SECAGEM DE GRÃOS EM ALTAS TEMPERATURAS Prof. Daniel Marçal de Queiroz Viçosa, MG Agosto/2002.
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SECAGEM DE GRÃOS EM ALTAS TEMPERATURAS
Prof. Daniel Marçal de Queiroz
Viçosa, MGAgosto/2002
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Classificação dos secadores quanto ao fluxo de produto
leito fixo fluxos cruzados fluxos concorrentes fluxos contracorrentes fluxos mistos
estacionários contínuos intermitentes
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária
Constituição: sistema de aquecimento de ar ventilador câmara de distribuição de ar ou plenum câmara de secagem
Características: configuração simples baixo custo
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Secador de Camada Fixa
Modelo UFV
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária
Manejo do secador de leito fixo variáveis de projeto do secador:
potência do sistema de movimentação de ar área da câmara de secagem altura máxima da camada
variáveis relacionadas com o produto e o ambiente: tipo de produto altitude do local temperatura e umidade relativa ambiente temperatura e umidade inicial do produto
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária
Manejo do secador de leito fixo variáveis de controle:
espessura da camada de grãos temperatura de secagem revolvimento do produto repouso do produto
resultado: resistência ao fluxo de ar gradiente de umidade na camada de grãos consumo de energia qualidade do produto final
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária - Top Dry
Secagem em leito fixo no topo do silo, resfriamento na parte inferior.
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento
Componentes:Componentes: Silo metálicoSilo metálico Piso plano perfuradoPiso plano perfurado VentiladorVentilador AquecedorAquecedor Revolvedor de grãosRevolvedor de grãos EspalhadorEspalhador Sistema de descargaSistema de descarga
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento
Secagem em silos com revolvimento da massa de grãos: alturas de camada de até 5,50 m, temperaturas de secagem de até 60o C. Fluxo de araumenta em até 33%com o uso do revolvedor.
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento
Detalhe dosistema derevolvimento
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária
Sistema utilizado no Brasil para secagem de amendoim.
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Secador de leito fixo ou de camada estacionária
Problema: gradiente de umidadena camada, para contornar o problema utilizar temperaturas de secagem entre 35 a 40o C.
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Convecção Natural
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Secadores em cascata ou de calhas
Câmaras de secagem e resfriamento constituídas por uma série de calhas invertidas
Fileiras de calhas espaçadas de 20 a 30 cm
Grãos movimentam-se por gravidade
Ar de secagem ou resfriamento entra por uma linha de calhas e sai pelas linhas imediatamente superior e inferior
Ora o fluxo de ar é concorrente ora é contracorrente ao fluxo de produto
Primeiros secadores eram dotados de ventiladores centrífugos, hoje quase todos os fabricantes utilizam ventiladores axiais
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Secadores em cascata ou de calhas
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Secadores em cascata ou de calhas
Produto a ser seco deve apresentar baixo teor de impurezas caso contrário o fluxo de produto pode tornar-se desuniforme
Existe um limite abaixo do qual o fluxo de produto não pode ser reduzido
À medida em que se reduz a velocidade do produto dentro do secador pode ocorrer desuniformidade do fluxo de produto
Secador pode ser operado em regime contínuo apenas quando a umidade inicial é igual ou inferior a 18%
Para melhorar a eficiência energética os secadores passar a serem fabricados com opção de reaproveitamento do ar de resfriamento e de exaustão
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Secadores de Calhas
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Secador tipo cascatacom reproveitamento do ar de resfriamento esistema de coleta departículas
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Secadores em cascata ou de calhas
Temperaturas de secagem Milho e soja para consumo: 100o C Trigo para consumo: 70o a 80o C Arroz: 70o a 80o C Sementes: 50o a 60o C (não permitir os grãos atinjam
temperaturas superiores a 43o C
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Secadores de fluxos cruzados
Secador mais usado no mundo
Configuração, construção e operação simples
Passagem do ar perpendicular à passagem dos grãos que se movem entre duas chapas perfuradas
Espessura da camada de grãos: 20 a 30 cm
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Secadores de fluxos cruzados
Secador convencional: problemas com gradiente de umidade e elevado consumo de energia
Para melhorar desempenho: reversão do fluxo de ar e reversão da camada de grãos para
reduzir o gradiente de umidade na camada reaproveitamento do ar de exaustão para reduzir o
consumo de energia
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Secador de fluxos cruzados
Esquema básico
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Secadores de fluxos cruzados
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Secadores de fluxos cruzados
Secador é modular permitindo diferentes configurações para obtenção de diferentes capacidades de secagem.
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Secadores de fluxos cruzados
Eclusas próximas à entradade ar descarregam o produto mais rápido para reduzir ogradiente de umidade na camada.
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Recirculação do ar
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Secadores de fluxos concorrentes
Ar e grãos fluem no mesmo sentido
Altas taxas de evaporação ocorrem na parte superior da camada, uma vez que o ar mais quente encontra o grão mais úmido
Trocas intensas de energia e massa ocorrem quando o ar encontra o produto
Temperatura do produto permanece consideravelmente abaixo da temperatura do ar de secagem
Resfriamento é geralmente feito em fluxos contracorrentes
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Secadores de fluxos concorrentes
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Secadores de fluxos concorrentes
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Secadores de fluxos concorrentes
Vantagens:
Melhor qualidade final do
produto
Maior capacidade de
secagem.
Alta eficiência energética.
Baixo custo de instalação
e manutenção
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Secadores de fluxos contracorrentes
O ar de secagem e grãos fluem em sentido contrário.
A frente de secagem permanece sempre próxima ao fundo perfurado.
À medida que o produto desce, sua temperatura aumenta, ficando próximas à temperatura do ar de secagem.
A temperatura de secagem não deve ultrapassar 70oC.
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Secadores intermitentes
Produto ao passar pelo secador retorna à parte superior do secador
Quando dotados de câmaras de repouso geralmente o produto permanece 10% na câmara de secagem e o restante do tempo na câmara repouso
Câmaras de repouso: melhor eficiência energética e melhor qualidade do produto final
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Secadores intermitentes
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Secagem em combinação
Secagem em altas temperaturas até o produto atingir 16% a 18% de umidade
Secagem em baixas temperaturas no final do processo de secagem
Melhor eficiência energética e melhor qualidade do produto final
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Seca-aeração
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Seca-Aeração
Aumento da capacidade de secagem do secador: 50% a 75%
Redução do consumo de energia: 20% a 40%
Melhoria da qualidade do produto final