Secagem (FINAL)

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Processo de Secagem

Alessandra Sousa Martins Daniel Vasconcelos Gonalves Felipe Crisstomo de Maria Jos Henrique Morais Jnior Vitor Luiz Edson de Oliveira

Fortaleza, 2011.1

Definio:-O termo secagem aplica-se transferncia de umlquido que est num slido molhado para uma fase gasosa saturada. -A operao de secagem depende das equaes da transferncia de massa e de calor.

Principais Problemas Envolvidos-Mecnica dos Fluidos; -Qumica das Superfcies; -Estrutura dos Slidos; -Velocidade de Transferncia;

Comportamento geral na secagem:Na secagem de um slido mido manifesta-se sempre um tipo de comportamento: -Depois do contato entre a amostra e o meio secante, a temperatura do slido ajusta-se at atingir um regime permanente. Neste regime, a temperatura da superfcie do slido molhado a temperatura de bulbo-mido do meio secante.

Comportamento geral na secagem:

-A temperatura do slido e a temperatura de bulbo-mido permanecem bastante estveis e a taxa de secagem tambm permanece constante, conhecido por perodo de secagem a taxa constante. O perodo termina quando o slido atinge o teor de umidade crtico.

Comportamento geral na secagem:

- Alm deste ponto, a temperatura da superfcie eleva-se e a taxa de secagem cai rapidamente. A taxa de secagem aproxima-se do zero, num certo teor de umidade de equilbrio, que o menor teor de umidade atingvel.

Curvas tpicas de secagemAs duas curva mais utilizadas no processo de secagem so mostradas a seguir, uma na base do teor de umidade contra o tempo e a outra na base da velocidade da secagem contra o teor de umidade.

Curva teor de umidade vs. tempo

Figura 1

Curva teor de umidade vs. tempo

-Forma que se deve obter com os dados de ensaios da secagem;

Curva taxa (velocidade) de secagem vs. teor de umidade

Figura 2

Curva taxa (velocidade) de secagem vs. teor de umidade-Grfico mais descritivo do processo de secagem; -Obtm-se derivando os dados na forma da figura 1, considervel flutuao de resultados;

Segmento AB

- o perodo de regime no permanente; -Pode ocorrer com uma velocidade crescente ou decrescente;

Segmento BC-Superfcie de slido saturada de gua. -Temperatura da superfcie atinge a temperatura de bulbo mido; -Taxa constante continua, com a massa subtrada da superfcie sendo substituda pelo lquido que vem do interior do slido;

Segmento BC-O mecanismo do deslocamento do lquido, velocidade deste movimento, varia acentuadamente com a estrutura do slido; -Slidos com espaos vazios e abertos relativamente grandes ser controlado pela tenso superficial e pelas foras da gravidade no interior do slido;

Segmento BC-Com estruturas fibrosas, ou amorfas, o movimento do lquido ocorre por difuso atravs do slido; - As taxas de difuso so menores que as taxas de gravidade ou por capilaridade. Assim, quando a difuso controla o movimento do lquido, os slidos tendem a ter perodos a taxas constante mais curtos, ou mesmo a secarem sem que haja esse perodo perceptvel.

Segmento CD-Primeiro perodo de taxa decrescente; -Superfcie mais pobre em lquido , pois a velocidade do movimento do lquido para a superfcie menor que a velocidade com que a massa transferida da superfcie; -A partir do ponto D no h qualquer rea significativamente saturada no lquido na superfcie;

Segmento CD-A difuso do vapor nos nveis mais internos do slido para a parte da superfcie que no est saturada e continua a difundir-se para a corrente gasosa muito lento em comparao com a transferncia convectiva que ocorre na superfcie saturada; -Pontos mais baixo que o ponto D: a evaporao ocorre a partir do interior do slido;

Teor de umidade de Equilbrio (XE )-O teor de umidade de equilbrio atingido quando a presso de vapor sobre o slido igual presso parcial do vapor no gs secante afluente. -Segundo perodo de taxa decrescente.

Modelagem matemtica-Difuso

Modelagem matemtica-Difuso

Modelagem matemtica-Difuso

Clculo do tempo de secagemA velocidade de secagem definida por:

R = Velocidade ou taxa de secagem Ws = Peso do slido seco X = Teor de umidade no slido A = Tempo

Clculo do tempo de secagemIntegrando e reordenando:

X1 = Teor de umidade no tempo 0 X2 = Teor de umidade no tempo

Perodo de velocidade constanteR ser constante e igual a RC e a equao geral pode ser integrada:

XC = Teor de umidade ao trmino do perodo de velocidade constante X1 = Teor de umidade no inicio do processo de secagem C = Durao da secagem a taxa constante

Perodo de velocidade constanteO parmetro RC depender dos coeficientes de transferncia de calor e de massa.

Para a secagem do ar, foram correlacionados muitos dados experimentais

Perodo de taxa decrescenteEm muitos casos, a curva da velocidade de secagem contra o teor de umidade, durante o perodo de taxa decrescente, aproxima-se de uma reta que passa pelo teor de umidade crtico e vai at a origem.

XC = teor de umidade crtico Substituindo a equao acima na equao geral da secagem e integrando, obtmse:

XE = teor de umidade de equilbrio

Equipamentos de Secagem

(3) Estrutura cilndrica Bandejas inclinadas (10) Cmara de homogeneizao (7) Patamares de inspeo

(17) Cmara de ar quente (5) Entrada do ar externo (18) Exaustores

(16) Ar quente

(1) Gerador de calor (2) Controlador automtico de calor (4) Portas de acesso (4)

(6) Escadas com guarda corpo

Secador com Bandejas

SpraySpray-Dryer

Secador Tubular