Secagem de resíduo de goiaba em secador convectivo de bandejas: modelagem matemática e análise do processo

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Vieira, Andreia Souto
• Orientador(a): Oliveira, Jackson Araujo de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Processos de secagem; Resíduo de frutas; Modelagem matemática
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19787

O Brasil é um dos maiores produtores de frutas do mundo, sendo a maior parte desta produção destinada para o consumo "in natura" ou processada na indústria de polpas e sucos. Ao longo da cadeia produtiva das frutas, as perdas quantificadas somam valores significativos, principalmente em razão dos efeitos associados ao clima, ao armazenamento e transporte, a sazonalidade e mercado consumidor, etc. Em particular, na indústria de polpas e sucos, o aproveitamento da fruta é de aproximadamente 50% em massa, sendo o restante descartado na forma de resíduo industrial. Por serem ricos em nutrientes, os resíduos de frutas, quando processados de forma adequada, podem gerar produtos com importante valor de mercado. Neste contexto, a secagem constitui um do processos alternativos para o aproveitamento de resíduos de frutas. Porém, a despeito do ganho que a secagem pode proporcionar aos resíduos, tal processo demanda uma quantidade significativa de energia e, em geral, apresenta limitações de eficiência térmica. Desta forma, o monitoramento e controle das principais variáveis no processo de secagem são importantes para garantir condições operacionais que permitam obter um produto final dentro de especificações de qualidade e com menor custo energético. Assim, a aplicação de modelos matemáticos do processo representa uma ferramenta importante para a avaliação e busca de condições ótimas.O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar o comportamento da secagem de resíduo industrial de polpa de goiaba num sistema batelada do tipo secador convectivo de bandejas com enfoque no estudo experimental e avaliação do processo através da modelagem matemática. No estudo experimental, a secagem numa série de bandejas e o consumo energético foram avaliados como resposta aos efeitos das condições operacionais (temperatura, vazão do ar de secagem e massa de sólidos). Os resultados obtidos permitiram observar as variáveis que apresentam um efeito mais significativo sobre o processo. Por outro lado, com base num modelo matemático fenomenológico implementado computacionalmente e validado com os dados experimentais, foi possível acompanhar a evolução da umidade e temperatura nas fases sólido e gás em cada bandeja e, a partir de simulações, foi possível investigar estratégias operacionais ótimas, visando encontrar um procedimento favorável à minimização do tempo de processamento e, conseqüentemente, menor gasto energético.