Trabalho de Secagem

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

CAMPUS ALTO PARAOPEBA

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

LAURA DE OLIVEIRA MARTINS TORRES

SECAGEM

Ouro Branco, MG.

2015

LAURA DE OLIVEIRA MARTINS TORRES

SECAGEM

Trabalho realizado sob a orientação do Professor Alexandre Bôscaro apresentado à disciplina Operações Unitárias II do curso de Engenharia Química da Universidade Federal de São João del-Rei.

Ouro Branco, MG.

2015

Sumário

INTRODUÇÃO        

FUNDAMENTOS FENOMENOLÓGICOS        

Transferência de Calor e Massa        

Métodos de Secagem        

Secagem por convecção        

Secagem por condução        

Secagem por radiação        1

Secagem Dielétrica        11

Secagem por liofilização        11

Curvas de Secagem        

EQUIPAMENTOS        

Secadores a Bandeja        14

Secadores-Transportadores e Secadores a Túnel        15

Sólidos Granulados        16

Secador Rotatório        16

Secador a Gravidade        17

Secagem Instantânea ou Flash        17

Secador a Leito Fluidizado        18

         Secagem de Lamas e Pastas Grossas        18

Secagem a Tambor        19

CÁLCULOS        

Tempo de Secagem        0

Teor de umidade crítico        2

Teor de Umidade de Equilíbrio        3

 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        24

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1. INTRODUÇÃO

No atual cenário de competitividade global, indústrias de diversos setores buscam, cada vez mais, atingir elevados níveis de produtividade e qualidade em seus produtos. Em virtude disto, estão sempre se atualizando e buscando tecnologias e novos processos para otimizar seus custos e minimizar perdas. Neste contexto, surgiu o processo de secagem.

Basicamente, a secagem consiste no processo de remoção de uma substância volátil (não exclusivamente água) de um produto sólido. E a quantidade de água presente no sólido é chamada de umidade. Esta definição de secagem exclui a concentração de uma solução e a remoção mecânica de água por filtragem ou centrifugação. Exclui também métodos térmicos relatados à destilação (PARK et al., 2007).

A secagem de sólidos é uma das mais antigas e usuais operações unitárias encontradas nos mais diversos processos usados em indústrias agrícolas, cerâmicas, químicas, alimentícias, farmacêuticas, de papel e celulose, mineral e de polímeros. A presença de umidade em muitos produtos implica em diversos fatores indesejáveis, como a acelerada deterioração dos alimentos devido à proliferação de microrganismos, ao maior custo com transporte e armazenamento e a dificuldade em etapas específicas de processamento. Desse modo, justifica-se o fato de a secagem ter tantas finalidades e aplicações.

Os produtos alimentícios desidratados são comuns no dia-a-dia e muito utilizados em todo o mundo, como os temperos desidratados, pós-solúveis, café, frutas secas, leite em pó, achocolatados, entre outros. Eles oferecem diversas vantagens em relação aos produtos enlatados e congelados, entre as quais podemos citar melhor conservação do produto, redução do seu peso, com a consequente redução do custo de transporte e armazenamento. A remoção da umidade deve ser feita a tal nível que o produto fique em equilíbrio com o ar do ambiente onde será armazenado e deve ser feita de modo a preservar a aparência, as qualidades nutritivas e, no caso de grãos, a viabilidade como semente. (SILVA et al., 2000).

Estes são alguns exemplos de produtos comercializáveis que são obtidos através da secagem. Este processo, ainda é amplamente utilizado para adequar um material a um processamento subsequente. Existem materiais que necessitam de uma determinada umidade para poderem ser prensados, moídos ou peletizados. Além disso, muitos necessitam ser secos a baixos conteúdos de umidade para permitirem um armazenamento satisfatório, visto que passam a ocupar volumes consideravelmente menores, o que reduz também os custos de transportes. (PAN et al., 1997). “Apesar desta evolução na arte da secagem, métodos complexos começaram a ser propostos só no fim do século 19, como por exemplo, patentes de secador a radiação térmica e secador à vácuo. Estas inovações foram gradualmente sendo proliferadas e incorporadas pela indústria.” (PARK et al., 1997, p. 1).

A secagem acontece através de fornecimento de calor da fonte quente para o material úmido que promoverá a evaporação da água do material e em seguida o arrastamento do vapor formado. “A fase gasosa chamada de meio de seca deve ser insaturada para que possa receber a umidade como vapor.” (PACHECO, 2003).  Assim, observa-se que dois fenômenos ocorrem, simultaneamente, quando um sólido úmido é submetido à secagem: Transferência de calor do ambiente para evaporar a umidade superficial, que depende de condições externas de temperatura, umidade do ar, fluxo e direção de ar, área de exposição do sólido (forma física) e pressão e transferência de massa (umidade) do interior para a superfície do material. O movimento interno da umidade no material sólido é função da natureza física do sólido, sua temperatura e conteúdo de umidade. (PARK et al., 2007).