Secagem Solidos13!05!15

CENTRO UNIVERSITRIO DAS FACULDADES ASSOCIADAS DE ENSINO FAE

Relatrio de Laboratrio de Engenharia IIIExperimento: Secagem de slidos.

Nomes: RAs:Antonio Gimenes 16553-0Augusto C. Januario 16555-5Ana Cristina Z. Alves 16549-8Bruno R. Remdio 16557-1Daniele Hipolito 15789-1

So Joo da Boa Vista2014

SUMRIO1. Resumo ................................................................................................................................ 032. Introduo Terica ............................................................................................................. 042.1. Curvas de Secagem ...................................................................................................... 042.2. Clculos a serem efetuados ......................................................................................... 053. Objetivo ........................................................................................................................... 07 3.1 Objetivo Especfico ....................................................................................................... 074. Materiais e Mtodos ........................................................................................................... 084.1. Materiais ....................................................................................................................... 084.2. Metodologia .................................................................................................................. 085. Resultados e Discusses ...................................................................................................... 096. Concluso ............................................................................................................................ 167. Bibliografia .......................................................................................................................... 17

1. ResumoSecagem a operao caracterstica de remoo de pequenas quantidades de um lquido, atravs do contato do slido mido com ar aquecido ou gases quentes provenientes da combusto, visando reduzir o contedo residual lquido a um valor aceitvel. uma das mais antigas e usuais operaes unitrias encontradas nos mais diversos processos usados em indstrias agrcolas, cermicas, qumicas, alimentcias, farmacuticas, de papel e celulose, mineral e de polmeros. Dois processos fundamentais e simultneos ocorrem durante a secagem de um slido: transferncia de calor para evaporar o lquido dentro do slido, e transferncia de massa, sendo que na secagem a massa se transfere como: lquido ou vapor, ou como ambos, dentro do slido e como vapor a partir da superfcie do slido.So vrios os exemplos de processos que utilizam a secagem como uma de suas operaes unitrias, como por exemplo, a produo de leite em p, caf solvel, detergente em p, armazenamento de gros em silos, madeiras, corantes, entre diversos outros produtos presentes em nosso cotidiano.A remoo de gua de alimentos slidos surgiu como uma forma de reduzir a atividade de gua para inibir o crescimento microbiano, evitando assim a deteriorao do mesmo, passando a ter grande importncia na reduo dos custos energticos, de transporte, embalagem e armazenagem destes alimentos.A qualidade do produto seco, a quantidade de energia gasta e o tempo utilizado neste processo so parmetros primordiais para a rentabilidade do bem submetido a esta operao.

2. Introduo TericaSecagem a remoo de uma substncia voltil (comumente, mas no exclusivamente, gua) de um produto slido. E a quantidade de gua presente no slido chamada de umidade.A secagem de um slido mido, feita mediante passagem de uma corrente de ar atmosfrico aquecido pelo slido mido a uma temperatura e umidade fixas, por uma combinao de transferncias de calor (para evaporar o lquido) e massa (para remover a umidade de dentro do slido), reduz a quantidade de gua presente no corpo-slidoDessa forma, observa-se que dois fenmenos ocorrem simultaneamente quando um slido mido submetido secagem (PARK, et. al, 2007):a) Transferncia de energia (calor) do ambiente para evaporar a umidade superficial. Esta transferncia depende de condies externas de temperatura, umidade do ar, fluxo e direo de ar, rea de exposio do slido (forma fsica) e presso.b) Transferncia de massa (umidade) do interior para a superfcie do material e sua subsequente evaporao devido ao primeiro processo. O movimento interno da umidade no material slido funo da natureza fsica do slido, sua temperatura e contedo de umidade.Os slidos, em geral, possuem uma curva de secagem bem definida, decrescente ao longo do perodo da secagem.

Grfico 01 Curva tpica de secagem.2.1 Curvas de SecagemA evoluo das transferncias simultneas de calor e de massa no decorrer da secagem faz com esta operao seja delineada em sub-curvas, denominadas de curva de evoluo do teor de gua do produto (X), curva de sua temperatura (T) e curva da velocidade de secagem (dX/dt), tambm chamada de taxa de secagem, ao longo do tempo, para um experimento utilizando ar de propriedades constantes (PARK, et. al, 2007).

Grfico 02 - Comportamento das curvas de secagem/tempo durante um experimento a propriedades constantes.

A curva(a)representa a diminuio do teor de gua do produto durante a secagem (contedo de umidade do produto, X = XBS,em relao evoluo do tempo de secagem t), isto , a curva obtida pesando o produto durante a operao numa determinada condio de secagem (PARK, et. al, 2007).A curva(b)representa a velocidade (taxa) de secagem do produto (variao do contedo de umidade do produto por tempo, dX/dt em relao evoluo do tempo t), isto , a curva obtida diferenciando a curva(a)(PARK, et. al, 2007).A curva(c)representa a variao da temperatura do produto durante a secagem (variao da temperatura do produto, T em relao evoluo do tempo t), isto , a curva obtida medindo a temperatura do produto durante a secagem (PARK, et. al, 2007).

2.2 Clculos a serem efetuados

Umidade do material:

(1)

Onde: Msu Massa de slido mido Mss Massa de slido seco

Taxa de secagem: (2)

Onde: Mss Massa de slido seco A rea de secagem dx/dt variao da umidade pelo tempo

3. ObjetivoVerificar o comportamento de diferentes materiais frente operao unitria de secagem.3.1 Objetivo especficoDeterminao experimental da velocidade de secagem e construo de grfico atravs das informaes obtidas.

4. Materiais e Mtodos

4.1 Materiais gua destilada; Folha de hortel (natural); Folha de hibisco (seca); Vidro de relgio; Proveta de 10 ml; Balana analtica; Estufa (190 - 200C).

4.2 Metodologia Medir o dimetro do vidro de relgio, a fim de calcular, posteriormente a rea de secagem; Em seguida pesar o vidro de relgio, 1,5g de folhas de hortel e 3g de folhas de hibisco; Adicionar 5g e 10g de gua destilada sobre as folhas, respectivamente; O material deve ser colocado em estufa, com temperatura entre 190 e 200C; Pesar as amostras de 6 em 6 min, repetindo a pesagem 8 vezes; Traar o grfico da umidade em funo do tempo; Traar o grfico da taxa de secagem em funo do tempo mdio; Traar o grfico da taxa de secagem em funo da umidade.

5. Resultados e DiscussesA secagem o tratamento de remoo da gua livre (ligada fisicamente, fracamente) a uma substncia.A secagem utilizada para facilitar o manuseio (carregamento, descarregamento, transporte pneumtico) de substncias pulverulentas; para baixar o custo de transporte de matrias-primas (sem ignorar o custo da secagem!); para aumentar o valor de uma commodity ou para cumprir especificaes a respeito da matria prima ou de um produto (naturalmente, ao se cumprir uma dessas metas, outras podem ser atingidas simultaneamente).Durante o experimento dados foram coletados. Atravs deles pode-se montar a tabela abaixo.

Dados complementares via mida

Dimetro - mMassa - Kg

Dimetro do vidro de relgio (1)1,20E-016,52E-02

Dimetro do vidro de relgio (2)6,20E-020,0217057

Dados do procedimento via mida

Massa - Kggua - Kg

Hortel (1)1,50E-035,19E-03

Hibisco (2)3,10E-039,98E-03

Tabela 01 Dados obtidos experimentalmente em via mida.

Dados complementares via Seca

Dimetro - mMassa - Kg



Dados do procedimento via Seca

Massa - Kg

Hortel (1)1,50E-03

Hibisco (2)3,05E-03

Tabela 02 Dados obtidos experimentalmente em via seca.Aps realizar as medies, iniciou-se o procedimento de secagem em estufa. Obteve-se os resultados demonstrados nas tabelas seguintes.

Tempo de secagem via mida

Tempo - minMassa (1)- KgTempo - minMassa (2)- Kg

61,9613E-0361,0244E-02

123,1600E-04127,6143E-03

183,1950E-04185,3593E-03

243,0620E-04243,7043E-03

303,0740E-04302,7446E-03

363,1790E-04362,4184E-03

42no realizado422,3113E-03


Tabela 03 Valores obtidos experimentalmente conforme variao do tempo (via mida).

Tempo de secagem via Seca

Tempo - minMassa (1)- KgTempo - minMassa (2)- Kg

63,3520E-0462,6776E-03

123,0820E-04121,1637E-03

183,2360E-04181,1201E-03

243,3990E-04241,1128E-03

303,0330E-04301,0514E-03

362,9990E-04361,0264E-03



Tabela 04 Valores obtidos experimentalmente conforme variao do tempo (via seca).

Aps coletado os dados durante o experimento, foi possvel calcular a umidade encontrada no material.

Clculo da umidade do material via mida

Tempo - minTaxa de umidade (1)- xsTaxa de umidade (2)- xs

60,30752,3046

12-0,78931,4562

18-0,78700,7288

24-0,79590,1949

30-0,7951-0,1146

36-0,7881-0,2199

42no realizado-0,2544

48no realizado-0,2685

Tabela 05 Clculo da umidade do material em via mida.Clculo da umidade do material via seca

Tempo - minTaxa de umidade (1)- xuTaxa de umidade (2)- xu

60,77650,1221

120,79450,6185

180,78430,6328

240,77340,6351

300,79780,6553

360,80010,6635

42no realizado0,6893

48no realizado0,6939

Tabela 06 Clculo da umidade do material em via seca.

Atravs dos valores obtidos nas tabelas foram traadas as curvas de umidade do material.

Grfico 01 Curva da umidade ao longo do tempo em via mida.

Grfico 02 Curva da umidade ao longo do tempo em via seca.

Em seguida, calculou-se a taxa de secagem do material em via seca e via mida.

Determinao da Taxa de Secagem via mida

dt (s)dx (1)dx (2)dx(1)/dtdx(2)/dtR (1)R (2)

360-3,1525-0,8825-0,008756852-0,002451,1614E-032,5171E-03

360-1,0969-0,8484-0,003046852-0,002364,0410E-042,4198E-03

3600,0023-0,72746,48148E-06-0,00202-8,5963E-072,0748E-03

360-0,0089-0,5339-2,46296E-05-0,001483,2666E-061,5227E-03

3600,0008-0,30962,22222E-06-0,00086-2,9473E-078,8300E-04

3600,0070-0,10521,94444E-05-0,00029-2,5789E-063,0013E-04

360no realizado-0,0345no realizado-9,6E-05no realizado9,8540E-05

360no realizado-0,0141no realizado-3,9E-05no realizado4,0207E-05

Tabela Valores calculados da taxa de secagem em via mida.

Determinao da Taxa de Secagem via seca

dt (s)dx (1)dx (2)dx(1)/dtdx(2)/dtR (1)R (2)

3600,000,000,0000E+000,00E+000,0000E+000,00E+00

3600,01800,49645,0000E-051,38E-03-6,9759E-06-7,44E-05

360-0,01030,0143-2,8519E-053,97E-053,9788E-06-2,14E-06

360-0,01090,0024-3,0185E-056,65E-064,2114E-06-3,59E-07

3600,02440,02016,7778E-055,59E-05-9,4562E-06-3,02E-06

3600,00230,00826,2963E-062,28E-05-8,7845E-07-1,23E-06

360no realizado0,0258no realizado7,18E-05no realizado-3,87E-06

360no realizado0,0046no realizado1,27E-05no realizado-6,83E-07

Tabela Valores calculados da taxa de secagem em via seca.

Com os dados tabelas possvel traas as curvas de taxa de secagem.

Grfico 03 Curva da taxa de secagem ao longo do tempo em via mida.

Grfico 04 Curva da taxa de secagem ao longo do tempo em via mida.

Grfico 05 Taxa de secagem com a variao da umidade em via mida.

Grfico 06 - Taxa de secagem com a variao da umidade em via seca.

Foi possvel observar que a folha de hortel obteve uma taxa de secagem em um tempo menor do que a folha de hibisco.

6. ConclusoEste experimento agregou valores tendo em vista que a secagem um processo que faz parte de operaes unitrias, as quais so estudadas durante o curso de Engenharia Qumica. Conclui-se atravs das resolues grficas e dos valores obtidos atravs das tabelas que os ensaios em materiais diferentes so de grande importncia, uma vez que possvel observar as propriedades e o comportamento de cada material, e consequentemente analisar as curvas de secagem e a variao da umidade em funo do tempo e umidade.Foi possvel observar que a folha de ch (hortel) perdeu toda sua umidade mais rapidamente que a folha de hibisco.

7. Bibliografia[1] FOUST, A. S., et al. Princpio das Operaes Unitrias. 2 Ed, Rio de Janeiro, Editora Guanabara Dois, 1982.[2] PARK, K.J.; ANTONIO, G.C.; OLIVEIRA, R.A.; PARK, K.J.B.Apostila de conceitos de processo e equipamentos de secagem, Campinas, CT&EA Centro de Tecnologia e Engenharia Agroindustrial, 2007.[3] LINDEMANN, C; SCHMIDT, V.W. Relatrio de Laboratrio de Operaes Unitrias: Secagem em leite de jorro,Rio Grande, Curso de Engenharia Qumica da Universidade Federal do Rio Grande, 2010.[4] DIAZ, P.S.Secagem, Pelotas, Centro de Desenvolvimento Tecnolgico da Universidade Federal de Pelotas Disciplina de Operaes Unitrias, 2009.

Documents

Secagem Solidos13!05!15