FUNDAMENTAÇÃO-TEÓRICA-SECAGEM

7/24/2019 FUNDAMENTAO-TERICA-SECAGEM

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Curva caracterstica de secagem com teor de umidade em funo do

tempo, (FOUST et al., 2!"###############################################################################$

Figura 2 Ta%a de secagem em funo do cont&udo de umidade, ('O)*+

et al., 21"###########################################################################################################-


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FUNDAMENTAO TERICA

SECAGEM

+ secagem de s./idos & uma das mais antigas e usuais opera0es

unitrias encontradas nos mais diversos processos de indstrias agrco/as,

cer3micas, 4umicas, a/imentcias, farmac5uticas, de pape/ e ce/u/ose, minera/

e de po/meros, (')6O67 'U8U'9+, 1:;&m, para reduBir os custos de transporte de

mat&rias=primas, aumentar o va/or de uma commodity, para aumentar a vida de

prate/eira do produto ou para simp/esmente cumprir especifica0es no 4ue diB

a respeito de uma mat&ria=prima ou de um produto (D*69)'+667 SCE'*9T,

21"#

O tipo de secador, a 4ua/idade do produto seco, a 4uantidade de energia

gasta e o tempo uti/iBado nesse processo so par3metros primordiais para a

renta>i/idade do produto fina/# (@+CE)CO, 21"#

CONTEDO MDIO DE UMIDADE

6o processo de secagem, a umidade pode ser o>tida em re/ao

>ase umida ou >ase seca# Gera/mente, o cont&udo de umidade ou o

contedo m&dio de umidade so dados em >ase seca (HIS,XBS " 4ue & a

raBo entre a massa de gua no materia/ e a massa do materia/ tota/mente


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seco# + umidade m&dia em >ase seca do materia/ & dada pe/a )4uao 1,

('O)*+ et al., 21"#

X=mm

seca

mseca (1"

6o 4ua/, m & a massa do materia/ em um determinado instante e m seca

& a massa do materia/ tota/mente seco, o>tida em uma secagem em estufa

1 JC, ('O)*+ et al., 21"#

CURVAS DE SECAGEM

O processo de secagem se manifesta so> um comportamento tpico,4ue pode ser o>servado por meio da curva de secagem# +/&m disso,

cada s./ido possui uma curva caracterstica, (@+A et. al#, 2


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am>iente7 a ve/ocidade de secagem permanece ina/terada com a diminuio

do teor de umidade e o ca/or & transferido para a superfcie de secagem do

s./ido ocorre >asicamente por conveco# +/&m disso, nesse regime, as

temperaturas no interior do s./ido tendem a ser iguais temperatura de

>u/>o mido do gs, permanecendo estveis e a ta%a de secagem tam>&m

permanece constante (FOUST et. al#, 2!"#

6o interva/o C e 9, corresponde ao perodo de ta%a decrescente#

*nicia=se 4uando a umidade do s./ido atinge um va/or determinado c?amado

umidade crtica# )sse trec?o pode ser dividido em duas BonasK Bona de

superfcie de secagem no=saturada e Bona em 4ue o f/u%o interno de gua

contro/a o processo# +/&m desse ponto, a temperatura da superfcie e/eva=se

e a ta%a de secagem cai rapidamente, (FOUST et. al#, 2!"#

6o ponto ), a ta%a de secagem apro%ima=se de Bero, em um certo teor

de umidade de e4ui/>rio, 4ue & o menor teor de umidade possve/ no

processo de secagem, (FOUST et. al#, 2!"#

Os dados de secagem podem ser tam>&m representados pe/o

contedo de umidade m&dio ( X ou adimensiona/ de umidade (L", como

apresenta a )4uao 2, ou pe/a ta%a de secagem em funo do cont&udo de

umidade para 4ue se possa identificar os perodos de secagem e tam>&m a

umidade crtica do materia/# + ta%a de secagem pode ser determinada pe/a

)4uao $, ('O)*+ et al., 21"#

W=XXe

XoX

e

(2"

N=

m

t . A

($"

@ode=se representar a ta%a de secagem em funo da umidade em

>ase seca do materia/ como apresenta a Figura 2#


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Figura . Ta2a $! #!cag!% !% 'u()*& $& c&(3u$& $! u%i$a$!, -MOREIRA et al., ./14

6ovamente, o>serva=se a partir da Figura 2, o perodo de ta%a

constante de secagem 4ue vai da umidade inicia/ (H" at& a umidade crtica

(HC"# + partir da umidade crtica inicia=se o perodo de ta%a decrescente de

secagem 4ue vai at& a umidade de e4ui/>rio, ('O)*+ et al., 21"#

+/&m disso, a umidade crtica & determinada pe/a interseco das retasK

tangente traada so>re os pontos e%perimentais do perodo de ta%a

constante de secagem e so>re os pontos e%perimentais do perodo de ta%a

decrescente de secagem# + partir do ponto de interseco, descendo

vertica/mente at& o ei%o dos va/ores de umidade determina=se o va/or

apro%imado para a umidade crtica, ('O)*+ et al., 21"#

CINTICA DE SECAGEM

)%istem na /iteratura muitos mode/os empricos para representar a

secagem# O mode/o mais con?ecido foi o>tido por DeMis e tem a seguinte

forma, ('O)*+ et al., 21"K

d Xdt =K .(XXe) (-"

6o 4ua/, A & a constante de secagem dada em ? =1, mim=1 ou s=1# +

constante de secagem representa a ve/ocidade com 4ue a gua & retirada do

materia/, assim, 4uanto maior a constante de secagem, maior ser a

ve/ocidade retirada de gua de um materia/ e menor o tempo necessrio para

a secagem, ('O)*+ et al., 21"#

*ntegrando a )4uao -, tem=se para o mode/o de DeMisK


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XXeX0Xe

=exp (K .t) ("

Uma veB determinada a constante de secagem, pode=se determinar a

difusividade efetiva, 9)F, em m2Ns, por meio da )4uao !('O)*+ et al.,

21"#

D

EF=

K. L2

2

(!"

Outros dois mode/os muito citados na /iteratura so o de Irooer e o de

@age, dados respectivamente pe/as )4ua0es < e ;, ('O)*+ et al., 21"#

XXeX0Xe

=C .exp (K .t) (ai%a presso" pode ser considerada um

gs perfeito, define=se a umidade re/ativa como sendo a raBo entre a presso


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parcia/ do vapor na mistura (@v" e a presso do vapor saturado (@sat" mesma

temperatura# + temperatura de orvalho ou ponto de orvalho, & a temperatura na

4ua/ uma dada mistura de ar=vapor de gua & saturada, isto &, a temperatura

na 4ua/ a presso parcia/ rea/ do vapor de gua corresponde ao va/or de

presso de saturao# Como & a temperatura na 4ua/ ocorre condensao do

vapor de gua e%istente no ar, e/a representa a temperatura mnima 4ue a

mistura pode sofrer de resfriamento sem ?aver a precipitao (condensao"

de umidade# + temperatura de bulbo mido, & a temperatura indicada por um

termPmetro cuo >u/>o est co>erto por uma mec?a de pano em>e>ido em

gua#

REFER7NCIAS 8I8LIOGR9FICAS

1" 'O)*+ et al., Laboratrio de Engenharia Qumica II ecagem!7

To/edo = @7 217 pgs# 2 !#2" FOUST, +#S#, et a/#7 Q"rincpios das #pera$%es &nit'riasR7 2 )d#7 )ditora

Guana>ara **7 io de 8aneiro = 87 1:;2#

$" D*69)'+66, C7 SCE'*9T, #L.( )elatrio de Laboratrio de

#pera$%es &nit'rias* ecagem em leite de +orro!( Curso de )ngen?aria

umica da Universidade Federa/ do io Grande7io Grande7 21#-" ')6O6, +# S#, 'U8U'9+, +# S#7 Qrying o- solids* principles,

classi-ication, and selection o- dryers!7 Eand>oo of *ndustria/ 9rVing7

'arce/ 9eer *nc#7 6eM Wor71:;

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