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Title: Desenvolvimento experimental de um secador solar multienergético para secagem de frutas.
Other Titles: Experimental development of a multi-energy solar dryer for drying fruits.
???metadata.dc.creator???: NUNES, Antonio Gomes.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GRILO, Marcelo Bezerra.
???metadata.dc.contributor.referee1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: QUEIROZ, Alexandre José de Melo.
???metadata.dc.contributor.referee3???: ANDRADE, Rodrigo Ronelli Duarte de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: MEDEIROS, Marcos Barros de.
Keywords: Energia Solar;Secador Solar;Secagem Indireta;Banana Passa;Processo de Secagem;Solar Energy;Solar Dryer;Indirect Drying;Dried Banana;Drying Process
Issue Date: 15-Jul-2016
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: NUNES, A. G. Desenvolvimento experimental de um secador solar multienergético para secagem de frutas. 2016. 196 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos ) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2016.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um secador solar com foco nas tecnologias apropriadas para a agricultura brasileira, disseminando a cultura das energias renováveis e contribuindo para promoção do desenvolvimento sustentável. Trata-se de um secador solar de exposição indireta com coletor solar e câmara de secagem acopladas e apresenta inúmeras inovações, dentre as quais um capacitor térmico no interior do coletor solar e um sistema de movimentação do ar de secagem (cooler), acionado por energia solar fotovoltaica. As inovações utilizadas, permitiram obter temperaturas do ar no interior da câmara de secagem na faixa de 50ºC ±5ºC, e umidade relativa do ar de secagem na faixa de 30ºC ±5ºC. Com essas características o processo de secagem se comportou como nos secadores tradicionais com média da eficiência mássica do processo de secagem obtido, em torno de 86,25%. Os testes experimentais foram realizados com secagem de banana prata (Musa spp.). Para os testes experimentais realizados, o secador solar mostrou-se confiável, pois, o tempo necessário para a banana atingir os valores de teor de umidade em base úmida em torno de 25%, foi de 840 minutos (14 h), sendo compatível com os tempos relatados na literatura para equipamentos equivalentes. A cinética de secagem foi ajustada pelo modelo matemático empírico de Page e os resultado foram representativos com valores elevados dos coeficientes de determinação que se aproximaram de 0,99. O sistema de medição de temperatura e umidade relativa do ar de secagem, usando Arduino, garantiu a medição de temperatura e umidade relativa do ar de secagem nas entradas e saídas do coletor solar e da câmara de secagem, o que possibilitou a realização do balanço de energia do secador solar, resultando no cálculo do rendimento termodinâmico do secador solar e na obtenção das outras propriedades termodinâmicas do ar de secagem. Os resultados obtidos para o rendimento térmico do secador solar foram em torno de 19,60%, que são compatíveis com os descritos na literatura para sistemas de secagem equivalentes que usam apenas energia solar como fonte de energia. Os investimentos com a manutenção e operação do sistema do secador solar dizem respeito, simplesmente, à degradação natural dos seus componentes. Sua viabilidade econômica foi demonstrada com um tempo de retorno do investimento estimado em até seis meses.
Abstract: This work represents the development of a solar dryer focusing on the appropriate technologies for the Brazilian agriculture, spreading the culture of renewable energies and contributing to the promotion of the sustainable development. It is about an indirect solar exposition dryer with the solar collector and drying chamber merged and represents numerous innovations, which are a thermal capacitor inside the solar collector and a movement system of the drying air (cooler), energized by photovoltaic solar energy. The innovations used allowed the system to obtain air temperatures inside the drying chamber around 50ºC ±5ºC, the drying air relative humidity about 30ºC ±5ºC. With these characteristics, the drying process operated in the traditional dryers with an average efficiency around 87%. The experimental tests were realized by drying silver bananas (Musa spp.). For the experimental tests realized, the solar dryer shown itself trustworthy, because the necessary time required for the bananas to reach humidity level in wet basis of about 25% was 840 minutes (14 h), being compatible with the catalogued time in the equivalent equipment literature. The drying kinetics was adjusted by the empirical method of Page and the results were representative with high values of determination coefficients approached 0.99. The temperature and relative air humidity measurement system of the drying air using Arduino, ensured the measurement of the temperature and relative air humidity in the intakes and outlets of the solar collector and drying chamber, allowing the solar dryer energy balance realization, resulting in the thermal efficiency calculation of the solar dryer and other thermodynamics properties of the drying air. The results obtained by the thermal efficiency of the drying system were around 19.60%, which are compatible with the ones described in the literature for equivalent solar dryer that used only solar energy as energy provider. The investments with the maintenance and operation of the drying system are only related to the natural degradation of its components. Its economic viability was demonstrated in a short term investment return of about six months.
Keywords: Energia Solar
Secador Solar
Secagem Indireta
Banana Passa
Processo de Secagem
Solar Energy
Solar Dryer
Indirect Drying
Dried Banana
Drying Process
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharias
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/16049
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