Desenvolvimento de um secador rotatorio com recheio de inertes

Abstract

Orientador: Theo Guenter KieckbuschTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo:Desenvolveu-se um secador rotatório com recheio de inertes (SRRI) e realizaram-se ensaios de secagem de pasta de levedura termolisada proveniente da indústria do açúcar e do álcool. Foram realizados estudos referentes ao comportamento do leito de inertes, com relação à velocidade de rotação e aos parâmetros geométricos da parte interna do secador, como largura, espessura, número e inclinação das aletas longitudinais, utilizando-se filmagens para melhor visualização da dinâmica do leito de inertes, composto por esferas de polietileno e de cerâmica. Maximizou-se a taxa mássica do ar de secagem, avaliando-se a influência do escoamento do ar no arraste dos corpos inertes. Adequou-se a concentração de levedura termolisada à condição de pasta para alimentação no secador (25,0%, em massa), através de estudos reológicos que envolveram o jateamento e a distribuição da pasta sobre o leito de inertes. Na operação de secagem o leito de inertes compôs-se de esferas de cerâmica (diâmetro 0,02m, massa total de 22,0 kg) e de aço (diâmetro de 0,03m, massa total de 53,0 kg), que permitiram a realização de ensaios a taxas de ar mais altas (4,04kg/min). Primeiramente, a secagem foi estudada alimentando-se a pasta de levedura de modo contínuo (12,Kg/h) e, posteriormente, de modo intermitente (4,5kg/h, tempo de alimentação de 3,0 min e de parada 5,0 min) para aproveitamento do calor condutivo do leito. A qualidade do produto em forma de pó foi referenciada ao valor limite de 10,0% de umidade. O secador rotatório (diâmetro 0,25m e comprimento 0,65m) operou nas rotações de 33,00 rpm (leito com esferas de cerâmica) e 34,78 rpm (leito com esferas de aço) e o ar de secagem foi alimentado a 170°C. Quantificaram-se as temperaturas do ar e do leito de inertes, ao longo do cilindro de secagem. A avaliação energética do secador permitiu estimar a energia específica envolvida na operação de secagem e a eficiência térmica do secador, e sugeriu que cerca de 48,0% do calor necessário para a secagem era condutivo.Abstract: A rotary dryer packed with inerts (SRRI) was developed and drying tests performed with thermolyzed yeast paste, used in the sugar industry. Studies of the bed behaviour as a function of rotation and geometrical parameters of the internal parts of the dryer, like the width, thickness, number and inclination of longitudinal flights, were based on film recording, made for a better visualization of the bed dynamics, composed by polyethylene and ceramic spheres. The drying air flow rate was maximized according to. its influence on inerts draft. The yeast suspension concentration was adequated for a paste condition (25,0%, mass), with theological studies conceming the jetting and the distribution of the paste around the inerts. In the actual drying tests, the inert bed was composed by ceramic spheres (diameter 0,02m, total weight 22,0kg) or steel balls (diameter 0,03m, total weight 53,0kg), which allowed a higher air flowrate (4,04kglmin). During the first runs, drying with a continuous paste feeding was considered. The main runs were evaIuated with a semi-continuous mo de (3,Omin: 4,5kglh; 5,Omin: no feed), making use of the conductive heat of the inert bed. The dried product quality was assessed by its moisture level « 10,0%). The rotary dryer (diameter 0,25m; length 0,65m) operated at 33,0rpm (ceramic spheres) and 34,78rpm (steel balls) and the drying air was fed at 170°C. The air and the inert packing temperature was quantified along the dryer. Energetic evaluations estimated the specific energy during drying and indicated that the conduction heat could be responsible for 48,0% of the total heat requirements.DoutoradoDoutor em Engenharia de Alimento