Desenvolvimento e análise experimental de um sistema de secagem solar em regiões com condições meteorológicas distintas.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: COSTA, Nancy Lima.
• Orientador(a): GRILO, Marcelo Bezerra.
• Banca de defesa: FIGUEIREDO NETO, Acácio., LIMA JUNIOR, Claudemiro de., LEITE FILHA, Maria de Sousa., FARIAS, Vera Solange de Oliveira.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS
• Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia solar; Planejamento experimental fatorial; Unidade dessecante; Secagem de frutas; Abacaxi; Solar energy; Factorial experimental planning; Desiccant unit; Fruit drying; Pineapple; Energía solar; Diseño experimental factorial; Unidad desecante; Secado de frutas; Piña; Énergie solaire; Conception expérimentale factorielle; Unité déshydratante; Séchage des fruits; Ananas
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia de Processamento
• Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/24988

O Nordeste brasileiro destaca-se, entre outros aspectos, pela produção de frutas e pela disponibilidade de energia solar. No entanto, a produção de frutas secas nessa região do país ainda não é expressiva. Na busca de alinhar essas potencialidades, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e testar experimentalmente, nas cidades de Campina Grande - PB e Petrolina - PE, um sistema de secagem solar para frutas que atenda a diferentes condições meteorológicas e climáticas para obter máximo rendimento térmico. O sistema de secagem foi testado experimentalmente na secagem de abacaxi. Como metodologia, foi utilizado o planejamento experimental fatorial para determinar a melhor configuração do sistema de secagem para as condições meteorológicas de Petrolina e Campina Grande em diferentes estações do ano. Foram delineadas, como variáveis independentes: o tipo de cobertura e a utilização de dessecante. O tempo de secagem para que o abacaxi atingisse o teor de umidade em base úmida de 25% foi adotado como variável de resposta. A análise das cinéticas de secagem foi feita para os modelos matemáticos de dois termos, de Lewis e de Page. O sistema de secagem solar desenvolvido foi construído com materiais de baixo custo, facilmente encontrados no comércio local, como forma de garantir um equipamento que possa ter sua tecnologia disseminada e que atenda à demanda dos produtores da região. Os principais resultados obtidos, após a realização dos testes experimentais no outono/inverno e na primavera/verão, apontaram a cobertura plana e a utilização da unidade dessecante como as variáveis, estatisticamente, mais significativa na redução do tempo de secagem, nos experimentos realizados nas duas cidades, havendo uma redução média de 60 min no tempo de secagem do abacaxi. No outono/inverno, o tempo médio de secagem no sistema com cobertura plana e unidade dessecante foi, aproximadamente, de 490 min (8 h e 15 min) em Petrolina e 660 min (11 h) em Campina Grande. Já no sistema de secagem com cobertura convexa e unidade dessecante o tempo médio de secagem foi de 720 min (12 h) em Petrolina e 630 min (10 h e 30 min) em Campina Grande. Na primavera/verão, o tempo médio de secagem no sistema com cobertura plana e unidade dessecante foi de 420 min (7 h) em Petrolina e 600 min (10 h) em Campina Grande. Por sua vez, no sistema de secagem com cobertura convexa e unidade dessecante foi necessário 480 min (8 h) em Petrolina e 660 min (11 h) em Campina Grande, para que as amostras de abacaxi atingissem o teor de umidade desejado. O modelo de Page apresentou, em geral, o melhor ajuste aos dados experimentais; foi obtido coeficiente de correlação médio (R²) superior a 97,37% em todos os sistemas de secagem nas duas localidades. A partir do cálculo do rendimento térmico, foi possível concluir que os maiores valores para o rendimento térmico, em geral, são obtidos no período entre 11 h e 14 h em todos os sistemas de secagem, independente do local de realização dos experimentos. Em geral, as maiores médias para o rendimento térmico foram observadas no sistema de secagem com cobertura plana e com unidade dessecante, sendo 47,73% em Campina Grande (no outono/inverno); 46,19% em Petrolina (na primavera/verão) e 43,73% em Campina Grande (na primavera/verão).