Dimensionamento, construção e avaliação de um secador de leito fluidizado para secagem de produtos vegetais
| dc.contributor.advisor1 | Devilla, Ivano Alessandro | pt-BR |
| dc.contributor.author | Costa, Guilherme Gonçalves | pt-BR |
| dc.contributor.referee1 | Alessandro, Devilla, Ivano | pt-BR |
| dc.contributor.referee2 | Reis, Elton Fialho dos | pt-BR |
| dc.date.accessioned | 2026-10-14T12:16:15Z | |
| dc.date.issued | 2022-04-06 | |
| dc.description.abstract | Drying equipment designed for agricultural products, known as dryers, are built in different models, airflows and operating modes, aiming at process efficiency and maintaining product quality during and after drying. Fluidized bed drying has been highlighted due to the good contact between gas-solid, attractive costs and high rates of particle recirculation, heat and mass transfer, and also as an alternative potential for compact and efficient equipment for drying. The objective was to design, build and evaluate a fluidized bed dryer regarding its efficiency in the yield and drying time of vegetable chips, as well as to determine and model the drying kinetics of sweet potato chips at different slice thicknesses and temperatures. Drying process and fit the best mathematical model that represents the behavior of the experimental data. The relevant design parameters for the fluidized bed dryer sizing were determined, such as chip sphericity, minimum fluidization velocity, terminal velocity, optimal velocity, bed volume and area, bed pressure drop, distributor pressure drop, orifice fluid velocity and number of orifices. After assembling all the necessary parts and equipment, the chips were dried. The experiment was carried out in a completely randomized design (DIC) in a 2x4 factorial scheme (slice thickness x drying temperature), with three replications. The slice thicknesses evaluated were 0.0012 and 0.0024 m and the drying temperatures 40, 50, 60 and 70 ±1 °C. The mathematical models tested to predict drying kinetics were: Diffusion Approximation, Two-Term, Two-Term Exponential, Henderson and Pabis, Henderson and Modified Pabis, Logarithmic, Midilli, Newton, Page, Thompson and Verma. The mathematical modeling was developed in Statistica 12.0 software. The evaluation tests of the prototype of a fluidized bed dryer for drying sweet potato chips showed that its use is advantageous and promising. Among the mathematical models analyzed, the modified Henderson and Pabis model presented the best statistical fit to the experimental data of drying kinetics under the conditions evaluated. For drying sweet potato chips, it can be concluded that this process is feasible at the temperatures studied, the drying time being inversely proportional to the temperature. The thickness of the slices is a determining factor in reducing the drying time of sweet potato chips regardless of the temperature analyzed, and the thickness of 0.0012 m promoted a drying of the product with a shorter period of time. The best combination of variables obtained by factorial design for drying sweet potato chips in a fluidized bed dryer is with a temperature of 70°C and a slice thickness of 0.0012 m. | |
| dc.description.resumo | Os equipamentos de secagem projetados para produtos agrícolas, conhecidos como secadores, são construídos em diferentes modelos, fluxos de ar e forma de operação visando eficiência do processo e a manutenção da qualidade do produto durante e após a secagem. A secagem em leito fluidizado vem se destacando devido ao bom contato entre gás-sólido, custos atrativos e altas taxas de recirculação de partículas, transferência de calor e massa, e também como potencial alternativo para equipamentos compactos e para secagem. Objetivou-se dimensionar, construir e avaliar um secador em leito fluidizado quanto à sua eficiência no rendimento e tempo de secagem de chips de batata-doce, bem como determinar e modelar a cinética de secagem em diferentes espessuras de fatias e temperaturas de secagem e ajustar o melhor modelo matemático que representa o comportamento dos dados experimentais. Foram determinados os parâmetros de projeto relevantes para o dimensionamento do secador de leito fluidizado, como esfericidade dos chips, velocidade de fluidização mínima, velocidade terminal, velocidade ótima, volume e área do leito, queda de pressão no leito, queda de pressão no distribuidor, velocidade do fluido no orifício e número de orifícios. Após a montagem de todas as peças e equipamentos necessários foi realizada a secagem dos chips. O experimento foi realizado em delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC) em esquema fatorial 2x4 (espessuras de fatia x temperatura de secagem), com três repetições. As espessuras de fatia avaliadas foram 0,0012 e 0,0024 m e as temperaturas de secagem 40, 50, 60 e 70 ±1 °C. Os modelos matemáticos testados para predizer a cinética de secagem foram: Aproximação da Difusão, Dois Termos, Exponencial de Dois Termos, Henderson e Pabis, Henderson e Pabis Modificada, Logarítmico, Midilli, Newton, Page, Thompson, Verma e Wang e Singh. A modelagem matemática foi desenvolvida no software Statistica 12.0. Os ensaios de avaliação do protótipo de secador de leito fluidizado utilizando chips de batata-doce mostrou ser vantajoso e promissor. Dentre os modelos matemáticos analisados, o de Henderson e Pabis modificado foi o que apresentou melhor ajuste estatístico aos dados experimentais da cinética de secagem sob as condições avaliadas. Para secagem de chips de batata-doce, pode-se concluir que este processo é exequível nas temperaturas estudadas, sendo o tempo de secagem inversamente proporcional à temperatura. A espessura das fatias é um fator determinante sobre a redução do tempo de secagem de chips de batata-doce independente da temperatura analisada, sendo que a espessura de 0,0012 m promoveu uma secagem do produto com menor período de tempo. A melhor combinação de variáveis obtida pelo planejamento fatorial para a secagem de chips de batata-doce em secador de leito fluidizado é com a temperatura de 70°C e espessura da fatia de 0,0012 m. | pt-BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt-BR |
| dc.format.extent | 91 páginas | pt-BR |
| dc.identifier.capesdegreeprogramcode | 52012018002P8 | |
| dc.identifier.citation | COSTA, Guilherme Gonçalves. Dimensionamento, construção e avaliação de um secador de leito fluidizado para secagem de produtos vegetais. 2022. 91 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Câmpus Central - Sede: Anápolis - CET - Henrique Santillo, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, GO, 2022. | pt-BR |
| dc.identifier.uri | https://bdtd.ueg.br/handle/123456789/1953 | |
| dc.language.iso | pt-BR | |
| dc.publisher | Universidade Estadual de Goiás | pt-BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt-BR |
| dc.publisher.department | Coordenação de Mestrado em Engenharia Agrícola | pt-BR |
| dc.publisher.initials | UEG | pt-BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação Engenharia Agrícola | pt-BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt-BR |
| dc.subject | Convective drying | |
| dc.subject | Mathematical modeling | |
| dc.subject | Ipomoea batatas | |
| dc.subject | Yield | |
| dc.subject | Drying time | |
| dc.subject.palavraschave | Ipomoea batatas | |
| dc.subject.palavraschave | Modelagem matemática | pt-BR |
| dc.subject.palavraschave | Tempo de secagem | pt-BR |
| dc.subject.palavraschave | Secagem convectiva | pt-BR |
| dc.title | Dimensionamento, construção e avaliação de um secador de leito fluidizado para secagem de produtos vegetais | |
| dc.type | Dissertação | pt-BR |
| dc.type.category | Bibliográfica | pt-BR |
