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UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANCOORDENAO DE TECNOLOGIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOSCURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

LAIS MALACHIASLIGIANE ALINE INHOATOMARILIA GATO MARIM

EXPERIMENTO NO TNEL DE SECAGEM COM AMOSTRA DE FARINHA DE MILHO

CAMPO MOURO2013LAIS MALACHIASLIGIANE ALINE INHOATO MARILIA GATO MARIM

EXPERIMENTO NO TNEL DE SECAGEM COM AMOSTRA DE FARINHA DE MILHO

Relatrio, apresentado disciplina de Operaes Unitrias II, do Curso Superior de Engenharia de Alimentos da Universidade Tecnolgica Federal do Paran UTFPR Campus Campo Mouro, como requisito parcial para obteno de nota. Professor. Dr. Odinei Hess Gonalves.

CAMPO MOURO2013SUMRIO

LISTA DE FIGURAS....................................................................................................4RESUMO......................................................................................................................5NOMENCLATURA E SIMBOLOGIA...........................................................................61 INTRODUO..........................................................................................................7Objetivo102 MATERIAL E METODOLOGIA..............................................................................122.1 Equipamentos.......................................................................................................122.2 Procedimento experimental..................................................................................122.3 Metodologia de clculo.........................................................................................133 RESULTADOS E DISCUSSO..............................................................................163.1 Anlise da variao da umidade em base seca...................................................163.2 Anlise da velocidade de secagem em funo da variao de umidade (base seca).....................................................................................................................223.3 Anlise de velocidade de secagem da amostra em funo do tempo.................243.4 Coeficientes convectivo terico e experimental e de transferncia de massa no perodo de velocidade constante de secagem.....................................................253.4.1 Coeficiente convectivo.......................................................................................253.4.2 Coeficiente experimental e terico de transferncia de massa.........................264 CONCLUSO.........................................................................................................275 SUGESTES..........................................................................................................28REFERENCIAS..........................................................................................................29Anexo A (Memria de clculo)................................................................................31

LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Taxa de secagem de um material granular ..................................................9Figura 2- Classificao de secadores segundo o modo de operao ......................11Figura 3- Valores obtidos experimentalmente............................................................17Figura 4- Grfico da variao da umidade (base seca).............................................18Figura 5- Grfico de umidade x tempo.......................................................................18Figura 6- Grfico de variao da umidade (base seca).............................................19Figura 7- Grfico de variao da umidade (base seca).............................................20Figura 8- Grfico de variao da umidade (base seca).............................................21Figura 9- Grfico de variao da umidade (base seca).............................................21Figura 10- Grfico da taxa de velocidade de secagem em base seca......................22Figura 11- Grfico de velocidade por umidade..........................................................23Figura 12- Grfico da taxa de secagem em funo do tempo...................................24Figura 13- Grfico do fluxo ou velocidade de secagem em funo do tempo...........25

RESUMO

A secagem de alimentos tambm denominada desidratao, o processo no qual ocorre a aplicao de calor sob condies controladas a fim de remover grande parte da gua livre presente no alimento atravs da evaporao da mesma. Ao ser colocado no secador, devido diferena de temperatura ocorre uma transferncia de calor da fonte quente para o material mido, e tambm a evaporao da gua.O presente trabalho teve como objetivo a construo de curvas tpicas de cinticas de secagem, determinar os coeficientes exerimentais e tericos de transferncia de massa na secagem de farinha de milho e assim, entender as demais variveis presentes nesse processo. Neste trabalho, a secagem da farinha de milho foi realizada em um secador tipo tnel de vento com uma velocidade do ar de 2,5 m/s, at massa constante. Atravs da umidade da base seca (Ubs) foi possvel observar as fases do processo de secagem como perodo transiente, taxa de secagem constante, taxa de secagem decrescente e equilbrio. Obtendo um valor de coeficiente convectivo (h) experimental e terico de 16,72425346 W/m2.h e 28,53049941 W/ m2h. Tambm se obteve o coeficiente de transferncia de massa (kx) experimental e terico de kx= 0,492944556 kg ar seco/ m2 h e Kx= 0,176929672 kg/m2h, respectivamente. Algumas curvas de secagem obtidas apresentaram semelhana com as da literatura

NOMENCLATURA E SIMBOLOGIA

%H = Porcentagem de umidade da amostraN = perda de massa em gramasP = massa da amostra em gramas = somatrion = nmero de valoresi = ndice da somatriaXi =Valor com seu respectivo ndiceA = rea de seco transversal do cadinho de secagemd = dimetro do cadinho de secagemx = variao de umidadet = variao de tempoR = velocidade de secagemLs = massa de slidoH = volume midoH = umidadeh = coeficiente convectivoT = temperaturap = densidadem = massaG = vazo de massaRc = velocidade de secagemm = Tw = temperatura de bulbo mido N = taxa de secagem (Rc)Kx = coeficiente de transferncia de massay = umidade absoluta de saturao ys = umidade absoluta do ar hc = coeficiente de transferncia de calor

1 INTRODUO

Secagem um dos processos comerciais mais utilizados para a preservao da qualidade de alimentos (ROSSI e ROA, 1980). A secagem de alimentos tambm denominada desidratao, o processo no qual ocorre a aplicao de calor sob condies controladas a fim de remover grande parte da gua livre presente no alimento atravs da evaporao da mesma. O principal objetivo dessa operao aumentar a vida de prateleira do produto ao reduzir sua atividade de gua. A secagem , geralmente, a ltima etapa de uma srie de operaes e o produto resultante desse processo, com raras excees, vai para a embalagem final (GEANKOPLIS, 1998).O termo secagem se usa tambm como referncia para eliminao de outros lquidos orgnicos, como benzeno ou solventes orgnicos e materiais slidos (MARCINKOWSKI, 2006).A secagem envolve a transferncia simultnea de calor e massa. Qualquer modelo que pretenda descrever o processo de secagem, incorpora um conjunto de parmetros associados s propriedades termodinmicas e de transporte do material que se quer secar tais como, a difusividade efetiva da umidade, condutividade trmica efetiva, coeficientes peliculares de transferncia de massa e de calor e a constante de secagem (FREITAS, 2007).As vantagens de se utilizar o processo de secagem so vrias, dentre as quais tem-se: a facilidade na conservao do produto; estabilidade dos componentes aromticos temperatura ambiente por longos perodos de tempo; proteo contra degradao enzimtica e oxidativa; reduo do seu peso; economia de energia por no necessitar de refrigerao e a disponibilidade do produto durante qualquer poca do ano (MARCINKOWSKI, 2006).Apesar dos aspectos positivos, a secagem pode alterar as caractersticas sensoriais e o valor nutricional dos alimentos, e a intensidade dessas alteraes dependente das condies utilizadas no processo de secagem e das caractersticas prprias de cada produto. Na secagem de alimentos a relao entre as condies de processamento e a qualidade do produto mais complicada que em outros tipos de processos. Tal fato devido, principalmente, temperatura e umidade. As taxas de degradao dos atributos de qualidade, normalmente, so funes destes dois parmetros. (RESNICK e CHIRIFE, 1979).Durante a secagem necessrio o fornecimento de calor para evaporar a umidade do material e tambm deve haver um sorvedor de umidade para remover o vapor de gua, formado na superfcie do material a ser seco (MARCINKOWSKI, 2006). Ao ser colocado no secador, devido diferena de temperatura (ambiente mais quente que material) ocorre uma transferncia de calor da fonte quente para o material mido, e tambm a evaporao da gua. A diferena de presso parcial de vapor d'gua entre o ambiente quente (ar quente) e a superfcie do produto ocasionar uma transferncia de massa do produto para o ar, e assim o vapor ser arrastado do material (MARCINKOWSKI, 2006). Se a gua no estiver ligada (ligao fsica e/ou qumica) nas estruturas dos slidos caracterizada como gua livre, e a energia envolvida no processo ser correspondente ao calor latente de vaporizao. E, se a gua estiver ligada, a energia necessria para sua evaporao ser maior (BROD, 1999). Condies como contedo inicial de umidade do material, contedo final de umidade que o material pode chegar (umidade de equilbrio), como a gua est relacionada com a estrutura do slido e como o transporte da gua feito do interior superfcie do slido durante a secagem que servem para fundamentar o fenmeno de secagem. Estas transferncias internas de massa so influenciadas por dois fenmenos particularmente importantes para os produtos biolgicos: a migrao dos solutos e a deformao do produto. Os mtodos de clculo da cintica de secagem so aplicados de modo diferente dependen