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B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL PARA A VISUALIZAÇÃO E DIMENSIONAMENTO SIMULTÂNEOS DO PROCESSO DE SECAGEM EM SPRAY-DRYER
Juan Canellas Bosch Neto 1   (orientador)   jboschbr@yahoo.com.br
Gustavo Costa Resende 1   (autor)   gcresende@yahoo.com.br
Leonardo Ribeiro Borges 1   (autor)   leoriborges@yahoo.com.br
Viviane dos Santos Birchal 1   (co-orientador)   vbirchal@matrix.com.br
1. Centro Universitário UNI-BH
INTRODUÇÃO:
Este trabalho apresenta um estudo do processo de secagem em secador do tipo Spray através do desenvolvimento de um software que efetua a simulação deste processo. O simulador permite a determinação das variáveis de projeto e permite a visualização simultânea do processo de secagem. A simulação foi realizada a partir de dados da literatura e do modelamento matemático da referida operação unitária. Utilizaram-se o software FLASH MX e a linguagem interna de programação Action Script.
METODOLOGIA:
Os cálculos matemáticos envolvidos em cada etapa do algoritmo são detalhados tomando-se, como exemplo, o processo de secagem de leite para obtenção de leite em pó. Os dados de entrada utilizados para o dimensionamento do secador foram, então, referentes a este processo, em que uma suspensão concentrada de leite bovino é alimentada ao secador Spray, tal qual como ocorre na indústria (concentração de 49% sólidos secos) .
As dimensões do secador e as condições operacionais foram obtidas a partir de simulações no Software desenvolvido pelo grupo e estão descritas nos resultados deste projeto.Efetuaram-se simulações, e realizou-se, paralelamente, uma representação visual do modelo matemático. Optou-se pela construção de um modelo com dois tipos de representações simultâneas: a simbólica e a visual. Observa-se que, modificando os dados de entrada de processo e de projeto da operação unitária, têm-se resultados de saída que são alterados e convertidos em imagem que representam características do secador, tais como altura, diâmetro e tamanho das gotas na saída do bocal do atomizador, dentre outras.
RESULTADOS:
Utilizando o programa para o dimensionamento do Spray Dryer com dados do leite bovino concentrado, obtiveram-se os seguintes resultados:

SECADOR DO TIPO SPRAY-DRYER

RESULTADOS
Vazão massica [kg/h]: 20.00
Vazão produto seco [kg/h]: 9.17
Vazão H2O água alimentação [kg/h]:7.83
Vazão ar[kg/h]: 416.42
Diâmetro atomizador [m]: 0.00009
cp inicial produto [kJ/kg*K]: 2.51
Raio inicial partícula [m]: 0.000045
Umidade inicial ar: 0.02
Raio final partícula [m]: 0.000036
Umidade fim ar: 0.04
Volume H2O partícula. [m^3]: 2.460e-10
Temperatura entrada ar [ºC]: 110.00
Tempo residência [s]: 4.13
Temperatura alimentação [ºC]: 55.00
Altura secador [m]: 1.03
Temperatura inicial prod [ºC]: 20.00
Temperatura ar final [ºC]: 41.00
Diâmetro secador[m]: 0.33

Obs. Software está disponível no site www.jbosch.kit.net
CONCLUSÕES:
A simulação computacional foi cumprida com êxito. Dimensionou-se o equipamento efetuando os cálculos envolvidos na modelagem matemática e paralelamente, obteve-se uma representação visual do modelo matemático no software FLASH MX com linguagem Action Script.
É pertinente lembrar que outros canais de recepção como o tato, paladar e o olfato também poderiam ser estudados virtualmente, contribuindo, assim, para a representação da realidade através de um modelo na Engenharia de Alimentos.
A próxima etapa do projeto consiste na montagem de um secador do tipo Spray Dryer, a baixo custo, visando a utilização deste pela comunidade e por pequenos produtores, além de permitir a realização de estudos dos processos de secagem de diversos produtos alimentícios, tais como: leite em pó, leite de soja em pó, soro de leite em pó, pigmentos em pó provenientes da extração da betalaína da beterraba, sucos em pó, dentre outros. O Spray Dryer será projetado em escala piloto.
Palavras-chave:  Spray-Dryer; Simulação computacional; Secagem.

Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004