Secagem

1. INTRODUÇÃO

2. DESENVOLVIMENTO

2.1. Princípios de secagem

A secagem tem a finalidade de eliminar um líquido volátil contido num corpo não volátil, através de evaporação. Portanto, a secagem de nosso interesse é caracterizada pela evaporação da água do material biológico.

Durante a secagem, para que haja a evaporação de água da superfície do material ao ambiente, a água deve ser transportada do interior do sólido até a superfície. Nesse processo é necessário fornecer calor para evaporar a umidade do material e também deve haver um sorvedor de umidade para remover o vapor de água, formado a partir da superfície do material a ser seco. Este processo de fornecimento de calor da fonte quente para o material úmido, será responsável pela evaporação da água do material e em seguida a transferência de massa arrastará o vapor formado. Ao passo que a retirada do vapor de água formado na superfície do material é analisada do ponto de vista de movimento do fluido (mecânica dos fluidos), indicando também os possíveis equipamentos para esta finalidade.

Os produtos em que o método de secagem é utilizado são muito diferentes entre si, devido a sua composição, estrutura, e suas dimensões. As condições de secagem são muito diversas, de acordo com as propriedades do ar de secagem e a forma como se faz o contato ar-produto: por exemplo, secagem com ar quente na superfície de um leito de partículas é um caso (a água estando situada dentro das partículas), ou outro caso é a suspensão de uma partícula em um fluxo de ar.

Na secagem pode-se fazer uma sequência de operações, na qual ocorrem perdas referentes a 50% do peso do produto antes da secagem;

- Matéria prima (ex: 100 kg de bananas)

- Amadurecimento

- Lavagem

- Descascamento

- Secagem artificial (52 kg)

- Acondicionamento (produto seco = 25% de umidade; 15 kg)

- Embalagem

- Armazenamento

2.2. Secagem em equipamentos condutivos

Nesse tipo de secador o calor é transmitido ao material úmido por condução (contato) de superfícies aquecidas externamente tendo uma saída para eliminar o vapor. O aquecimento da superfície pode ser através de vapor, eletricidade ou contato direto com fogo.

A velocidade de secagem diminui à medida que o material é seco. Este efeito pode ser explicado com base na diminuição da transferência de calor da parede para o sólido a ser seco. Ao final da me secagem este mecanismo deixa ser limitante, e a secagem começa a ser controlada pela taxa de remoção de água a partir do material, o que é evidenciado por um aumento da temperatura 54 graus acima da temperatura de ebulição da solução saturada.

Por conseguinte, a taxa de secagem num secador por condução é largamente independente da transferência de massa da substância. Infelizmente, este não é o mesmo que dizer que a velocidade de secagem é independente das propriedades do material, pois o coeficiente de transferência calor depende em certa proporção do material.

2.2.1. Características gerais de operação

• Se o material a ser seco é muito fino ou muito úmido, este método é o mais apropriado.

• O calor é transferido por condução para o material húmido através de uma parede de retenção de sólidos, geralmente de metal.

• As temperaturas de superfície podem variar desde valores inferiores à de congelamento como no caso dos secadores de congelamento, até maior do que 800 ° K no caso de secadores indiretos aquecidos através produtos de combustão.

• Secadores por condução são adequados para secagem a pressões pequenas e atmosferas inertes, para poder recuperar solventes e evitar a formação de misturas explosivas ou oxidação de materiais que se decompõem com facilidade.

• Os secadores por condução que utilizam fluidos de condensação como meios de aquecimento são geralmente econômicos sob o ponto de vista do consumo de calor, uma vez que apenas o calor fornecido de acordo com a demanda exigida pelo material a ser seco.

• A temperatura do material é maior do que na secagem por convecção e os coeficientes de transferência de calor do material para a superfície aquecida e da superfície aquecida para o ar aquecido governam o total de calor transferido para o material.

2.2.2. Tipos de secadores

2.2.2.1. Secador do tipo tambor

Também conhecidos como de rolos, ou película, são cilindros metálicos ocos que giram horizontalmente. Em seu interior circula o meio de aquecimento, em geral vapor a pressão, e a superfície do cilindro atinge de 120°C a 170°C. O produto, líquido ou em forma de papa, é aplicado como uma fina camada sobre a superfície externa do tambor. A desidratação do produto termina antes que a volta seja completa (e 20segundos a 3 minutos), e ele é desprendido de sua superfície por uma faca ou um raspador que se situa a três quartos de volta do ponto de aplicação do produto.

Esse tipo de secador é classificado segundo o número de tambores: único, duplo ou geminados. É constituído de 1 ou 2 tambores rotativos, com diâmetros variável (0,5 a 1,5 metros), medindo de 2 a 5 metros de comprimento e aquecido internamente por vapor.

Existem vários sistemas para aplicar o produto à superfície do tambor: imersão em banho, aspersão, rolos de alimentação. A escolha do método de alimentação é de grande importância para que a espessura da película seja adequada e dependerá das características do produto (conteúdo em sólidos, propriedades reológicas, etc). A suspensão é depositada na superfície externa do tambor, numa película fina, recebendo o calor através da parede do equipamento. O tambor pode estar na pressão normal ou a vácuo. Uma lâmina raspa o produto seco que está no cilindro que gira a uma baixa rotação. A película seca é moída para dar a característica de pó fino ao produto final, como pode ser visto no esquema abaixo.

Figura 1-Secador de Tambor

Os secadores de tambor permitem produção