Mtodos de Secagem Prof. Juarez de Sousa e Silva - PhD Adriana Maria De Grand - MS DEA - UFV 1998 Obs.: - Aperte a tecla de espao para exibir a apresentao.

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Slide 1 Mtodos de Secagem Prof. Juarez de Sousa e Silva - PhD Adriana Maria De Grand - MS DEA - UFV 1998 Obs.: - Aperte a tecla de espao para exibir a apresentao - Aperte a tecla Esc para cancelar a apresentao. Slide 2 Retirada de parte da gua contida nos produtos agrcolas para permitir uma armazenagem prolongada Definio de Secagem Slide 3 Importncia da Secagem Permite antecipar a colheita. Permite armazenagem por mais tempo. Manter o poder germinativo. Impedir o desenvolvimento de insetos e microrganismos Minimizar a perda no campo. Slide 4 Condio para haver secagem: Pg > Par Princpios de Secagem Slide 5 Histerese: Slide 6 Princpios de Secagem Processo de secagem Perodo de razo constante Primeiro, Segundo e Terceiro Perodos de razo decrescente. Slide 7 - Ocorre no incio da secagem com o produto completamente mido. - gua escoa na fase lquida sob um gradiente hidrulico. - Ocorre um decrscimo no volume do produto igual ao volume de gua evaporada. Slide 8 - Formao de pontes lquidas. - Escoamento de gua na fase de vapor. - A temperatura do produto supera a de bulbo mido. Slide 9 - A gua dos gargalos dos poros pode migrar ou evaporar e condensar. - A presso parcial de vapor decresce. Slide 10 - Ocorre secagem no interior do produto. - O teor de umidade de equilbrio atingido. Slide 11 Mtodos de Secagem Secagem Natural Secagem Artificial Slide 12 Secagem Natural - Mtodo amplamente utilizado. - O processo tem seu incio logo aps a maturao fisiolgica. - Ar movimentado pela ao do vento. - A fonte energtica para secagem solar. Slide 13 Secagem Natural Vantagens No exige conhecimento de tcnicas modernas. Os investimentos para realiz-la so mnimos. Slide 14 Secagem Natural Desvantagens Depende das condies climticas. Propicia o ataque de pragas. Propicia o tombamento de plantas. O produto fica exposto s intempries. O campo fica ocupado por mais tempo. Dificulta a colheita mecnica. Slide 15 Secagem Artificial 3 H a interferncia do homem, acelerando e/ou melhorando o processo. 3 Pode ser realizada com: Ventilao Natural Ventilao Natural Ventilao Forada Ventilao Forada Conveco Conveco Slide 16 Secagem com Ventilao Natural 3 Terreiros 3 Secador Solar Rotativo Slide 17 Secagem em Terreiros 3 Vantagens: Simplicidade de construo e operao Baixo custo inicial. Slide 18 Necessidade de revolvimento do produto. O ambiente influencia o tempo de secagem. Baixa capacidade de secagem. Maior necessidade de mo-de-obra; rea plana para construo do terreiro. Desvantagens: Slide 19 Secador Solar Rotativo H um melhor aproveitamento da energia solar e da ao do vento. Slide 20 Secagem com Ventilao Forada 3 Secagem com ar natural 3 Secagem com ar a baixas temperaturas 3 Secagem com ar a altas temperaturas. Slide 21 Ar Natural e Baixas Temperaturas n A secagem realizada em silos. n So processos lentos. n Deve-se empregar vazes de ar que no permita a deteriorao do produto. Slide 22 Ar Natural e Baixas Temperaturas Slide 23 Secagem com Ar Natural 3 O ar aquecido apenas pela energia devido ao atrito com as ps do ventilador. 3 A secagem deve iniciar assim que a primeira camada de gros estiver sendo carregada. 3 O processo deve continuar, at que a zona de secagem atravesse toda a massa de gros. Slide 24 Secagem a Baixas Temperaturas 3 Um aquecedor acoplado ao ventilador. 3 A energia para aquecer em at 10 o C pode ser obtida pela queima de combustveis, uso de resistncia eltrica ou coletor solar. 3 Deve-se controlar o sistema de aquecimento para evitar a super-secagem das camadas inferiores. Slide 25 Carregamento do Silo Enchimento em uma etapa: Consiste em carregar o silo durante 1 a 3 dias. Enchimento por camadas: Processo em que uma nova camada de produto s adicionada quando a ltima estiver parcialmente seca. Camada nica: Consiste em carregar o silo em camada nica de at 1,0 m de espessura. Slide 26 Enchimento em uma etapa 3 Vantagens: Pouca movimentao do produto. Pouca demanda de mo-de-obra; O recebimento do produto no fica condicionado ao andamento da secagem do material existente no silo. Slide 27 Enchimento em uma etapa 3 Desvantagens: Elevado tempo de secagem com risco de deteriorao das camadas superiores. Pode ocorrer condensao de gua. Risco de super-secagem das camadas inferiores. Slide 28 Enchimento por camadas 3 Vantagens: Secagem mais rpida. Menores riscos de deteriorao. O fluxo mnimo necessrio inferior ao do mtodo de enchimento em uma etapa. 3 Desvantagem: Requer maior ateno no controle do processo de secagem. Slide 29 Camada nica 3 Vantagens: Secagem rpida de cada uma das camadas. Menores riscos de deteriorao. Maiores fluxos de ar por tonelada de produto. Desvantagens: Equipamentos menos eficientes. Maior demanda de mo-de-obra. Slide 30 Movimentao do Produto PROCESSO ESTTICO: O produto no revolvido. - Pode ocorrer gradiente de umidade COM REVOLVIMENTO : O produto periodicamente homogeneizado por meio de helicides. - No ocorre gradiente de umidade. - Ideal para secagem a baixas temperaturas Slide 31 Revolvimento do Produto Rosca revolvedora Vantagens: - Maior rendimento de secagem. - Menor risco de deteriorao. -Eliminao do gradiente de umidade. Desvantagens: Maior o ndice de produto com danos mecnicos. Maior investimento e custo operacional. Sobrecarga do equipamento sobre as paredes do silo. Acmulo de materiais finos no centro do silo. Slide 32 Operao e Monitoramento do Sistema 3 Inspeo peridica da temperatura e umidade dos gros. 3 Se a umidade do gro for superior a 16%, manter o ventilador ligado. 3 Com umidade abaixo de 16%, manter o ventilador ligado se umidade relativa for inferior a 75%; 3 Na secagem com baixa temperatura, resfriar produto temperatura ambiente. Slide 33 Ar de Secagem Vazo especfica mnima. - o fluxo mnimo de ar insuflado por unidade de volume ou de peso de gros, sem ocorrncia de deteriorao do produto. - Vazes especficas abaixo do valor mnimo pode comprometer a qualidade do produto; - Vazes elevadas, aumentam o consumo de energia e investimento inicial. Slide 34 Vazo Mnima de Ar 3 Depende dos seguintes fatores: Tipo de produto. Clima da regio. Teor de umidade inicial do produto. Slide 35 Durao da Secagem 3 O tempo de secagem pode ser reduzido elevando-se a temperatura do ar de secagem ou sua vazo. 3 O aquecimento do ar praticamente no altera a velocidade de deslocamento da frente de secagem. (O produto tende a atingir o equilbrio) Slide 36 Secagem a Altas Temperaturas 3 Consiste em submeter o produto ao de um fluxo de ar quente. 3 rpido e menos dependente das condies climticas para secagem. 3 O fluxo de ar utilizado depende do produto e do tipo de secador. 3 O potencial de secagem funo direta da diferena entre a temperatura do ar e do ambiente. Slide 37 A taxa de secagem funo de: - Temperatura e umidade relativa ambiente. - Temperatura e fluxo de ar de secagem. - Umidade inicial do produto. - Fluxos do produto e do ar no secador. Secagem a Altas Temperaturas Slide 38 - independncia das condies climticas - Facilidade de gerenciamento. - Menor risco de deteriorao. Vantagens: Slide 39 Secagem a Altas Temperaturas 3 A presso do vapor da gua nos gros aumentada pelo aquecimento do produto, facilitando a sada de umidade. 3 Com o aumento da temperatura do ar, a sua umidade relativa diminui e, em conseqncia, seu potencial de secagem aumenta. Slide 40 Classificao dos Secadores - Quanto aos fluxos do ar e do produto. - Quanto operao. - Quanto utilizao. Slide 41 Classificao Segundo os Fluxos 3 Secador de camada fixa horizontal 3 Secador de camada fixa vertical 3 Secador de fluxos cruzados 3 Secador de fluxos contracorrentes 3 Secador de fluxos concorrentes 3 Secador em cascata 3 Secador rotativo 3 Secador de leito fluidizado 3 Secador por conveco Slide 42 Secador de Camada Fixa Horizontal 3 O ar de secagem insuflado por um ventilador num compartimento de fundo perfurado, onde fica o produto; 3 O secador constitudo por: Cmara para distribuio uniforme do ar (plenum). Cmara de secagem. Fonte de aquecimento do ar. Slide 43 Secador de Camada Fixa Horizontal 3 Normalmente, usam-se silos metlicos, com piso perfurado; 3 Para diminuir o custo de implantao, os silos so substitudos por construes em alvenaria. 3 A altura da camada de produto deve manter-se entre 0,4 e 0,6 metros. Slide 44 Secador de Camada Fixa Modelo UFV Slide 45 Camada Fixa Horizontal 3 Vantagens: - Baixo investimento inicial. - Menor custo operacional. - O armazenamento pode ser feito no prprio silo secador (silo convencional adaptado). - Pode secar gros, milho em espiga, feijo em rama, raspa de mandioca, feno etc. Slide 46 Camada Fixa Horizontal 3 Desvantagens: - Baixa capacidade de processamento devido espessura da camada. - Necessidade de revolvimento peridico do produto para uniformizao da secagem. Slide 47 Camada Fixa Vertical e de Fluxos Cruzados - O produto permanece em colunas verticais compostas por chapas perfuradas. - O fluxo de ar perpendicular coluna de gros. - Quando o produto est em movimento, o secador dito de fluxos cruzados. Slide 48 Secador de Fluxo Cruzado Esquema bsico Slide 49 Secador de fluxos Cruzados Modelo UFV Reverso de Fluxo Dupla Cmara de Secagem Slide 50 Camada Fixa Vertical e de Fluxos Cruzados Vantagens: - Alta capacidade de secagem. - Facilidade de manuseio e operao. - Baixo custo inicial. Slide 51 Camada Fixa Vertical e de Fluxos Cruzados 3 Desvantagens: - Risco de superaquecimento do produto. - Alto consumo de energia. - Desuniformidade de secagem. - Baixa qualidade do produto. Slide 52 Fluxos Contracorrentes - O ar de secagem e gros fluem em sentido contrrio. - A frente de secagem permanece sempre prxima ao fundo perfurado. - medida que o produto desce, sua temperatura aumenta, ficando prximas temperatura do ar de secagem. - A temperatura de secagem no deve ultrapassar 70 o C. Slide 53 Secador de Fluxo Contracorrente Slide 54 Secador de Fluxos Contracorrentes 3 Vantagens: Alta eficincia energtica; Menor tempo de exposio ao ar de secagem; Menor susceptibilidade a danos mecnicos. 3 Desvantagem: Maior custo de manuteno, quando se utiliza um sistema com silo. Slide 55 Fluxos Concorrentes - Neste tipo de secador ar de secagem e produto fluem na mesma direo. - Altas taxas de evaporao ocorrem na parte superior da camada. - Ocorre uma rpida reduo na temperatura do ar de secagem e no teor de umidade do produto.; - A temperatura do produto permanece sempre abaixo da temperatura inicial do ar de secagem. Slide 56 Secador de Fluxo Concorrente Modelo UFV Slide 57 Vantagens: Melhor qualidade final do produto. Maior capacidade de secagem. Alta eficincia energtica. Baixo custo de instalao e manuteno Fluxos Concorrentes Slide 58 Desvantagens: Alto custo de construo, quando se opera com mais de um estdio. Maior risco de incndios devido utilizao de altas temperaturas. Slide 59 Secador em Cascata 3 So constitudos por uma srie de calhas invertidas em forma de V. 3 O produto move-se entre as calhas, sob a ao da gravidade. 3 O ar de secagem entra numa linha de calhas e sai em outras imediatamente adjacentes, 3 Utilizam fluxos de ar /ton. de gros menores que em outros secadores contnuos. Slide 60 Tipo Cascata Slide 61 Secadores Comerciais Slide 62 Secador em Cascata 3 Vantagem: Boa eficincia energtica. 3 Desvantagens: Alto custo inicial. Poluio do ambiente. Slide 63 Secador Rotativo Slide 64 Vantagens: Funciona como mquina de pr-limpeza para alguns produtos. Boa Uniformidade de secagem. Desvantagens: Baixa eficincia energtica. Alto custo de investimento. Incidncia de danos mecnicos. Slide 65 Secador de Leito Fluidizado - O ar de secagem provoca turbulncia, mantendo o produto em suspenso. - A intensidade do fluxo de ar deve ser tal que supere a velocidade terminal do produto. - No comum na secagem de produtos agrcolas. Slide 66 Secador de Leito Fluidizado Slide 67 Secador por Conveco - Utilizam trocadores de calor para aquecimento do ar de secagem. - O ar se movimenta devido diferena de temperatura entre o ar de secagem e o ambiente; - Por no usar ventiladores, Pode ser uma alternativa para secagem em propriedades sem eletrificao. Slide 68 Conveco Natural Slide 69 Vantagens: Vantagens: Dispensa o uso de ventiladores.Dispensa o uso de ventiladores. Baixo custo inicial.Baixo custo inicial. mo-de-obra pouco especializada.mo-de-obra pouco especializada. Desvantagens: Desvantagens: Baixa eficincia trmica.Baixa eficincia trmica. Desuniformidade de secagem.Desuniformidade de secagem. Riscos de contaminao por fumaa.Riscos de contaminao por fumaa. Slide 70 Classificao Quanto ao Modo de Operao Secadores Contnuos Secadores Intermitentes Slide 71 Secadores Contnuos 3 O gro pode ficar sob constante a ao do calor at o ponto ideal de secagem. 3 H um fluxo constante de produto no secador. 3 Um mecanismo determina o tempo de residncia ao longo da (s) cmara(s) de secagem e de resfriamento. 3 Em alguns casos, o resfriamento feito fora do secador. 3 um tipo de secagem indicada para grande quantidade de produto; Usuario: Slide 72 Secadores Contnuos Secadores Contnuos Slide 73 Secadores Intermitentes 3 O produto retorna (s) cmaras de secagem at que atinja a umidade ideal, sem sofrer resfriamento. 3 Em alguns casos, o resfriamento feito fora do secador. 3 Pode ou no passar por cmaras de repouso. Slide 74 Secador Intermitente Slide 75 Classificao Quanto aos Processos de Utilizao 3 Sistemas Combinados : Consiste em iniciar a secagem num sistema a altas temperaturas e complet-la num sistema baixas temperaturas; 3 Seca-Aerao: Neste sistema o produto seco parcialmente num sistema altas temperaturas, permanece em descanso por determinado tempo, e a secagem completada em um pequeno silo com aerao a baixos fluxos de ar. Slide 76 Sistemas Combinados Apresentam como vantagens: 3 Reduo da energia total requerida para a secagem. 3 Fornece um produto com alta qualidade Slide 77 Seca-Aerao (Dryeration) 3 Reduz o consumo de energia. 3 Aumenta a capacidade de secagem. 3 Reduz os danos trmicos causados pela secagem a altas temperaturas. 3 Requer maior investimento inicia. 3 Maior manuseio do produto. Slide 78 Sistema de Seca-Aerao Slide 79 Modificaes em Sistemas Tradicionais 3 Sistema com Recirculao do Ar de Secagem; 3 Secagem com Revolvimento do Produto 3 Secagem em Silo com Sistema Contracorrente; Contracorrente; 3 Eliminao de Impurezas nos Produtos; Slide 80 Silo com Sistema Contracorrente 3 Grande eficincia energtica. 3 H possibilidade de condensao nas camadas superiores. Slide 81 Slide 82 Vista Interna do Sistema Shivvers Slide 83 Sistema com Recirculao do Ar de Secagem 3 Consiste na recirculao de parte do ar de exausto; 3 Promove preaquecimento e pr-secagem do produto mais mido; 3 Utilizado para reduzir o gradiente de temperatura e umidade nos secadores de fluxos cruzados. Slide 84 Recirculao do Ar Slide 85 Eliminao de Impurezas 3 Consiste na realizao do processo de pr-limpeza. 3 Facilita a passagem do ar. 3 Diminui o tempo de secagem e o consumo de energia. 3 Dificulta o desenvolvimento de fungos. Slide 86 Secagem com Revolvimento 3 feito utilizando-se de roscas-sem- fim que giram no interior do silo. 3 Elimina a frente de secagem. 3 Possibilita uma melhor distribuio do fluxo de ar. Slide 87 Fim

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