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Desenvolvimento de um sistema de secagem para beneficiamento de caulim usando energia solar.

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dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/6671787774362117 pt_BR
dc.contributor.advisor1 GRILO, Marcelo Bezerra.
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/9758227561901031 pt_BR
dc.contributor.referee1 PONTES, Julio Cesar de.
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/4572073364963892 pt_BR
dc.contributor.referee2 LIMA, Wellington Sousa.
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/1570824778815830 pt_BR
dc.contributor.referee3 LEITE FILHA, Maria de Sousa.
dc.contributor.referee3Lattes http://lattes.cnpq.br/8725740256316941 pt_BR
dc.contributor.referee4 GOMES, Ítalo de Andrade.
dc.contributor.referee4Lattes http://lattes.cnpq.br/9647671185653701 pt_BR
dc.contributor.referee5 COSTA, Nancy Lima.
dc.contributor.referee5Lattes http://lattes.cnpq.br/8494203031878346 pt_BR
dc.description.resumo A motivação desse trabalho foi o estudo da eficiência energética nas empresas que atuam na área de beneficiamento de caulim na região da Província Pegmatítica da Borborema (PPB), o diagnóstico apontou que a lenha era a fonte energética mais utilizada durante o processo de secagem do caulim. O objetivo dessa tese foi desenvolver um sistema de secagem, para o beneficiamento do caulim, usando energia solar como a fonte de energia predominante para minimizar o uso da lenha durante o processo de secagem. A metodologia utilizada consistiu em realizar o diagnóstico a partir de visitas às principais empresas beneficiadoras de caulim na região da PPB, na sequência, foram realizadas a caracterização dos dados do recurso solar e do ar ambiente disponível na região, no caso, a fonte de energia e o fluido de trabalho, usados no processo de secagem. Foi realizada a parceria com uma empresa da região, a INCOMGEL, localizada na cidade de Assunção - PB, onde foram realizados vários experimentos, e que acolheu as propostas de modificações, visando aumentar a eficiência do processo de secagem do caulim. Concomitantemente, foram realizados experimentos no Laboratório Experimental de Máquinas Térmicas (LEMT) da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Neste trabalho foram apresentados os resultados de quatro experimentos, testando três sistemas de secagem solar diferentes: o primeiro, com cobertura de policarbonato; o segundo, com cobertura de polipropileno e o terceiro, um sistema de secagem solar natural, sem cobertura, que permitiram observar qual era o mais adequado para a secagem de caulim e também para obter a curva de cinética de secagem do caulim, bem como o rendimento térmico de cada sistema. Os resultados obtidos mostraram que o sistema com a cobertura de policarbonato foi o mais eficiente, com rendimento médio de 30,87%. Quanto à incidência da irradiação solar, a média registrada, no período de verão foi de 974,01 W/m2, e no inverno de 604,51 W/m2. Para o ar ambiente, a média de temperatura registrada no verão foi de 33ºC, a umidade relativa média foi de 56%, a velocidade média do ar foi de 2,0 m/s. Essas informações foram utilizadas para propor mudanças na arquitetura, posicionamento e layout dos novos galpões, incluindo altura, posicionamento e tipo de cobertura. Foi proposto e dimensionado um sistema de geração de energia elétrica, utilizando painéis solares fotovoltaicos para serem utilizados no acionamento de ventiladores e sopradores industriais que contribuiu, através da convecção forçado do ar de secagem, para reduzir o tempo de secagem do caulim. As principais conclusões mostraram que a combinação da energia solar térmica e fotovoltaica, contribuíram para tornar mais eficiente o processo de secagem do caulim. A empresa objeto do estudo instalou 750 m2 de painéis solares tornando-se auto suficiente na produção da energia elétrica utilizada em seu processo produtivo, tornando-se um modelo de gestão na área de eficiência energética na região. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia de Processos pt_BR
dc.title Desenvolvimento de um sistema de secagem para beneficiamento de caulim usando energia solar. pt_BR
dc.date.issued 2022-03-24
dc.description.abstract The motivation of this work was the study of energy efficiency in companies that work in the area of kaolin processing in the region of the Pegmatitic Province of Borborema (PPB), the diagnosis pointed out that firewood was the most used energy source during the kaolin drying process. . The objective of this thesis was to develop a drying system for the processing of kaolin, using solar energy as the predominant energy source to minimize the use of firewood during the drying process. The methodology used consisted of carrying out the diagnosis from visits to the main kaolin processing companies in the PPB region, followed by the characterization of data on the solar resource and ambient air available in the region, in this case, the energy source and the working fluid, used in the drying process. A partnership was carried out with a company in the region, INCOMGEL, located in the city of Assunção - PB, where several experiments were carried out, and which welcomed the proposals for modifications, aiming to increase the efficiency of the kaolin drying process. At the same time, experiments were carried out at the Experimental Laboratory of Thermal Machines (LEMT) of the Federal University of Campina Grande (UFCG). In this work, the results of four experiments were presented, testing three different solar drying systems: the first, with a polycarbonate cover; the second, with a polypropylene covering and the third, a natural solar drying system, without covering, which allowed to observe which was the most suitable for drying kaolin and also to obtain the kaolin drying kinetics curve, as well as the thermal efficiency of each system. The results obtained showed that the system with the polycarbonate cover was the most efficient, with an average yield of 30.87%. As for the incidence of solar irradiation, the average recorded in the summer period was 974.01 W/m2, and in winter it was 604.51 W/m2. For ambient air, the average temperature recorded in the summer was 33ºC, the average relative humidity was 56%, the average air speed was 2.0 m/s. This information was used to propose changes in the architecture, positioning and layout of the new sheds, including height, positioning and type of coverage. An electric power generation system was proposed and dimensioned, using photovoltaic solar panels to be used to drive industrial fans and blowers that contributed, through forced convection of drying air, to reduce the drying time of kaolin. The main conclusions showed that the combination of solar thermal and photovoltaic energy contributed to make the kaolin drying process more efficient. The company object of the study installed 750 m2 of solar panels, making it self-sufficient in the production of electrical energy used in its production process, becoming a management model in the area of energy efficiency in the region pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25098
dc.date.accessioned 2022-05-11T19:57:43Z
dc.date.available 2022-05-11
dc.date.available 2022-05-11T19:57:43Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Secagem de minérios pt_BR
dc.subject Energia solar pt_BR
dc.subject Caulim pt_BR
dc.subject Eficiência energética pt_BR
dc.subject Ore drying pt_BR
dc.subject Solar energy pt_BR
dc.subject Kaolin pt_BR
dc.subject Energy efficiency pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SANTANA, Vitor Leão.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.description.sponsorship Capes pt_BR
dc.identifier.citation SANTANA, Vitor Leão. Desenvolvimento de um sistema de secagem para beneficiamento de caulim usando energia solar. 168 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, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25098 pt_BR


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