Modelo de simulação de secagem de produtos agrícolas usando entalpia do ar constante

Abstract

RESUMO:A simulação matemática de secagem de produtos agrícolas teve seu auge nas décadas de 1960 e 1970, com destaque para os modelos de Thompson e de Michigan. Entretanto, nenhum deles abordou a condição de entalpia constante do ar de secagem durante o processo, limitando-se a conferir se a umidade relativa do ar não excedia 100%. Estudos conduzidos na Universidade Estadual de Maringá permitiram concluir que os balanços de energia e de massa de um processo de secagem estão incluídos no uso da mesma entalpia do ar durante a secagem, ajustando-se, com ela, a umidade absoluta do ar em função da umidade removida do produto. Com essa nova razão da mistura do ar e com a entalpia constante, avalia-se a nova temperatura do ar de secagem na saída da camada e, com essas duas propriedades psicrométricas, a umidade relativa do ar. Se ela atingir a condição saturada, encerra-se o processo de secagem naquele tempo, a partir daquela posição. Os resultados obtidos por simulação foram conferidos com resultados experimentais de secagem de milho em camadas fixas, com elevada concordância entre eles.PALAVRAS-CHAVE: simulação de secagem, novo modelo. DRYING SIMULATION MODEL OF AGRICULTURAL PRODUCTS WITH CONSTANT AIR ENTHALPYABSTRACT: Mathematical drying simulation of agricultural products reached its highest point in the decades of 1960 and 1970, with prominence for MSU and Thompson's models. However, none of them used the constant enthalpy condition of drying air during the process, being limited to checking if the relative humidity of the air did not exceed 100%. Studies conducted in the State University of Maringá allowed to conclude that energy and mass balances of a drying process are included when using the same air enthalpy in such process. The absolute humidity of the air is adjusted as a function of the removed humidity of the product. With that new absolute humidity of the air and with the constant enthalpy, the new temperature of the drying air is evaluated in the exit of the layer and, with those two psychrometric properties, the relative humidity of the air. If it reaches the saturated condition, the drying process is stopped at that time and position. The results obtained by simulation were checked against experimental results of corn dried in fixed-bed layers, with high agreement among them. KEYWORDS: drying simulation, new model. INTRODUÇÃOA secagem de produtos agrícolas é um processo que pode demorar desde algumas horas até vários dias, dependendo da técnica usada e dos seus parâmetros. Ao se investigar a melhoria de qualquer uma dessas técnicas, pode-se gastar tempo considerável, se elas forem repetidas fisicamente. Entretanto, a simulação matemática de secagem permite fazer a otimização desses processos em tempo significativamente menor e de maneira econômica. Essa maneira científica de descrever a secagem de produtos agrícolas foi amplamente investigada nas décadas de 1960 e 1970, quando foi também muito bem discutida na bibliografia (BROOKER et

Cinética de secagem de folhas de timbó (Serjania marginata Casar)

“…A secagem é um processo que pode demorar desde algumas horas até vários dias dependendo de alguns fatores como: método de secagem, temperatura, umidade relativa e velocidade do ar de secagem (Dalpasquale & Sperandio, 2010). Sendo os principais fatores que afetam o processo, a temperatura e a velocidade do ar visto que, quanto maior forem esses fatores menor será o tempo de secagem do produto, tal como também a possibilidade de perda de qualidade devido ao estresse hídrico gerado pela elevada taxa de secagem (Carlesso et al, 2005).…”

Mathematical simulation parameters for drying of cassava starch pellets

“…Knowledge of these operating conditions can be investigated by experimental studies, procedure that can take several years, besides being wasteful and expensive (PARRA-CORONADO et al, 2008). It has been universally demonstrated (MONTES MONTES et al, 2008, DALPASQUALE & SPERANDIO, 2010BROOKER et al, 1992;. CENKOWSKI et al, 1993, THOMPSON et al, 1968.. PARRA-CORONADO et al, 2008) that the mathematical simulation of drying is a viable alternative both technologically and economically, reason why it constitutes a highly effective design tool starch mechanical dryers.…”

Application of simulated annealing in simulation and optimization of drying process of Zea mays malt

“…To improve the efficiency of these techniques, considerable time and capital may be spent. Thus, modeling and simulation techniques allow the optimization of these processes in a timely and cost-effectively manner (DALPASQUALE & SPERANDIO, 2010). There are several models that describe the kinetic behavior of moisture removal during any drying process, which shows the change in product mass with drying time.…”

“…The more traditional models are: Page, Henderson-Henderson, Lewis, and Brooeker, obtained from the Arrhenius equation and Fick's Law PARK et al, 2006;PHOUNGCHANDANG et al, 2008;SIMAL et al, 2005). In addition, new models have been developed, as presented by DALPASQUALE & SPERANDIO (2010), by ARAÚJO et al (2009) and by SILVA et al (2008b).…”

“…A new model that considers the enthalpy of the drying air constant was applied to the data of corn drying in thin layers by DALPASQUALE & SPERANDIO (2010). The authors considered the saturation of the relative humidity as a necessary condition for the process to be adiabatic.…”