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RENATO FONSECA ARAGÃO - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 2987453 bytes, checksum: c87484ad75e7b482ac6c622ba7db5c14 (MD5) === Made available in DSpace on 2018-10-02T11:11:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1
RENATO FONSECA ARAGÃO - TESE (PPGEP) 2007.pdf: 2987453 bytes, checksum: c87484ad75e7b482ac6c622ba7db5c14 (MD5)
Previous issue date: 2007-12-17 === A secagem de fatias de caju em secadores convencionais de bandejas e em secadores solares é alternativa para atender aos pequenos produtores, que com a utilização desta técnica, possam agregar valor aos seus produtos e minimizar as perdas. No desenvolvimento de secadores é necessário conhecer as propriedades termofísicas do material a secar, as relações de equilíbrio higroscópico bem como dispor de informações acerca da cinética de secagem. De acordo com isto, este trabalho teve como objetivo poder oferecer uma alternativa tecnológica viável de modo a poder otimizar o desempenho do equipamento e a qualidade do produto. Foram determinadas as propriedades térmicas e físicas do pedúnculo do caju em função do teor de umidade. Foi
verificado que entre três modelos matemáticos analisados para o equilíbrio higroscópico das fatias de caju o modelo de GAB é o que melhor representa a curva de umidade de equilíbrio. Foi estudada a cinética de secagem, em diferentes condições operacionais com temperaturas variando de 60 a 80 0C, velocidade do ar de secagem na faixa de 1 a 1,8 ms-1 e altura do leito variando de 1 a 3 cm. Para a modelagem matemática foi utilizado o modelo difusional baseado na 2a lei de Fick, que se mostrou adequado para predizer a cinética de secagem do caju. Para analisar o desempenho do secador de bandejas foi estudado a eficiência energética global média, o índice de saturação do ar e o teor de umidade final do produto após 300 minutos de operação. Foi elaborado um planejamento fatorial 23 com três experimentos no ponto central, tendo como variáveis independentes a temperatura, velocidade do ar de secagem e espessura do leito, e como variáveis resposta a eficiência energética global o índice de saturação e o teor de umidade final. Os resultados obtidos para a eficiência energética variaram de 5,12 a 18,86%. Para o índice de saturação do ar a variação foi de 5,35 a 38,38%. As superfícies de respostas geradas mostraram que estes resultados podem ser melhorados com o aumento da carga nas bandejas do secador e a diminuição da velocidade do ar de secagem. Foram implementadas modificações no programa “Secador” desenvolvido em linguagem FORTRAN para simular a secagem de fatias de caju nas bandejas do secador. Foram acrescentadas sub-rotinas para implementar no modelo as variações das propriedades físicas e térmicas do caju em função do teor de umidade, coeficiente de difusão variável, umidade de equilíbrio em função da temperatura e da umidade relativa do ar. Observou-se que com relação a predição da temperatura e umidade do ar o modelo apresenta bons resultados, enquanto que com relação a temperatura e umidade da fruta, é necessário fazer alguns ajustes. Os resultados aqui apresentados mostram a viabilidade do uso de secadores de bandejas e permite o dimensionamento e otimização destes em escala industrial, adequados para atender pequenos produtores na obtenção de fatias de caju secas. === The drying of cashew slices in common tray or solar dryers are alternatives to serve small farmers, who can aggregate value to their product and minimize losses, using this technique. During the development of dryers, it’s necessary to know the thermal-physical properties of the material to be dried, the hygroscopic equilibrium relation, as well as to be aware about drying kinetics. According to that, this work had the objective to offer a viable technological alternative in order to optimize the development of the equipment and product quality. The thermal and physics properties of cashew apple were determined in
function of moisture content, regarding the hygroscopic equilibrium, it was verified that, among three mathematic models, the GAB best represents the cashew moisture equilibrium. It was studied the cashew drying kinetic, in different operational conditions, with temperature of 60 to 80ºC, air drying velocity of 1 to 1.8m s-1 and bed height varying between 1 to 3cm. For the mathematic modeling it was used the diffusional model based on Fick’s 2nd law, which is suitable to predict the cashew drying kinetics. In order to analyze the development of tray dryer it was studied the mean global energetic efficiency,
the air saturation index, and the final moisture content of the product after operating during 300 minutes. It was prepared a factorial planning 23 with three experiments in central point, involving temperature, air drying velocity and bed thickness as independent variables, and global energetic efficiency, air saturation index, and final content moisture as response variables. The obtained results showed that the energetic efficiency varied from 5.12 to 18.86%, whereas the variation for the air saturation index was from 5.35 to
38.38%. The generated response surface show that these results can be improved by increasing the loading into the dryer trays and by decreasing the drying air velocity. It was implemented some changes in the “Secador” program developed in FORTRAN language to simulate the cashew slices drying in the dryer trays. Sub-routines were added in order to implement, in the model, cashew physics and thermal properties variations as a function of moisture content, variable diffusion coefficient, equilibrium moisture content in function of tools for large scale units, suitable to attend small farmers.
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