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Title: Desenvolvimento experimental de um sistema de secagem solar com unidade dessecante integrada.
Other Titles: Experimental development of a solar drying system with integrated desiccant unit.
???metadata.dc.creator???: LEITE FILHA, Maria de Sousa.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GRILO, Marcelo Bezerra.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SANTOS, Rosilda Sousa.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SANTOS, Ivonete Batista.
???metadata.dc.contributor.referee3???: LIMA, Wellington Sousa.
???metadata.dc.contributor.referee4???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
Keywords: Sistema de secagem solar;Energia solar - secagem;Secagem solar;Planejamento experimental fatorial;Unidade dessecante;Secadores de frutas;Princípios da secagem;Adsorção;Frutas desidratadas;Solar drying system;Solar energy - drying;Sun drying;Factorial experimental design;Desiccant unit;Fruit dryers;Drying principles;Adsorption;Dehydrated fruits
Issue Date: 21-Oct-2021
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: LEITE FILHA, Maria de Sousa. Desenvolvimento experimental de um sistema de secagem solar com unidade dessecante integrada. 2021. 259f. (Tese de Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28006
???metadata.dc.description.resumo???: Estudos sobre a secagem de alimentos vêm sendo desenvolvidos em todo mundo, já que o processo de secagem tradicional em estufa demanda grandes investimentos e alto consumo de energia elétrica, elevando o custo do produto final e dificultando seu acesso aos produtores rurais locais. Neste sentido, a secagem solar em equipamentos construídos com materiais de baixo custo, facilmente encontrados no comércio local e cuja operação e manutenção possam ser executadas sem necessidade de ações de elevada complexidade, torna-se uma tecnologia apropriada para a agricultura familiar. Dessa forma, este trabalho foi realizado com o objetivo de analisar a influência do pré-tratamento do ar de secagem num sistema de secagem solar de exposição indireta, com unidade dessecante integrada, desenvolvido e testado na produção de banana passa. Foi utilizado o planejamento experimental fatorial na determinação das configurações otimizadas para a unidade dessecante e para o coletor solar. Foram realizados testes de secagem no sistema de secagem com unidade dessecante e no sistema sem unidade dessecante, nas cidades de Campina Grande e Pombal, ambas localizadas no estado da Paraíba, contemplando também as condições meteorológicas e climáticas dos períodos de primavera/verão e outono/inverno. Os resultados experimentais determinaram como sendo a configuração otimizada para a unidade dessecante: volume interno de 24 litros, duas bandejas para depósito do dessecante e velocidade do ar por convecção forçada de 2 m/s. Para o coletor solar, foram obtidos: Cobertura transparente de policarbonato alveolar e utilização de uma telha de zinco pintada de preto fosco, usada como capacitor térmico. O tempo médio de secagem, no sistema com unidade dessecante, foi de 712 minutos (12 horas); e, no sistema sem unidade dessecante, foi de 840 minutos (14 horas). Os rendimentos térmicos médios foram de 34% e 28% para o sistema com unidade dessecante e sem unidade dessecante, respectivamente. Foram ajustados os modelos empíricos de Page e de Midilli et al. aos dados experimentais de cinética de secagem. Obteve-se o coeficiente de correlação médio de 99,73% e 99,76%, no sistema com e sem unidade dessecante, respectivamente, para o modelo de Page e coeficiente de correção médio de 99,76% e 99,77%, no sistema com e sem unidade dessecante, respectivamente, para o modelo de Midilli et al. Foi possível observar o protagonismo do uso da sílica gel como dessecante do ar de secagem em ambientes com temperaturas mais amenas e umidades relativas mais elevadas.
Abstract: Studies on food drying have been developed around the world, since the traditional drying process in a greenhouse requires large investments and high electricity consumption, increasing the cost of the final product and making it difficult for local rural producers to access it. In this sense, solar drying in equipment built with low-cost materials, easily found in local businesses and whose operation and maintenance can be performed without the need for highly complex actions, becomes an appropriate technology for family farming. Thus, this work was carried out with the objective of analyzing the influence of pre-treatment of the drying air in an indirect solar drying system with an integrated desiccant unit, developed and tested in the production of dried bananas. Factorial experimental design was used to determine the optimized settings for the desiccant unit and for the solar collector. Drying tests were carried out in the drying system with desiccant unit and in the system without desiccant unit, in the cities of Campina Grande and Pombal, both located in the state of Paraíba, also contemplating the meteorological and climatic conditions of the periods of spring/summer and autumn/ Winter. The experimental results determined as the optimal configuration for the desiccant unit: internal volume of 24 liters, two trays for depositing the desiccant and air velocity by forced convection of 2 m/s. For the solar collector, the following were obtained: Transparent alveolar polycarbonate cover and use of a matte black painted zinc tile, used as a thermal capacitor. The average drying time, in the system with desiccant unit, was 712 minutes (12 hours); and, in the system without desiccant unit, it was 840 minutes (14 hours). The average thermal yields were 34% and 28% for the system with desiccant unit and without desiccant unit, respectively. The empirical models of Page and Midilli et al. to experimental data of drying kinetics. The average correlation coefficient of 99.73% and 99.76% was obtained, in the system with and without desiccant unit, respectively, for the Page model and average correction coefficient of 99.76% and 99.77%, in the system with and without desiccant unit, respectively, for the model by Midilli et al. It was possible to observe the protagonism of the use of silica gel as a drying air desiccant in environments with milder temperatures and higher relative humidity.
Keywords: Sistema de secagem solar
Energia solar - secagem
Secagem solar
Planejamento experimental fatorial
Unidade dessecante
Secadores de frutas
Princípios da secagem
Adsorção
Frutas desidratadas
Solar drying system
Solar energy - drying
Sun drying
Factorial experimental design
Desiccant unit
Fruit dryers
Drying principles
Adsorption
Dehydrated fruits
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia de Processos.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/28006
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