SECAGEM DE GRÃOS EM ALTAS TEMPERATURAS

1. SECAGEM DE GRÃOS EM ALTAS TEMPERATURAS Prof. Daniel Marçal de Queiroz Viçosa, MG Agosto/2002

2. Classificação dos secadores quanto ao fluxo de produto • leito fixo • fluxos cruzados • fluxos concorrentes • fluxos contracorrentes • fluxos mistos • estacionários • contínuos • intermitentes

3. Secador de leito fixo ou de camada estacionária • Constituição: • sistema de aquecimento de ar • ventilador • câmara de distribuição de ar ou plenum • câmara de secagem • Características: • configuração simples • baixo custo

4. Secador de Camada Fixa Modelo UFV

5. Secador de leito fixo ou de camada estacionária • Manejo do secador de leito fixo • variáveis de projeto do secador: • potência do sistema de movimentação de ar • área da câmara de secagem • altura máxima da camada • variáveis relacionadas com o produto e o ambiente: • tipo de produto • altitude do local • temperatura e umidade relativa ambiente • temperatura e umidade inicial do produto

6. Secador de leito fixo ou de camada estacionária • Manejo do secador de leito fixo • variáveis de controle: • espessura da camada de grãos • temperatura de secagem • revolvimento do produto • repouso do produto • resultado: • resistência ao fluxo de ar • gradiente de umidade na camada de grãos • consumo de energia • qualidade do produto final

7. Secador de leito fixo ou de camada estacionária - Top Dry Secagem em leito fixo no topo do silo, resfriamento na parte inferior.

8. Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento Componentes: • Silo metálico • Piso plano perfurado • Ventilador • Aquecedor • Revolvedor de grãos • Espalhador • Sistema de descarga

9. Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento Secagem em silos com revolvimento da massa de grãos: alturas de camada de até 5,50 m, temperaturas de secagem de até 60o C. Fluxo de ar aumenta em até 33% com o uso do revolvedor.

10. Secador de leito fixo ou de camada estacionária - com sistema de revolvimento Detalhe do sistema de revolvimento

11. Secador de leito fixo ou de camada estacionária Sistema utilizado no Brasil para secagem de amendoim.

12. Secador de leito fixo ou de camada estacionária Problema: gradiente de umidade na camada, para contornar o problema utilizar temperaturas de secagem entre 35 a 40o C.

13. Convecção Natural

14. Secadores em cascata ou de calhas • Câmaras de secagem e resfriamento constituídas por uma série de calhas invertidas • Fileiras de calhas espaçadas de 20 a 30 cm • Grãos movimentam-se por gravidade • Ar de secagem ou resfriamento entra por uma linha de calhas e sai pelas linhas imediatamente superior e inferior • Ora o fluxo de ar é concorrente ora é contracorrente ao fluxo de produto • Primeiros secadores eram dotados de ventiladores centrífugos, hoje quase todos os fabricantes utilizam ventiladores axiais

15. Secadores em cascata ou de calhas

16. Secadores em cascata ou de calhas • Produto a ser seco deve apresentar baixo teor de impurezas caso contrário o fluxo de produto pode tornar-se desuniforme • Existe um limite abaixo do qual o fluxo de produto não pode ser reduzido • À medida em que se reduz a velocidade do produto dentro do secador pode ocorrer desuniformidade do fluxo de produto • Secador pode ser operado em regime contínuo apenas quando a umidade inicial é igual ou inferior a 18% • Para melhorar a eficiência energética os secadores passar a serem fabricados com opção de reaproveitamento do ar de resfriamento e de exaustão

17. Secadores de Calhas

18. Secador tipo cascata com reproveitamento do ar de resfriamento e sistema de coleta de partículas

19. Secadores em cascata ou de calhas • Temperaturas de secagem • Milho e soja para consumo: 100o C • Trigo para consumo: 70o a 80o C • Arroz: 70o a 80o C • Sementes: 50o a 60o C (não permitir os grãos atinjam temperaturas superiores a 43o C

21. Secadores de fluxos cruzados • Secador mais usado no mundo • Configuração, construção e operação simples • Passagem do ar perpendicular à passagem dos grãos que se movem entre duas chapas perfuradas • Espessura da camada de grãos: 20 a 30 cm

22. Secadores de fluxos cruzados • Secador convencional: problemas com gradiente de umidade e elevado consumo de energia • Para melhorar desempenho: • reversão do fluxo de ar e reversão da camada de grãos para reduzir o gradiente de umidade na camada • reaproveitamento do ar de exaustão para reduzir o consumo de energia

23. Secador de fluxos cruzados Esquema básico

24. Secadores de fluxos cruzados

25. Secadores de fluxos cruzados Secador é modular permitindo diferentes configurações para obtenção de diferentes capacidades de secagem.

26. Secadores de fluxos cruzados Eclusas próximas à entrada de ar descarregam o produto mais rápido para reduzir o gradiente de umidade na camada.

27. Recirculação do ar

29. Secadores de fluxos concorrentes • Ar e grãos fluem no mesmo sentido • Altas taxas de evaporação ocorrem na parte superior da camada, uma vez que o ar mais quente encontra o grão mais úmido • Trocas intensas de energia e massa ocorrem quando o ar encontra o produto • Temperatura do produto permanece consideravelmente abaixo da temperatura do ar de secagem • Resfriamento é geralmente feito em fluxos contracorrentes

30. Secadores de fluxos concorrentes

31. Secadores de fluxos concorrentes

32. Secadores de fluxos concorrentes Vantagens: • Melhor qualidade final do produto • Maior capacidade de secagem. • Alta eficiência energética. • Baixo custo de instalação e manutenção

33. Secadores de fluxos contracorrentes • O ar de secagem e grãos fluem em sentido contrário. • A frente de secagem permanece sempre próxima ao fundo perfurado. • À medida que o produto desce, sua temperatura aumenta, ficando próximas à temperatura do ar de secagem. • A temperatura de secagem não deve ultrapassar 70oC.

34. Secadores intermitentes • Produto ao passar pelo secador retorna à parte superior do secador • Quando dotados de câmaras de repouso geralmente o produto permanece 10% na câmara de secagem e o restante do tempo na câmara repouso • Câmaras de repouso: melhor eficiência energética e melhor qualidade do produto final

35. Secadores intermitentes

36. Secagem em combinação • Secagem em altas temperaturas até o produto atingir 16% a 18% de umidade • Secagem em baixas temperaturas no final do processo de secagem • Melhor eficiência energética e melhor qualidade do produto final

37. Seca-aeração

38. Seca-Aeração • Aumento da capacidade de secagem do secador: 50% a 75% • Redução do consumo de energia: 20% a 40% • Melhoria da qualidade do produto final