61ª Reunião Anual da SBPC
E. Ciências Agrárias - 2. Engenharia Agrícola - 6. Processamento de Produtos Agrícolas
AVALIAÇÃO DE SECADOR VIBRO-FLUIDIZADO: PERDA DE CARGA E DISTRIBUIÇÃO DE TEMPO DE RESIDÊNCIA
Rafael Augustus de Oliveira 1
Bruno Silva Oliveira 2
Kil Jin Park 3
1. Profissional de Pesquisa, Faculdade de Engenharia Agrícola–UNICAMP, Coorientador
2. Graduando em Engenharia Agrícola, Faculdade de Engenharia Agrícola – UNICAMP
3. Professor Titular, Faculdade de Engenharia Agrícola – UNICAMP, Orientador
INTRODUÇÃO:
No processo de secagem contínua, a utilização de equipamentos que promovem um incremento nos coeficientes de transferência é de grande interesse. O uso de energia vibracional tem sido recomendado para materiais dispersos, por proporcionar aumento na taxa de secagem. O secador contínuo avaliado é o Secador Vibro-Fluidizado (patente PI 9302443-6). O secador é provido de sistema de aquecimento por meio de queimador a gás, sistema de ventilação, moto-vibradores e sistema de alimentação de sólidos. Assim, pode-se variar diversos parâmetros operacionais, dentre eles temperatura, velocidade do ar e amplitude de vibração. Primeiramente, realizou-se o levantamento da distribuição do tempo de residência com separação manual e análise de imagens para diferentes amplitudes de vibração. Em um segundo momento, buscou-se um procedimento ideal para se obter limiares na escala de cinza das imagens que gerassem resultados compatíveis com os obtidos pela separação manual do produto e do traçador. Além disso, foram realizados os levantamentos da perda de carga e do perfil de velocidade no secador vibro-fluidizado.
METODOLOGIA:
O secador vibro-fluidizado (SVF), patente industrial PI nº 9302443-6, consiste da base estrutural do secador, do corpo do secador, da tela do leito de secagem e dos moto-vibradores. Para a determinação da perda de carga nas câmaras do secador, foram utilizados manômetros diferenciais, acoplados ao secador, assim como para a determinação das pressões estáticas antes e depois do ventilador de insuflamento e exaustão. Foi utilizado um tubo de Pitot no levantamento das velocidades do ar. Foi determinada a perda de carga para a tela do leito de secagem e para as câmaras de secagem. Para se fazer o levantamento da distribuição do tempo de residência no secador vibro-fluidizado utilizou-se o método de estímulo e resposta. O estímulo consistiu em um pulso de material marcado (traçador) de massa conhecida, e a resposta foi medida através da fração desse traçador (feijão branco) em relação ao material não marcado (feijão preto), em determinados intervalos de tempo. O resultado foi analisado com base na massa do produto (separação manual) e com base em imagens digitais do produto na saída do secador. Nas imagens, partiu-se dos respectivos histogramas para determinar a concentração de traçador em cada amostra. Realizou-se uma corrida para cada amplitude de vibração do SVF.
RESULTADOS:
As maiores perdas de carga ocorreram para as posições mais abertas da válvula de insuflamento. As curvas seguiram o mesmo padrão para sistema aberto e fechado. Com o fechamento das válvulas de exaustão, houve aumento na pressão estática no ventilador de exaustão, tanto para sistema aberto quanto fechado. Os resultados obtidos para as cinco amplitudes utilizadas mostram que um aumento de amplitude provoca uma diminuição do tempo de residência, sendo o maior tempo de residência encontrado referente à menor amplitude de vibração, e os menores tempos de residência referentes às maiores amplitudes. Nota-se que o menor tempo de residência ocorreu na amplitude 4, o que pode ter ocorrido por melhor adequação dessa amplitude com o peso especifico do feijão preto, combinado com a velocidade do ar no leito, para um deslocamento mais rápido do produto no leito. Os tempos de residência médios calculados a partir das imagens seguiram o mesmo padrão dos calculados com as massas das amostras, sendo o menor tempo de residência o da corrida realizada com a amplitude 4, bem próximo do tempo da corrida da amplitude 5, e o maior tempo referente à amplitude 1.
CONCLUSÃO:
Os resultados de perda de carga e velocidade mostram que a variação da válvula de exaustão tem maior influência sobre as condições do ar dentro do secador. A perda de carga do leito de secagem e o perfil de velocidade são de grande importância para a definição dos parâmetros operacionais do processo de secagem. O método da análise das imagens digitais é de grande ajuda no levantamento da distribuição do tempo de residência, sendo mais viável do que a seleção manual e pesagem das amostras do produto. O ajuste do método de análise das imagens possibilitou a independência de métodos manuais para o levantamento do tempo de residência. Apesar de seu erro não ter apresentado uma redução substancial, comparando-se ao método de análise das imagens baseada na massa do material, o grande benefício do método ajustado é a não necessidade de se realizar seleção manual do traçador nas amostras, facilitando o trabalho experimental. Para diminuição do erro, a medida a ser tomada seria analisar o método visual, que apesar de trabalhoso, ainda é viável. De maneira geral, para o levantamento do tempo de residência e a avaliação da metodologia utilizada, conclui-se que a análise por imagens é viável na prática, sendo necessário ainda um ajuste fino no tratamento das imagens obtidas.
Instituição de Fomento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Palavras-chave: diferentes vazões, análise de imagem, estímulo e resposta.