Secagem de Sólidos

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    SECAGEM DE SÓLIDOS

    1. Introdução: 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 secagem é remoç#o de um líquido volátil, normalmente água, de um

    sólido poroso como madeira, tecido ou massa de pó" $s cálculos relevantes

    podem facilmente ser adaptados % análise da remoç#o de água de cristali&aç#o

    ou % concentraç#o de uma soluç#o na presença de um gás inerte (!"

    $ pro'lema 'ásico na secagem é o cálculo do tempo necessário para

    secar o material, de um teor de umidade para outro, em um secador com uma

    dada capacidade e entrada de calor (!"

    ecagem é a transferência de um líquido que está num sólido mol)ado

    para uma fase gasosa n#o saturada" $ processo de secagem é idêntico a um

    processo de umidificaç#o, e*ceto quanto á influência e*ercida pelo próprio

    sólido so're o processo de secagem" +sta influência é considerável" A

    investigaç#o da secagem e o cálculo das dimensões do equipamento de

    secagem devem levar em conta uma multid#o de pro'lemas nas áreas da

    mecânica dos fluídos, da química das superfícies e da estrutura dos sólidos (!"

    $ tempo de secagem depende, em grande parte, das dimensões dasgotículas dispersadas na câmara quente" -ualquer dispositivo de ne'uli&aç#o

    provoca a formaç#o de gotículas com uma certa fai*a de dimensões, e estas

    diferentes gotículas secam de forma diferente, nas mesmas condições (!"

     A secagem é utili&ada para facilitar o manuseio (carregamento,

    descarregamento, transporte pneumático! de su'stâncias pulverulentas. para

    'ai*ar o custo de transporte de matérias/primas. para aumentar o valor de uma

    commodit0ou para cumprir especificações a respeito da matéria prima ou de

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    um produto (naturalmente, ao se cumprir uma dessas metas, outras podemser 

    atingidas simultaneamente! (1!"

     Alguns produtos, quando su'metidos % secagem, conservam 'astante

    intactos suas características físicas e nutritivas, e retornar#o ao aspecto natural

    ou sofrer#o poucas alterações quando reconstituídos em água" Assim, este

    processo representa uma forma viável de conservaç#o de alimentos para

    consumo )umano (1!"

    COMPORTAMENTO GERAL DA SECAGEM:

    2a secagem de um sólido úmido, mediante um gás a uma temperatura e

    uma umidade fi*a, manifesta/se sempre um certo tipo de comportamento"

    3mediatamente depois do contato entre a amostra e o meio secante, a

    temperatura do sólido a4usta/se até atingir um regime permanente" A

    temperatura do sólido e a velocidade de secagem podem aumentar ou diminuir 

    para c)egarem %s condições do regime permanente (!"

    $ gráfico do teor de umidade contra o tempo (5ig"! é a forma que deve

    se o'ter com os dados de ensaio de secagem. $ gráfico da velocidade dasecagem em funç#o do teor de umidade (5ig" !, é muito mais descritivo do

    processo de secagem" +stas curvas típicas de secagem est#o relacionadas

    aos mecanismos de reali&ações de secagem (!"

    53678A 9 :+$8 ;+ 7$ ;$ :+

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    53678A 9 :ACA ;+ +@A6+< +< 572=>$ ;$ :+$8 ;+ 7

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    do sólido torna/se insuficiente para su'stituir o líquido que está sendo

    evaporado" $ teor de umidade crítico depende da facilidade com que a

    umidade se desloca no interior do sólido e, por isso da estrutura porosa do

    sólido diante da velocidade de secagem (!"

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    erificar o comportamento de diferentes materiais sólidos frente % operaç#o unitária de

    secagem e somente após recol)imento de dados e cálculos ocorrer % construç#o dos

    gráficos de teor de umidade em funç#o do tempo e ta*a de secagem em funç#o do

    teor de umidade"

    !. M"t#r$"$%

    / vidros de relógio

    / Alíquota de @)á

    / Alíquota de Algod#o

    / Nalança

    / +stufa

    / 5ita métrica

    &. Pro'#d$(#nto #)*#r$(#nt"+

    ?esou/ se inicialmente todos os materiais e mediu/se com a fita métrica ovidro de relógio, após todas as pesagens iniciais adicionou/se ao vidro de

    relógio uma porç#o de algod#o espal)ado uniformemente so're a superfície do

    vidro e novamente pesou/se, tarou/se a 'alança e adicionou/se água anotou/

    se o valor agregado ao algod#o, após estes procedimentos levou/se para a

    estufa cu4a temperatura é de HJL @" @omeçou/se ent#o, a cronometrar cinco

    minutos após este tempo, retira/se os materiais e pesa/se novamente e assim ,

    consecutivamente até completar trinta e cinco minutos" 8epetiu/se o mesmoprocesso com o c)á"

    ,. R#%u+t"do% # d$%'u%%-#%

    ?rimeiramente o'tiveram/seos seguintes pesos9

    :a'ela 9 ?esagens iniciais do Algod#o

    ALGODO

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    6

    3;8$ ;+ 8+OP63$ K,ED g $$ ,MM g AO6$;>$ Q

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    seco

    (< se!

    úmido

    (< um!

    ( !ẋ seco

    (< se!

    úmido

    (< um!

    ( !ẋ

    323@3AO ,MM HD,KD M,J 1,11 M,11 H,JK ,MM HM,J K,KW 1,11 K,H 1,KH

    J ,MM H1,KE 1,W 1,11 ,ME ,K1K ,MM HJ,E ,MK 1,11 E,E ,WHJ ,MM 1M,M J,JJ 1,11 W,JJ J,EJK ,MM 11,KW M,DW 1,11 1,D J,M1J ,MM D,KE K,M 1,11 ,D1 /J,1K ,MM K,KE 1,HK 1,11 ,D /o,

    :anto no c)á quanto no algod#o o'serva/se a diminuiç#o da massa do sólido

    úmido e a diminuiç#o do teor de umidade"/ @álculo da ta*a de secagem

    8U X" d*

      A dt

    endo que9

    8U ta*a de secagem

    XU massa do sólido seco

    ;iâmetro do vidro de relógio9 ,J cm

    8aio9 W,J cm

     RreaU

     Rrea U 1,H" W 

     RreaU 1,JH

    d*U m V m

    dY*U m V m1

    dtU diferença de tempo (K min!

     A partir dos dados o'tidos foi possível os cálculos relacionados a ta*a desecagem cu4o os resultados est#o na ta'ela H e ta'ela K9

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    :AN+OA H9 8esultados o'tidos do cálculo da ta*a de secagem do algod#o

    :empo

    (

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    9

    0 5 10 15 20 25 30 35 400

    5

    10

    15

    20

    25

    3025.56

    23.6221.75

    20 17.9615.71

    13.45

    Algodão

    Tempo em Minutos

    umidade

    :a*a de umidade em relaç#o ao tempo do @)á9

    0 5 10 15 20 25 30 35 40-0.5

    0

    0.5

    1

    1.52

    2.5

    3

    3.5

    4 3.54

    2.53

    1.64

    0.8

    0.17-0.12 -0.12

    chá

    Tempo em Minutos

    umidade

    ecagem é a transferência de um líquido que está num sólido mol)ado para uma fase

    gasosa n#o saturada o'serva/se nos gráficos acima e*atamente este processo, a

    medida que os sólidos permaneciam mais tempo dentro da estufa sua umidade

    decaia"

     Ao o'servar os gráficos o'serva/se que aos trinta minutos de secagem a umidade se

    torna negativa significando que o sólido 4á se encontra seco, porém no gráfico

    relacionado ao algod#o nota/se que o valor de umidade se encontra longe do valor 

    &ero o que significa que ainda possuía muito líquido no sólido"

    :a*a de umidade em relaç#o ao tempo do Algod#o e do @)á9

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    10

    0 5 10 15 20 25 30 35 40-5

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    3025.56

    23.6221.75

    2017.96 15.71

    13.45

    3.54 2.53 1.64 0.8   0.17   -0.12 -0.12

    umidade chá e Algodão

    chá algodao

    Tempo em Minutos

    umidade

    68R53@$ ;A :ACA ;+ +@A6+< +< 572=>$ ;$ :+$8 ;+ 7

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    11

    :a*a de secagem em funç#o do teor de umidade do @)á

    00.010.020.030.040.050.060.070.080.09

    0.010.03

    0.050.07

      0.08   0.08 0.08chá

    axa de umidade

     Taxa de secagem

    $'serva/se de forma clara nos gráficos acima que a medida que a umidade diminui a

    ta*a de secagem aumenta, confirmando assim, toda a teoria de secagem 4á que ao

    perder líquido o aumento da ta*a de secagem se torna o'rigatório"

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    :a*a de secagem em funç#o do teor de umidade do Algod#o e do @)á9

    0

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    0.05

    0.06

    0.07

    0.08

    0.09

    0.01

    0.03

    0.05

    0.070.08

    0.08 0.08

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    0.05

    0.06

    0.08

    !ha" Tile

    chá Algodão

     Taxa de umidade

     Taxa de secagem

     A partir dos gráficos pode/se o'servar na curva de secagem que cada sólido possui

    uma curva característica" A partir da comparaç#o do algod#o e c)á contidos nos

    gráficos anteriores pode/se constatar as diferenças de curvas entre os dois sólidos"

    ?ode/se o'servar uma perda de peso ao longo do tempo, constatando isto a partir das

    pesagens feitas"

     

    5$:$ :38A;A ;78A2:+ A 8+AO3ZA=>$ ;$ +C?+83$ + @SR

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    13

    @SR

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    K min K min

    1J min

     

     AO6$;>$

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      K min K min

     

    K min

     

    . Con'+u%ão

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    @onclui/se que a operaç#o unitária de secagem é um método relativamente

    simples, porém, que deve ser feito tomando alguns cuidados e precauções, 4á

    que a partir dos dados o'tidos a partir das pesagens ao longo do processo é

    que será utili&ado para posteriores cálculos" @onclui/se tam'ém que a umidade

    corresponde % perda de peso sofrida pelo produto quando aquecido em

    condições nas quais a água é removida e ao longo do e*perimento foi

    o'servado e*atamente isto, os sólidos foram perdendo peso conforme foram

    perdendo água ao longo da secagem"

    :odas as ta'elas e gráficos o'tidos a partir do e*perimento reali&ado s#o de

    grande importância ao estudo das propriedades de cada material podendo

    o'servar neste e*perimento as diferentes características das amostras dealgod#o e c)á, dois materiais muito consumidos no mundo, posteriormente

    gerando os gráficos umidade em funç#o do tempo e ta*a de secagem de

    secagem em funç#o da umidade, sendo que os gráficos o'tidos foram

    satisfatórios"

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    2. R#3#r4n'$"% 5$5+$o6r73$'"%:

    (! NOA@[A;;+8, ;"A". 2+;;+8