Análise de jatos de baixos níveis associados aum sistema convectivo de mesoescala na américa do sul: um estudo de caso

The Levei Low Jet (LLJ) observed in the Porto Alegre metropolitan region, Rio Grande do Sul State, Brazil, was analyzed using 1989-2003 at 00:00 and 12:00 UTC upper-air observations. The LLJ classification criteria proposed by Bonner (1968) and modified by Whiteman et aI. (1997) were applied to determine the LLJ occurrence. Afterwards was selected a LLJ event, that was one of the most intense observed in the summer (01/27/2002 at 12:00 UTC), during the study period. ln this study were used as tools: atmospheric soundings, GOES-8 satellite images, and wind, temperature and specific humidity fields from GLOBAL, ETA and BRAMS models. Based on the numerical analysis was possible to verify that the three models overestimated the specific humidity and potential temperature values, at LLJ time occurrence. The wind speed was underestimated by the models. It was observed in the study region, at 12:00 UTC (LLJ detected hour in the Porto Alegre region), by three models, warm and wet air from north, generating conditions to Mesoscale Convective System (MCS) formation and intensification.

Modelagem e simulação de um secador intermitente de fluxos contracorrentes para frutos do cafeeiro

Este trabalho foi realizado com o objetivo de desenvolver um modelo computacional para simular a secagem de frutos café em um secador intermitente de fluxos contracorrente, empregando a linguagem de simulação EXTEND™ e o Modelo de Thompson (THOMPSON; PEART; FOSTER, 1968). Para validação do modelo desenvolvido foram utilizados dados experimentais obtidos por Silva (1991), em que foram empregados três níveis de temperatura do ar de secagem de 60, 80 e 100 °C. O modelo desenvolvido foi validado, sendo constatados desvios absolutos de 1,8% b.u e 1,1 kg e erros relativos de 11% e 1,6% na previsão dos parâmetros teor de água final e consumo de lenha, respectivamente. O modelo validado foi empregado na condução de experimentos tipo comparação de cenários. O primeiro experimento refere a alterações do ciclo operacional em que foram alterados os tempos de movimentação e de parada do fluxo da massa de grãos. E o segundo refere à alteração da configuração do secador quanto às alturas das câmaras de secagem e descanso. O ciclo operacional com os tempos de movimentação de um minuto e de parada de dezesseis minutos, para a temperatura do ar de secagem de 100 °C, proporcionou o melhor desempenho, sendo constatado tempo secagem de 12,3 h, consumo de lenha de 109,5 kg, consumo específico de energia de 7660 kJ.kg-1 de água evaporada, e capacidade de secagem de 87,86 kg.h-1. Quanto à configuração do secador, o melhor desempenho ocorreu para altura da câmara de secagem de 2,3 m usando a temperatura do ar de secagem de 100 °C, em que foram simulados tempo de secagem de 12,0 h, consumo de lenha de 106,5 kg, consumo específico de energia, de 7433 kJ.kg-1 de água evaporada, e capacidade de secagem de 90 kg.h-1. Desse modo, na condução da secagem de frutos de café em um secador intermitente de fluxos contracorrentes é recomendado o ciclo operacional com tempos de movimentação de um minuto e o de parada de dezesseis minutos, e não empregar a câmara de descanso. Essa conclusão está fundamentada em índices de desempenho do secador. Ressalta-se que não foram simulados os impactos nos parâmetros de qualidade.

Dimensionamento de um secador em leito fluidizado para secagem de cereais

O objectivo desta tese é dimensionar um secador em leito fluidizado para secagem de cereais, nomeadamente, secagem de sementes de trigo. Inicialmente determinaram-se as condições de hidrodinâmica (velocidade de fluidização, TDH, condições mínimas de “slugging”, expansão do leito, dimensionamento do distribuidor e queda de pressão). Com as condições de hidrodinâmica definidas, foi possível estimar as dimensões físicas do secador. Neste ponto, foram realizados estudos relativamente à cinética da secagem e à própria secagem. Foi também estudado o transporte pneumático das sementes. Deste modo, determinaram-se as velocidades necessárias ao transporte pneumático e respectivas quedas de pressão. Por fim, foi realizada uma análise custos para que se soubesse o custo deste sistema de secagem. O estudo da secagem foi feito para uma temperatura de operação de 50ºC, tendo a ressalva que no limite se poderia trabalhar com 60ºC. A velocidade de operação é de 2,43 m/s, a altura do leito fixo é de 0,4 m, a qual sofre uma expansão durante a fluidização, assumindo o valor de 0,79 m. O valor do TDH obtido foi de 1,97 m, que somado à expansão do leito permite obter uma altura total da coluna de 2,76 m. A altura do leito fixo permite retirar o valor do diâmetro que é de 0,52 m. Verifica-se que a altura do leito expandido é inferior à altura mínima de “slugging” (1,20 m), no entanto, a velocidade de operação é superior à velocidade mínima de “slugging” (1,13 m/s). Como só uma das condições mínimas é cumprida, existe a possibilidade da ocorrência de “slugging”. Finalmente, foi necessário dimensionar o distribuidor, que com o diâmetro de orifício de 3 mm, valor inferior ao da partícula (3,48 mm), permite a distruibuição do fluido de secagem na coluna através dos seus 3061 orifícios. O inicio do estudo da secagem centrou-se na determinação do tempo de secagem. Além das duas temperaturas atrás referidas, foram igualmente consideradas duas humidades iniciais para os cereais (21,33% e 18,91%). Temperaturas superiores traduzem-se em tempos de secagem inferiores, paralelamente, teores de humidade inicial inferiores indicam tempos menores. Para a temperatura de 50ºC, os tempos de secagem assumiram os valores de 2,8 horas para a 21,33% de humidade e 2,7 horas para 18,91% de humidade. Foram também tidas em conta três alturas do ano para a captação do ar de secagem, Verão e Inverno representando os extremos, e a Meia- Estação. Para estes três casos, foi possível verificar que a humidade específica do ar não apresenta alterações significativas entre a entrada no secador e a corrente de saída do mesmo equipamento, do mesmo modo que a temperatura de saída pouco difere da de entrada. Este desvio de cerca de 1% para as humidades e para as temperaturas é explicado pela ausência de humidade externa nas sementes e na pouca quantidade de humidade interna. Desta forma, estes desvios de 1% permitem a utilização de uma razão de reciclagem na ordem dos 100% sem que o comportamento da secagem se altere significativamente. O uso de 100% de reciclagem permite uma poupança energética de cerca de 98% no Inverno e na Meia-Estação e de cerca de 93% no Verão. Caso não fosse realizada reciclagem, seria necessário fornecer à corrente de ar cerca de 18,81 kW para elevar a sua temperatura de 20ºC para 50ºC (Meia-Estação), cerca de 24,67 kW para elevar a sua temperatura de 10ºC para 50ºC (Inverno) e na ordem dos 8,90 kW para elevar a sua temperatura dos 35ºC para 50ºC (Verão). No caso do transporte pneumático, existem duas linhas, uma horizontal e uma vertical, logo foi necessário estimar o valor da velocidade das partículas para estes dois casos. Na linha vertical, a velocidade da partícula é cerca de 25,03 m/s e cerca de 35,95 m/s na linha horizontal. O menor valor para a linha vertical prende-se com o facto de nesta zona ter que se vencer a força gravítica. Em ambos os circuitos a velocidade do fluido é cerca de 47,17 m/s. No interior da coluna, a velocidade do fluido tem o valor de 10,90 m/s e a velocidade das partículas é de 1,04 m/s. A queda de pressão total no sistema é cerca de 2408 Pa. A análise de custos ao sistema de secagem indicou que este sistema irá acarretar um custo total (fabrico mais transporte) de cerca de 153035€. Este sistema necessita de electricidade para funcionar, e esta irá acarretar um custo anual de cerca de 7951,4€. Embora este sistema de secagem apresente a possibilidade de se realizar uma razão de reciclagem na ordem dos 100% e também seja possível adaptar o mesmo para diferentes tipos de cereais, e até outros tipos de materiais, desde que possam ser fluidizados, o seu custo impede que a realização deste investimento não seja atractiva, especialmente tendo em consideração que se trata de uma instalação à escala piloto com uma capacidade de 45 kgs.

Análise dos modos de falha e seus efeitos (FMEA) aplicada a um secador industrial

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Uso de fertilizante e tempo de permanência de mudas de batata-doce produzidas em bandejas

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de mudas de batata-doce em bandejas de poliestireno, com utilização de fertilizante de liberação lenta, e estabelecer o tempo adequado de permanência dessas mudas nas bandejas. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 5x5, com cinco doses do fertilizante de liberação lenta osmocote NPK 15-09-12 (0, 50, 100, 150 e 200 g por 25 kg de substrato) e cinco tempos de permanência nas bandejas (14, 28, 42, 56 e 70 dias após o plantio, DAP). Foram avaliados o número de raízes e de folhas e suas respectivas massas de matéria seca. Além disso, avaliou-se a integridade dos torrões em função do tempo de permanência das mudas nas bandejas, em experimento sem adição de fertilizante. Observou-se interação significativa entre doses do fertilizante e o tempo de permanência nas bandejas. A adubação com 150 g favoreceu o incremento do número de raízes e folhas e a massa de matéria seca das mudas, a partir de 14 DAP. Em geral, a integridade dos torrões aumenta com o tempo de permanência. Observaram-se sintomas de deficiência nutricional a partir dos 25 DAP, quando não foi utilizado fertilizante. O período de permanência em bandejas pode ser ampliado se o fertilizante de liberação lenta for utilizado.

Síntese de poliestireno sulfonado para aplicações no tratamento de água produzido a partir de copos e bandejas descartadas de poliestireno

In the present paper, the use of poly(styrene sulfonate) (PSS), produced from discarded polystyrene materials through heterogeneous and homogeneous processes, was investigated. The use of PSS for water treatment, using a kaolin suspension as wastewater model, reduced water turbidity for all the employed materials when compared to the blank analysis, without PSS. The most efficient polyelectrolyte was PSS cups obtained by homogeneous route. The same behavior was observed for real system. The homogeneous PSS cups showed a balance between a moderate molecular weight and high anionic character that improved flocks formation and water removal turbidity.

Variação da temperatura e do teor de água do café em secador rotativo usando lenha e GLP como combustíveis

O presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras - MG. Seu objetivo foi estudar a distribuição da temperatura e do teor de água na direção radial do secador rotativo. Para a realização do teste, foram usados, concomitantemente, dois secadores da marca Pinhalense, com capacidade de 5.000 kg cada; em um secador usou-se lenha e no outro GLP, como combustíveis para o aquecimento do ar. A medição da temperatura do ar de secagem e da massa de café foi feita por meio de termopares distribuídos em 18 pontos no secador. As leituras de todas as temperaturas, registradas em um indicador, foram feitas em intervalos de meia hora. A redução do teor de água foi acompanhada em nove pontos na massa de café. Observou-se que os valores da temperatura no plenum apresentaram menor oscilação na secagem quando se usou o GLP. Além disso, independentemente do tipo de combustível, foram observados gradientes máximos de até 25 °C na temperatura e três pontos percentuais no teor de água na direção radial, na seção central do secador, em razão dos maiores valores de pressão estática (637,84 Pa). De maneira geral, independentemente do combustível usado, o gradiente de temperatura observado longitudinalmente na massa de café foi bem menor do que na direção radial.

Viabilidade econômica de aquisição de um silo-secador para pequenas áreas de produção

O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de simulação econômica, a viabilidade de aquisição de um silo-secador, para pequenas propriedades rurais, tendo como referências as opções de terceirizar o processo de secagem/armazenagem ou a comercialização do milho úmido. Em virtude da alta diversificação encontrada nas pequenas propriedades rurais, a simulação foi realizada considerando-se diferentes tamanhos de áreas exploradas com milho (10; 20; 30 e 40 ha), níveis de produtividade (3.900; 4.500 e 5.100 kg ha-1) e preços por saca de milho (R$ 13,03; R$ 19,69 e R$ 34,29), no Estado de São Paulo. Comparando as rentabilidades obtidas, notou-se a superioridade da receita líquida na aquisição do silo secador nas áreas de produção de 20 ha com produtividade de 4.500 e 5.100 kg ha-1, 30 ha e 40 ha nos vários níveis de produtividade (3.900; 4.500 e 5.100 kg ha-1) sempre que o preço de mercado da saca de milho cobriu os custos anuais do sistema. A terceirização da secagem/armazenagem apresentou-se como a melhor alternativa nas áreas de 10 ha (todas as produtividades) e 20 ha (produtividade de 3.900 kg ha-1). A comercialização do produto úmido nunca se constituiu na opção mais rentável.

Secagem de extratos de erva-mate em secador por atomização

Efetuou-se a extração de solúveis de erva-mate, progênie Cambona 4, utilizando extrator com percolação de solvente (água). O extrato obtido apresentou uma concentração de sólidos de aproximadamente 3%. Ao extrato foi adicionada goma arábica nas concentrações de 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,5 e 2,0%, em relação aos sólidos contidos no mesmo. As misturas foram efetuadas com o objetivo de estudar a influência da goma arábica na secagem e no sabor das bebidas. Os extratos foram processados em secador por atomização nas condições operacionais médias: temperatura e vazão do ar: 190ºC e 32,1m³/h; alimentação de extrato 340mL/h. Os conteúdos de umidade do pó obtido variaram de 1,8 a 6,6%(bu). Efetuou-se análise sensorial de três formulações com concentrações: 0; 0,2 e 1,0%. Aos resultados experimentais aplicou-se tratamento estatístico e verificou-se maior preferência pela formulação contendo 0,2% de erva-mate, o que mostrou a influência do agente encapsulante na retenção de aromas.

Estimativa das propriedades térmicas efetivas de grãos em um secador de leito fixo

A secagem de grãos em leito fixo é um processo complexo, ocorrendo simultaneamente a transferência de calor e de massa, dificultando a estimativa dos parâmetros térmicos efetivos, pois estes podem sofrer variações significativas no decorrer da secagem em função de alterações no teor de umidade. Neste trabalho, este problema foi contornado estimando-se os parâmetros térmicos efetivos no final da secagem, quando o teor de umidade dos grãos que compõem o leito alcança valores de equilíbrio, deixando de existir a transferência de massa, persistindo apenas a transferência de calor em regime permanente. Nestas condições, o leito possui um teor de umidade constante e a estimativa dos parâmetros térmicos efetivos pode ser efetuada a partir do ajuste de um modelo pseudo-homogêneo bidimensional estático à várias medidas de temperatura no leito de grãos no final da secagem. Os resultados indicam que a estratégia utilizada para estimativa da condutividade térmica efetiva radial e do coeficiente efetivo de transferência de calor parede-leito foi adequada. Além do que, constatou-se que dentre os grãos estudados - soja, feijão, milho e trigo - a soja apresenta os menores valores de condutividade efetiva radial, enquanto o trigo apresenta o maior valor do coeficiente de transferência de calor parede-leito.

Caracterização e processamento de leite bubalino em pó em secador por nebulização

Avaliou-se o processo de secagem por nebulização em "spray dryer" para a obtenção de leite bubalino em pó. Foram realizadas análises físico-químicas no leite in natura e no leite desidratado, para averiguar perdas de macronutrientes ocorridas durante a secagem; análises microbiológicas para assegurar a qualidade higiênico-sanitária do processo e produto e análises sensoriais para estabelecer a aceitabilidade do produto. Foram obtidas isotermas de adsorção e dessorção de umidade a 25°C, para o produto em pó, visando observar o seu comportamento higroscópico. O leite bubalino em pó obtido apresentou como características físicoquímicas: 3,4% de umidade, 23,2% de proteínas, 46,1% de gordura, 4,2% de cinzas, 0,5% de lecitina de soja e 22,6% de carboidratos totais. De acordo com os exames microbiológicos está apto para o consumo humano. O produto foi caracterizado como integral por não ter sofrido qualquer padronização. As perdas ocorridas para a maioria dos macronutrientes durante o processamento, foram inferiores a 5% e apenas o teor de proteínas apresentou variação superior a 15%, devido à desnaturação da caseína em temperatura superior a 80°C. O produto apresentou isotermas de adsorção do tipo III, mesmo comportamento apresentado pelo leite bovino. Através da isoterma de dessorção determinou-se o valor de umidade equivalente à monocamada, obtendo-se o valor médio de 4,4g H2 O/100g b.s., o que validou o processo utilizado. O comportamento de histerese apresentado pelo produto foi similar ao do leite em pó integral, sendo a sua aceitabilidade de 74%, muito próxima a 80% obtido para um leite em pó integral comercial.

Avaliação sensorial e determinação de vida-de-prateleira de maçãs desidratadas

O objetivo deste trabalho foi determinar a preferência sensorial e vida-de-prateleira de fatias de maçãs das cultivares Fuji e Gala desidratadas. A secagem foi feita à temperatura de 60 °C, com velocidade do ar no interior do secador de bandejas de 0,121 m/s. Para a realização do teste de preferência sensorial e aceitabilidade, mediante uso de uma escala de avaliação, foram utilizadas as maçãs com e sem pré-tratamento, obtendo-se um total de 4 amostras para análise. A maçã com maior índice de aceitação foi a maçã da cultivar Fuji sem tratamento, e a maçã com índice elevado de rejeição foi a maçã Gala sem tratamento, com 25%. De acordo com o resultado da análise sensorial, a vida-de-prateleira experimental das maçãs desidratadas foi determinada para as maçãs Fuji sem pré-tratamento e para as maçãs Gala com tratamento em diferentes tipos e tamanhos de embalagens. Em 360 dias de armazenamento, à temperatura ambiente, observou-se principalmente o significativo aumento do ganho de umidade nas maçãs de ambas as cultivares em embalagens de Polietileno Tereftalato e Copolímero de Cloreto de Vinil e Vinilideno/ Polietileno (Pet Saran/Pe) e não se observou diferenças significativas entre as embalagens de Polietileno Tereftalato/Alumínio/Polietileno (Pet/Al/Pe) e Polipropileno/Alumínio/Polietileno (PP/Al/Pe).

Secagem de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação: cinética e avaliação de modelos

O presente estudo teve como objetivos investigar o efeito da impregnação de sacarose e de açúcar invertido na taxa de secagem por convecção de abacaxi e avaliar a adequação de nove modelos matemáticos na descrição das curvas de secagem. Os testes experimentais foram feitos empregando-se coroas circulares de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação em soluções de sacarose (0,40, 0,44 e 0,47 g.mL-1) e em xarope de açúcar invertido. A pré-desidratação osmótica foi realizada a 40 e 50 ºC, por 2 horas, sob agitação de 60 min-1. A secagem por convecção foi feita em secador do tipo gabinete com bandejas, a 60 ºC e 1,25 m.s-1. O grau de ajuste dos modelos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação, da raiz do erro quadrático médio, do erro percentual absoluto médio e por análise de dispersão de resíduos. As maiores taxas de secagem foram obtidas para amostras in natura; naquelas pré-desidratadas osmoticamente, o aumento da concentração da solução ocasionou a diminuição da taxa de secagem. O modelo de Wang e Singh foi o que melhor descreveu a secagem por convecção de coroas circulares de abacaxi.

Secagem de bananas prata e d'água por convecção forçada

Estudou-se a influência de variáveis como cultivar, formato (cilindro e disco), branqueamento e condições do ar aquecido (temperatura: 50 e 70 ºC e velocidade: 0,14 e 0,42 m/s) sobre o comportamento de secagem convectiva de bananas com uso de modelagem matemática. As bananas foram desidratadas em secador de bandejas e pesada em intervalos pré-determinados. O modelo exponencial foi bem ajustado às curvas de secagem (R²: 0,98-0,99), mostrando que os fatores mais influentes sobre a taxa de secagem foram a temperatura, a velocidade do ar e o branqueamento. De acordo com as constantes cinéticas apresentadas pelo modelo recomenda-se a secagem de banana, em qualquer dos formatos estudados, nas seguintes condições: para banana-prata, uso de branqueamento e secagem a 50 ºC/0,42 m/s; e para banana-d'água, sem uso de branqueamento e secagem a 70 ºC/0,42 m/s.

Qualidade fisiológica de semente de mamão em função da secagem e do armazenamento

A literatura apresenta resultados conflitantes sobre a manutenção do potencial fisiológico de semente de mamão armazenada por longos períodos com baixo teor de água e em ambientes a baixas temperaturas. Neste trabalho, sementes de mamão do cultivar UENF-CALIMAN 01 foram secadas à sombra até teor de água de 12,6% b.u. e submetidas à secagem complementar a 37º C, em secador de bandejas, até atingir teor de água de 7,7% b.u. A germinação e o vigor da semente, estimado pela contagem de plântulas normais fortes aos 14 dias, foram avaliados depois de submetidos aos dois processos de secagem e aos quatro e oito meses de armazenamento, em embalagem hermética a 15º C. O vigor da semente, inicialmente de cerca de 46%, aumentou para 77%, depois de quatro meses de armazenamento. O percentual de germinação, depois dos processos de secagem, foi de 75%, aumentando para 87% e declinando para 66%, aos quatro e oito meses de armazenamento, respectivamente. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que o comportamento da semente de mamão se aproxima mais daquele observado em sementes ortodoxas, que têm sua viabilidade extendida pela redução simultânea do teor de água e da temperatura, durante o armazenamento.