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Title: Desenvolvimento e estudo experimental de um secador solar aplicado na secagem de banana.
Other Titles: Development and experimental study of a solar drying dryer applied to banana drying.
???metadata.dc.creator???: MELO, Caio Tácito Miranda Castro Bezerra de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GRILO, Marcelo Bezerra.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BEZERRA FILHO, Celso Rosendo.
???metadata.dc.contributor.referee2???: NUNES, Antonio Gomes.
???metadata.dc.contributor.referee3???: MARTINS, Rafael Castelo Guedes.
Keywords: Secador Solar.;Secagem.;Energia Solar.;Banana.;Solar Dryer.;Drying.;Solar Energy.
Issue Date: 19-Aug-2016
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MELO, C. T. M. C. B. de. Desenvolvimento e estudo experimental de um secador solar aplicado na secagem de banana. 2016. 144 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2016.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e o estudo experimental 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. Apresenta como inovações um capacitor térmico no interior do coletor solar e um sistema de movimentação do ar de secagem acionado por energia solar fotovoltaica, para obtenção de convecção forçada. Foi utilizada a relação entre volumes do coletor solar e da câmara de secagem de 5:1 e instalados sensores TH11, que medem a temperatura e umidade relativa do ar de secagem, conectados a uma placa de Arduino. O secador desenvolvido foi submetido a experimentos na secagem de banana prata (Musa Spp.). Foram coletados dados de variação de massa do produto, temperatura e umidade relativa do ar de secagem que permitiram avaliar as curvas de cinética de secagem da banana, a eficiência do processo de secagem e o rendimento térmico do secador solar. As inovações utilizadas permitiram obter temperaturas do ar no interior da câmara de secagem na média de 50ºC ± 5ºC, e umidade relativa do ar de secagem no interior da câmara de secagem na média de 30% ± 5%. O secador solar mostrou-se eficiente, 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), compatível com os tempos relatados na literatura para equipamentos equivalentes. Constatou-se que o processo de secagem se comportou como nos secadores tradicionais com uma média na eficiência mássica do processo de secagem em torno de 83,95%. O Arduino, permitiu 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, o qual foi de 28,51% em média, e na obtenção das outras propriedades termodinâmicas do ar de secagem. As curvas de secagem ajustadas ao modelo matemático de Page, apresentaram em média um coeficiente de determinação de 99,06% podendo assim, ser utilizado para predizer o tempo de secagem da fruta até o ponto desejado. É possível concluir que o secador solar desenvolvido atende as demandas necessárias aos processos de secagem de banana, além de ser de baixo custo e de fácil operacionalidade, comparado com equipamentos semelhantes, o que justifica a sua viabilidade.
Abstract: This paper presents the development and experimental study of a solar dryer with a focus on appropriate technologies for Brazilian agriculture, spreading the culture of renewable energy and contributing to promoting sustainable development. It is a solar dryer of indirect exposure to solar collector and coupled drying chamber, presenting innovations, among which the use of a thermal capacitor inside the solar collector and a drying air drive system powered by photovoltaic solar energy to obtain forced convection. Other innovations were the choice of the relationship between volumes of the solar collector and drying chamber of 5:1 and the installation TH11 sensors that measure temperature and relative humidity, connected to an Arduino board. The dryer developed was subjected to experiments in Silver banana drying (Musa spp.) Which were collected mass of product data, temperature and relative humidity for assessment of drying process efficiency, the drying kinetics curves and the thermal efficiency of the solar dryer and its components. The innovations have enabled used air temperature inside the drying chamber on average 50°C ± 5°C and relative humidity of the drying air in the average of 30% ± 5%. The solar dryer was efficient, because the time required for bananas reach the moisture content values on a wet basis of about 25% was 840 minutes (14 hours) compatible with the times reported in the literature for equipment equivalents. It was found that the drying process behaved as in traditional dryers with an average mass efficiency in the drying process of around 83.95%. The Arduino, guaranteed measuring temperature and relative humidity drying the entrances and exits of the solar collector and drying chamber, which enabled the realization of the energy of the solar drier balance, resulting in the calculation of the thermodynamic efficiency of the solar dryer which was 26.47%, and determination of other thermodynamic properties of the drying air. The drying curves adjusted to the mathematical model of Page, had an average coefficient of determination of 99.06% and can thus be used to predict the fruit drying time to the desired point. The conclusion of this work, the solar dryer developed meets the demands necessary for banana drying processes, in addition to being low cost and easy operation, with efficiency and reliability, compared to similar equipment, which justifies its viability.
Keywords: Secador Solar.
Secagem.
Energia Solar.
Banana.
Solar Dryer.
Drying.
Solar Energy.
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciências
Engenharia Mecânica.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/514
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Mecânica.

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CAIO TÁCITO MIRANDA CASTRO BEZERRA DE MELO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf4.91 MBAdobe PDFView/Open


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