CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO DE RODA DESSECANTE EM
PROCESSO DE SECAGEM DE BALAS DRAGEADAS VISANDO
AUMENTO DE CAPACIDADE PRODUTIVA E REDUÇÃO DO CUSTO
Daniel Bortoli
Lajeado, novembro de 2015
Daniel Bortoli
ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO DE RODA DESSECANTE EM
PROCESSO DE SECAGEM DE BALAS DRAGEADAS VISANDO
AUMENTO DE CAPACIDADE PRODUTIVA E REDUÇÃO DO CUSTO
Monografia apresentada na disciplina de
Trabalho de Conclusão de Curso, do Curso
de Engenharia Mecânica, do Centro
Universitário UNIVATES, como exigência
parcial para obtenção do título de Bacharel
em Engenharia Mecânica.
Orientador: Prof. Me. Daniel N. Lehn
Lajeado, novembro de 2015
Daniel Bortoli
ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO DE RODA DESSECANTE EM
PROCESSO DE SECAGEM DE BALAS DRAGEADAS VISANDO
AUMENTO DE CAPACIDADE PRODUTIVA E REDUÇÃO DO CUSTO
A Banca examinadora abaixo aprova a Monografia apresentada na disciplina de
Trabalho de Conclusão de Curso II, do Curso de Engenharia Mecânica, do Centro
Universitário UNIVATES, como parte da exigência para a obtenção do grau em
Bacharel em Engenharia Mecânica.
Prof. Me. Daniel N. Lehn – orientador
Centro Universitário UNIVATES
Prof. Dr. Odorico Konrad
Centro Universitário UNIVATES
Prof. Ma. Manuela Gomes Cardoso
Centro Universitário UNIVATES
Lajeado, novembro de 2015
RESUMO
O presente trabalho foi desenvolvido com ênfase nos fenômenos psicrométricos que
tangem a troca de massa e energia do processo de drageamento de balas. O estudo
foi desenvolvido em uma empresa do ramo alimentício do Vale do Taquari (RS), com
objetivo de analisar o processo de drageamento de balas e projetar um conceito
mais eficiente de secagem para o processo. O trabalho apresenta um novo conceito
de preparação do ar de secagem utilizando um equipamento com roda dessecante.
Desta forma busca-se melhorar o tempo de processo, qualidade dos produtos,
eficiência energética da planta fabril e uma operação constante do processo, já que
as variações de umidade e temperatura do ar ambiente são constantes. O
referencial teórico abordou temas sobre secagem, psicrometria, rodas dessecantes
e adsorção. O estudo foi baseado no atual equipamento de drageamento com
sistema de desumidificação por refrigeração comparando o atual sistema com a
implantação do equipamento com roda dessecante para avaliação de desempenho.
Os resultados apresentados evidenciaram grande aplicabilidade do equipamento
possibilitando aproximadamente 40% de redução no tempo de processo, e estes
resultados estão de acordo com os objetivos propostos no tema deste trabalho, além
de demonstrarem indícios positivos que podem resultar em ganhos expressivos para
a empresa.
Palavras-chave: Balas drageadas. Roda dessecante. Ar de secagem.
ABSTRACT
This work was developed with an emphasis on psychometric phenomena that
concern the exchange of mass and energy drageamento process bullets. The study
was developed in a food company Taquari Valley (RS), in order to analyze the
drageamento process bullets and designing a more efficient concept for drying
process. The paper presents a new concept of drying air preparation using
equipment with a desiccant wheel. In this way we seek to improve the process of
time, product quality, energy efficiency of the manufacturing plant and a steady
operation of the process, since the moisture variations and ambient air temperature
are constant. The theoretical framework addressed issues on drying, psychometrics,
desiccant wheels and adsorption. The study was based on the current equipment
drageamento-cooled dehumidification system. He compared the current system with
equipment deployment with desiccant wheel for performance evaluation. The results
presented showed great applicability of equipment enabling approximately 40%
reduction in process time, and these results are consistent with the objectives
proposed in the theme of this work, and demonstrate positive signs that can result in
significant gains for the company.
Keywords: Drageadas bullets. Desiccant wheel. Air drying.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Processos de fabricação que exigem a etapa de drageamento ............... 12
Figura 2 - Psicrômetro ............................................................................................... 18
Figura 3 - Carta psicrométrica ................................................................................... 20
Figura 4 - Roda dessecante ...................................................................................... 22
Figura 5 - Entrada e saída do ar de secagem na drageadeira .................................. 28
Figura 6 - Balanço de massa e energia do processo ................................................ 30
Figura 7 - Comparativo de eficiência da roda verão/inverno ..................................... 38
Figura 8 - Diagrama psicrométrico com as médias do processo real ........................ 40
Figura 9 - Medições com termo higrômetro ............................................................... 41
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Regressão linear da umidade absoluta do sistema ................................. 42
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Médias do processo real .......................................................................... 39
Tabela 2 - Medições com termo higrômetro .............................................................. 41
Tabela 3 - Comparativo de tempo médio entre os processos ................................... 44
Tabela 4 - Aumento de produtividade ....................................................................... 45
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABICAB Associação Brasileira da Indústria de Chocolates, Cacau, Amendoim,
Balas e Derivados
L Litro
ACIL Associação Comercial e Industrial de Lajeado
CIH Centro de Informações Hidrometeorológicas
TBS Temperatura de Bulbo Seco
UR Umidade Relativa
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10
1.1 Definição do problema ...................................................................................... 11
1.2 Justificativa do trabalho ................................................................................... 13
1.3 Objetivos ............................................................................................................ 14
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................. 16
2.1 Secagem ............................................................................................................. 16
2.2 Psicrometria ....................................................................................................... 17
2.2.1 Temperatura de bulbo seco ........................................................................... 17
2.2.2 Temperatura de bulbo úmido ........................................................................ 18
2.2.3 Umidade absoluta .......................................................................................... 19
2.2.4 Umidade relativa ............................................................................................. 20
2.2.5 Temperatura de orvalho ou ponto de orvalho ............................................. 21
2.3 Operação e funcionamento do sistema convencional de secagem de balas
.................................................................................................................................. 21
2.4 Caracterização do sistema dessecante ........................................................... 22
2.4.1 Roda dessecante ............................................................................................ 22
2.4.2 Adsorção ......................................................................................................... 23
2.5 Trabalhos recentes ........................................................................................... 24
3 METODOLOGIA .................................................................................................... 27
3.1 Material ............................................................................................................... 27
3.1.1 Carta psicrométrica ........................................................................................ 27
3.1.2 Termo Higrômetro .......................................................................................... 27
3.2 Método ................................................................................................................ 28
4 ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO DA RODA DESSECANTE .................................... 33
4.1 Processo de drageamento ................................................................................ 33
4.2 Preparação do ar de secagem do sistema atual ............................................. 34
4.3 Roda dessecante ............................................................................................... 36
4.4 Condição atual de secagem ............................................................................. 39
4.5 Simulação de secagem utilizando roda dessecante ...................................... 43
4.6 Comparativo de eficiência energética ............................................................. 44
4.7 Redução de tempo de processo x aumento de produtividade ...................... 45
4.8 Payback do investimento ................................................................................. 46
5 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 47
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 49
APÊNDICES ............................................................................................................. 52
APÊNDICES A - Planilha de acompanhamento de drageamento de balas ........ 53
APÊNDICES B - Valores médios do processo de drageamento ......................... 57
10
1 INTRODUÇÃO
No ano de 2014, a Associação Brasileira da Indústria de Chocolates, Cacau,
Amendoim, Balas e Derivados (ABICAB) divulgou o balanço do ano de 2013, onde
apresentou um momento de certa estagnação da produção e consumo de balas e
derivados. Em 2013 foram produzidos 533 mil toneladas de produtos, 0,7% acima do
produzido em 2012, já o consumo obteve índice de aumento de 1,3%.
Não obstante o cenário do mercado de balas demonstrar baixo crescimento, a
empresa de alimentos envolvida no presente trabalho apresenta constante
crescimento. No ano de 2014 obteve aumento de 30% no faturamento em relação
ao ano anterior. Diga-se que esse resultado se deve a expansão da área de vendas
e instalação de novas linhas produtivas com produtos inovadores de maior valor
agregado.
O mercado de balas é extremamente competitivo, onde o foco na redução de
custos e otimização de processos é de vital importância para os resultados da
empresa. Brondani e Santos (2003) destacam que uma organização produtiva deve
buscar constantes adaptações nas organizações para que estas possam se manter
no mercado. A organização produtiva parte de uma estratégia bem fundamentada
que toma por base a melhoria contínua das atividades pertinentes às operações do
processo. Segundo Costa Junior (2012) a melhoria contínua procura eliminar os
problemas das organizações identificando os pontos de melhoria.
Diante dessas premissas teóricas é possível aperfeiçoar os processos
promovendo padronizações de pontos importantes, reduzindo custos de fabricação,
11
evitando desperdícios, reduzindo consumo de fontes energéticas,
consequentemente melhorando a qualidade dos produtos.
Em linhas gerais, a produção de balas e derivados é composta por uma série
de processos sequenciais, onde cada etapa tem seu tempo de processo e cada
processo tem suas particularidades. A otimização de tempos no processo é
diretamente proporcional ao custo do produto. A redução de qualquer parcela de
tempo pode gerar ganhos importantes e impactar de forma positiva nos resultados.
Dessa forma, o estudo de formas para reduzir os tempos de processo e otimizá-los
se faz necessário, aumentando a capacidade produtiva da empresa e reduzindo
custos.
1.1 Definição do problema
O presente estudo será realizado em uma empresa alimentícia do Vale do
Taquari (RS), que processa matérias primas para fabricação de balas de goma,
pastilhas, balas de gelatina, chicles de bola, refresco em pó e marshmallows. A
empresa é líder na produção de pastilhas na América Latina e segunda colocada no
ranking Brasileiro na produção de balas de goma, comercializando seus produtos no
mercado nacional e internacional, exportando para mais de 50 países.
Em função do aumento de demanda e perspectivas favoráveis de incremento
de produção de balas e chicles drageados, detectou-se a necessidade de aumentar
a capacidade produtiva desses produtos.
Destaca-se que o processo produtivo do setor de drageamento pode ocorrer
de três formas conforme o Fluxograma da Figura 1.
12
Figura 1 - Processos de fabricação que exigem a etapa de drageamento
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
O primeiro processo diz respeito à produção de chicles recheados, onde se
agregam os ingredientes dentro de um misturador sigma, após a massa segue para
uma extrusora onde é injetado o recheio e moldado o chicle. Depois disso ele segue
para o drageamento que consiste em um recobrimento do produto com inúmeras
camadas de calda de açúcar. Em seguida ele é embrulhado na embalagem primária
e posteriormente envasado em caixas.
A segunda forma apresentada no fluxograma refere-se ao processo de
fabricação de chicles comprimidos. As matérias primas são agregadas em um
misturador sigma, comprimidas, uniformizadas, seguindo para o drageamento e
envase.
Por fim, a terceira forma apresentada diz respeito ao processo de fabricação
de balas comprimidas, onde o açúcar é moído, granulado, passando por um
processo de secagem onde é aromatizado. Depois, ele segue para a etapa de
compressão, de onde parte para o drageamento e envase.
13
De acordo com a Figura 1 verifica-se que todos os processos divergem na
etapa de drageamento. Esta etapa conta com dois equipamentos de 1800 litros de
capacidade comprometidos pelos três turnos (24 horas/dia) de trabalho. Com base
nisso verificou-se que o principal gargalo de produção é a etapa de drageamento, e
que algumas medidas deveriam ser tomadas para aumentar a capacidade de
produção neste setor. Para isso foram abordadas três hipóteses:
� Comprar um novo equipamento de 1800L, gerando 50% de incremento
na capacidade produtiva do setor;
� Reformar um equipamento de 750L usado, gerando 20% de
incremento na capacidade produtiva do setor;
� Desenvolver um estudo de uma nova tecnologia que pudesse
aumentar a eficiência dos equipamentos existentes na empresa.
Foram analisados os valores envolvidos, tempo hábil de aquisição do
equipamento de 1800L e de reforma do equipamento de 750L, e necessidades
futuras de capacidades produtivas. Inicialmente a empresa optou pela reforma do
equipamento de 750L. Mas em paralelo a isso se iniciou um estudo para otimização
da eficiência do equipamento de 750L e também dos equipamentos de 1800L.
Desse contexto, uma análise inicial indicou que uma das principais
dificuldades enfrentadas pela equipe de produção era o controle da umidade do
sistema de preparação de ar de secagem do equipamento. Com base nisso, optou-
se pelo estudo de implantação de uma roda dessecante para preparação do ar de
secagem no processo de drageamento de balas e chicles.
1.2 Justificativa do trabalho
Dada à expressiva produção de balas e chicles do Vale e considerando o
cenário em que a empresa está inserida, o estudo se justifica por estar relacionado
às necessidades atuais e futuras da organização. Dessa forma, propor a
implantação de um equipamento dessecante, com o objetivo de melhorar a
preparação do ar de secagem do processo de drageamento, possibilita aumento da
14
capacidade produtiva, reduzindo assim o tempo de processo e de recursos
energéticos necessários.
Justifica-se assim, que a escolha pela utilização de um equipamento de roda
dessecante para aumentar a eficiência do sistema de preparação de ar de secagem
foi fundamentada pela hipótese de que com esta preparação de ar, o rendimento do
drageamento seria superior comparado à tecnologia utilizada nos equipamentos
atuais, além de evitar problemas de perda de produto por deficiência do atual
sistema de preparação de ar.
Destaca-se que o modelo de preparação do ar utilizado atualmente apresenta
um rendimento irregular, onde sua eficiência depende das condições do ar
ambiente. A empresa está situada em uma região de umidade relativa média alta.
De acordo com o Centro de informações Hidrometeorológicas da Univates o CIH, as
condições meteorológicas medidas em janeiro e fevereiro de 2015 tiveram média de
umidade relativa de 79%. Esses altos valores prejudicam a condição do ar para
secagem no drageamento, dificultando o controle das condições de operação de
secagem, ocasionando aumento no tempo de processo, paradas de produção, e até
perdas de produção gerando resíduos e problemas ambientais.
1.3 Objetivos
O objetivo geral do trabalho é melhorar o desempenho do sistema de
preparação de ar de secagem no processo de drageamento de balas e chicles. Com
a implantação desse equipamento busca-se melhorar o processo produtivo,
aumentando sua eficiência e performance energética a fim de suprir as
necessidades da empresa e proporcionar redução no custo do processo.
Para atingir o objetivo geral, foram definidos os seguintes objetivos
específicos:
a) Estudar o processo de drageamento de balas e chicles;
15
b) Verificar as condições de entrada e saída de ar de secagem utilizadas
no processo de drageamento atual em diferentes condições de ar
atmosférico externo;
c) Verificar parâmetros do sistema de preparação de ar da drageadeira
existente de 1800 litros;
d) Simular desempenho da roda dessecante no processo de preparação
do ar de secagem;
e) Comparar resultados obtidos entre a análise do sistema atual com o
estudo de implantação do sistema dessecante (tempo, condições de
secagem e consumo energético).
f) Aumentar a produtividade no setor de drageamento.
16
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Neste capítulo são apresentados os principais conceitos relacionados ao
processo em estudo, psicrometria, secagem e princípios do sistema de roda
dessecante, objetivando uma melhor compreensão dos assuntos relacionados no
trabalho.
2.1 Secagem
De acordo com Blackadder e Nedderman (2004) secagem pode ser definido
como o fenômeno de remoção de um líquido volátil de um sólido. Geralmente esse
líquido volátil é água e o sólido possui certa porosidade como no caso da madeira ou
tecido. Da Costa (2007) conceitua secagem como a operação de retirada de
umidade dos materiais. Ele ressalta que a secagem é um dos processos mais
utilizados na indústria, para equilibrar a umidade própria dos diversos materiais
processados como, por exemplo, madeira, couro e celulose. A secagem também é
utilizada para manter uma melhor conservação, como no caso de cereais, alimentos
e materiais perecíveis.
O processo de remoção de umidade dos alimentos retarda a reprodução de
microrganismos diminuindo a deterioração dos mesmos. Se a água for removida, a
vida útil de prateleira de alguns produtos agrícolas pode ser aumentada. A remoção
da água também reduz os custos de armazenagem e transporte, diminuindo peso e
volume final do produto. A qualidade dos produtos alimentícios desidratados
17
dependem das condições de secagem, tais como temperatura, taxa de fluxo de ar e
umidade relativa. Várias tecnologias são utilizadas para secagem de alimentos cada
uma com suas características próprias, mas com o mesmo objetivo. O sistema
dessecante é utilizado para reduzir a umidade do ar e produzir condições ótimas de
secagem independente das condições do ar ambiente (ATTKAN; KUMAR; YADAV,
2014).
2.2 Psicrometria
Psicrometria é o estudo das misturas de gás e vapor, e o ar é a mistura de
maior importância na indústria alimentícia, pois a partir dele são realizadas diversas
operações como secagem e armazenamento (PARK et al., 2007). Segundo Silva e
Silva (2007), psicrometria significa medição do “frio”, que vem do grego psychros,
frio. O autor explica ainda que psicrometria é a moderna ciência que estuda as
misturas de vapor d’água e ar, e que a quantidade de vapor d’água que um ar
carrega tem grande influência em diversos processos inclusive no conforto humano.
O ar é uma mistura mecânica de gases e vapor de água, e todo ar encontrado
na atmosfera contém certa quantidade de água em sua composição. Essa
concentração de água no ar é denominada umidade, ela vai se fazer presente com
maior intensidade em regiões de grandes massas de água e em menor
concentração em lugares áridos (DOSSAT, 2004).
2.2.1 Temperatura de bulbo seco
Temperatura de bulbo seco é a temperatura termodinâmica, ou seja, a
temperatura real (BLACKADDER; NEDDERMAN, 2004). Dossat (2004) define
temperatura de bulbo seco como sendo a temperatura medida por um termômetro
comum. Destaca-se que durante a medição o bulbo deve ser protegido para evitar
efeitos produzidos por conta de irradiação.
A temperatura de bulbo seco é temperatura indicada real em um termômetro
comum, ela está indicada no diagrama psicrométrico como eixo das abscissas. Com
18
a variação da temperatura de bulbo seco a entalpia que é o conteúdo de calor total
da mistura do ar e vapor pode ser utilizada para determinar a quantidade de calor
adicionada ou retirada de um volume ar. Um volume ocupado por um quilograma de
gás seco mais qualquer vapor associado é denominado volume específico (SILVA;
SILVA, 2007).
2.2.2 Temperatura de bulbo úmido
Temperatura de bulbo úmido é a diferença de temperaturas quando um
material úmido for exposto a uma corrente de ar, tomando assim uma condição de
temperatura inferior à temperatura do ar (BLACKADDER; NEDDERMAN, 2004).
Conforme Silva e Silva (2007), a temperatura de bulbo úmido pode ser explicada
através da utilização do psicrômetro. O psicrômetro consiste em dois termômetros,
um deles possui uma mecha de algodão umedecida em torno do bulbo de mercúrio
por onde passa ar, a temperatura registrada neste momento é a temperatura de
bulbo úmido, o outro termômetro faz a medição real (temperatura de bulbo seco)
para comparar os extremos.
Figura 2 - Psicrômetro
Fonte: Meteobadalona (2007, imagem digital).
19
Segundo Dossat (2004), tem-se a temperatura de bulbo úmido, quando a
temperatura for medida com um termômetro de bulbo úmido, que nada mais é que
um termômetro normal encerrado com um pano ou pavio umedecido. Para ter a
medida de temperatura exata o pavio deve estar saturado de água limpa na
temperatura de bulbo seco, pelo pavio deve passar ar a uma velocidade entre 1000
e 2000 pés/min. Para simular essa condição de velocidade o termômetro pode ser
girado com auxílio de uma corrente por um minuto, depois disso pode-se conferir a
temperatura indicada pelo termômetro.
2.2.3 Umidade absoluta
Segundo Blackadder e Nedderman (2004), umidade absoluta é a mistura de
gás-vapor, onde a mistura é a razão em massa entre o vapor e o gás não
misturados. Utiliza-se o termo vapor para substâncias condensáveis e gás para
substâncias não condensáveis. A umidade absoluta é uma razão entre massas
sendo seu resultado adimensional, mas geralmente é representado por quilogramas
(kg) de vapor (água) por kg de gás seco (ar seco). Costa (2007), explica que a
umidade absoluta do ar saturado é a massa de vapor d’água que corresponde ao
ponto de saturação do mesmo por unidade de volume.
Umidade absoluta, também conhecida por umidade específica é a quantidade
de vapor d’água contida em um quilograma de ar. Silva e Silva (2007) explicam que
a escala vertical da direita da carta psicrométrica (FIGURA 3) marca a umidade
absoluta do ar, em quilogramas de água por quilogramas de ar seco (kg/kg).
20
Figura 3 - Carta psicrométrica
Fonte: Dossat, (2004).
2.2.4 Umidade relativa
Segundo Blackadder e Nedderman (2004), a razão entre a pressão parcial do
vapor e a pressão de vapor saturado na mesma temperatura de bulbo seco
denomina-se umidade relativa. Costa (2007) complementa que a quantidade de
vapor d’água contido em uma dada condição de volume de mistura, dividido pela
quantidade de vapor d’água que esse volume de mistura teria se estivesse saturado
toma o nome de umidade relativa.
Outra definição é fornecida por Silva e Silva (2007) onde umidade relativa é a
relação de umidade contida em uma massa de ar e a máxima quantidade de
umidade que esse ar pode conter a uma dada temperatura.
21
2.2.5 Temperatura de orvalho ou ponto de orvalho
Blackadder e Nedderman (2004) comentam que quando uma mistura de gás-
vapor é resfriada, haverá condensação, a temperatura na qual o vapor contido em
uma atmosfera se torna líquido, desprezando efeitos de supersaturação é
denominado ponto de orvalho.
Segundo Dossat (2004), quando o ar atinge a temperatura de saturação
correspondente a pressão parcial do vapor d’água, o vapor d’água é saturado, essa
temperatura de saturação é chamada de ponto de orvalho. Definição similar é obtida
por Silva e Silva (2007), onde ponto de orvalho é a temperatura na qual a umidade
relativa chega a 100%. Se a temperatura baixar além da temperatura de orvalho
uma quantidade de água vai condensar, e isso significa que a massa de ar-vapor
inicial vai perder vapor (água), modificando assim sua estrutura psicrométrica.
2.3 Operação e funcionamento do sistema convencional de secagem de balas
O sistema convencional para preparação do ar de secagem utilizado
atualmente pela empresa é do tipo expansão indireta. De acordo com Silva e Silva
(2007) esse processo pode ser descrito como um sistema evaporativo que absorve
calor do ambiente de forma indireta através de um fluido secundário (frio). Esse tipo
de sistema retrata a realidade atual de preparação do ar de secagem do processo
de drageamento, onde um ventilador centrifugo succiona o ar pelo sistema de
trocadores de calor (frio), que é responsável pela troca de temperatura e remoção de
água do fluido do processo (ar de secagem), isso ocorre pelo fato do fluido de
processo atingir seu ponto de orvalho e condensar.
Grande parte dos evaporadores que são utilizados na refrigeração industrial,
resfriam ar. A maioria dos sistemas de resfriamento de ar envolve a remoção de
umidade por condensação da água contida no ar, quando o ar passa pelo trocador
de calor (evaporador) sendo resfriado, sua temperatura cai e o ponto de orvalho é
atingido, com isso a água da mistura condensa diminuindo a relação gás-vapor
d’agua da mistura (STOECKER; JABARDO, 2002).
22
2.4 Caracterização do sistema dessecante
2.4.1 Roda dessecante
Segundo Zhang e Niu (2002), rodas dessecantes têm sido amplamente
utilizadas para tratamento da umidade do ar e recuperação de entalpia. No primeiro
caso, o ar de processo é seco após fluir através da roda, que gira continuamente
entre o ar de processo e uma corrente de ar quente regenerativa. O ar seco pode
ser usado diretamente, ou pode ser empregado para fazer o arrefecimento de outros
processos psicrométricos. A Figura 4 mostra uma roda dessecante.
Figura 4 - Roda dessecante
Fonte: Munters (2015, imagem digital).
A roda dessecante também é conhecida como roda de desumidificação ou
desumidificador rotativo. Os principais componentes são: roda com material
dessecante (matriz), motor e aquecedor de ar para reativação, motor de circulação
do ar de processo e carcaça do equipamento. Uma correia e um moto-redutor
promovem o giro da roda a uma determinada rotação. A carcaça do equipamento
divide a roda em canais através de uma seção, separando a passagem de ar de
processo e a passagem do ar de regeneração. O vapor de água é adsorvido pelo
dessecante quando o ar úmido está passando pelo processo. Enquanto o ar
aquecido pelo aquecedor flui através do lado de regeneração arrastando o ar
23
carregado de vapor d’água para fora do equipamento. O fluxo de ar pode ser contra
corrente ou concorrente dependendo do arranjo. Quando não se tem a regeneração
ativada por aquecedor o equipamento é chamado de roda dessecante passiva, roda
de entalpia ou roda de energia rotativa (GE et al., 2007).
Conforme Attkan, Kumar e Yadav (2014), desumidificador dessecante é um
equipamento que remove a umidade do ar, mas sem fazer o arrefecimento do ar
abaixo do seu ponto de orvalho. A corrente de ar passa pelo material dessecante e o
vapor d’água contido na massa de ar é adsorvido pelo material dessecante. Ao
passo que a adsorção do vapor d’água acontece, o material dessecante satura-se e
é necessária a regeneração do mesmo. Os fluxos de processos e regeneração
acontecem simultaneamente através de uma roda que gira. O ar de regeneração
vem da mesma fonte que o ar de processo, sendo aquecido para reduzir a sua
umidade relativa. O ar de processo deixa o desumidificador em uma condição mais
seca e mais quente do que entrou. A principal diferença de desumidificadores
dessecantes e desumidificadores baseados em princípios de refrigeração é que em
vez do ar do processo sofrer uma brusca queda de temperatura para forçar a
condensação do vapor d’água, os dessecantes absorvem a umidade do ar pelo
processo adsortivo.
2.4.2 Adsorção
A adsorção é um importante processo para a desumidificação do ar
atmosférico. Os adsorventes mais importantes usados são a sílica gel e a alumina
ativada. A capacidade de um sólido adsorver vapor d’água de um fluido depende
das características físicas, da composição do fluido, temperatura e pressão do
processo e tempo de contato. O dessecante retém o vapor d’água do fluido, no
momento que ele passa pelo dessecante até sua saturação. É preciso que o
adsorvente seja reativado por meio de um leito rotativo, com uma corrente de ar
aquecido a cerca de 130 ºC (COSTA, 1982).
Conforme Santos (2005), adsorção é o fenômeno onde moléculas de um
fluido concentram-se espontaneamente sobre uma superfície sólida. Os adsorventes
ou dessecantes mais utilizados são: dióxido de silício (SiO2 – sílica gel), cloreto de
24
lítio (LiCl) e alumínia ativada (Al2O3). Essas substâncias são depositadas em um
substrato de fibra de vidro, celulose ou alumínio. Para a reativação do dessecante
pode ser utilizada energia calorífica por eletricidade (resistores elétricos), vapor
d´água, ar quente ou outra fonte de calor.
Segundo Leal (2009), a roda dessecante contém um único produto, o agente
dessecante, que pode estar no estado sólido ou líquido. O dessecante sólido,
atualmente é a solução utilizada pelos fabricantes desta tecnologia. Neste caso a
roda dessecante que é uma espécie de colmeia, (material poroso), é impregnada
pela aplicação do agente dessecante ou adsortivo que faz a remoção da umidade.
Quando o agente dessecante é líquido ele é injetado em forma de spray na área
onde o ar será tratado para remover umidade. A solução concentrada é circulada e
aquecida por um fluxo de ar quente, obtendo-se assim uma reconcentração do
líquido dessecante. Os agentes dessecantes são materiais inorgânicos e
higroscópicos, ou seja, que retém a umidade. Sendo os mais utilizados: sílica gel,
brometo de lítio, cloreto de lítio, brometo de cálcio, peneiras moleculares e silicato de
titânio. Existem outras possibilidades, como polímeros orgânicos que ainda estão
sendo estudados para uma possível utilização. A sílica gel e cloreto de lítio são
compostos que têm uma grande capacidade de adsorção de vapor d’água presente
no ar exterior, quando comparados aos outros dessecantes. Já os agentes
dessecantes líquidos têm um maior grau de desumidificação se comparados aos
sólidos. Entre eles há o glicol, brometo de lítio e soluções de cloreto de cálcio em
água. No entanto estes agentes dessecantes requerem uma maior manutenção
quando comparados com os no estado sólido.
2.5 Trabalhos recentes
Mandegari e Pahlavanzadeh (2009) comparam em seu estudo um processo
comum de ar condicionado, utilizando o método de condensação do vapor d’agua do
ar submetendo o mesmo a passar por um trocador, forçando-o a tingir seu ponto de
orvalho, com o modelo de roda dessecante trabalhando com a adsorção do vapor
d’agua. O estudo experimental analisou diversas situações de temperatura e
umidade incluindo as extremas (úmido, seco, quente e frio). Os experimentos da
25
pesquisa evidenciaram um rendimento superior do sistema de roda dessecante,
destacando a importância do processo de regeneração para o ciclo dessecante,
onde se estabelece uma proporção direta de quanto mais eficiente à regeneração do
adsorvente, mais eficiente é o sistema dessecante. Esse caso pode ser comparado
ao presente estudo onde o sistema atual de drageamento utiliza o processo de
trocador de calor frio para forçar condensação do ar e depois um trocador quente
para equalizar a temperatura de processo e ajustar a umidade relativa do ar de
secagem.
Madhiyanon et al. (2006) utilizaram um sistema dessecante para análise de
eficiência na secagem de pedaços de coco. A pesquisa comparou o método de
secagem utilizando somente ar quente, uma mistura de ar quente e ar proveniente
do processo de tratamento do ar utilizando roda dessecante. Foram analisadas cor,
sabor e qualidade do produto, e de acordo com o trabalho, as condições do ar de
secagem podem influenciar diretamente sobre as características referidas. Os
resultados mostraram que o processo utilizando a mistura de ar quente e ar
desumidificado apresentou uma eficiência 25% maior, pelo fato da sílica gel
(adsorvente utilizado) retirar o vapor d’agua do ar de secagem. Porém o gasto
energético utilizado foi maior devido ao processo de regeneração que necessita de
calor para reativar a sílica gel.
Já Antonellis, Joppolo e Molinaroli (2010) demonstraram através de
simulações como a utilização de roda dessecante pode ser útil para a eficiência
energética de um processo utilizando fontes renováveis. Os autores salientam que a
energia de regeneração pode ser fornecida a partir de baixa entalpia como, por
exemplo, de coletores solares, rejeito de calor de descargas de motores térmicos ou
ainda de processos industriais como redes de vapor e retorno de condensado.
Também podem reduzir a potência de máquinas de refrigeração em unidades de
tratamento de ar uma vez que a roda dessecante retira o vapor d’agua do ar. Outra
vantagem é a redução da presença de microorganismos como bactérias e fungos
visto que a umidade é ausente.
Giametta et al. (2012) aplicaram um sistema de roda dessecante utilizando
sílica gel como adsorvente, para controlar o ambiente de uma sala para cura de
secagem de queijo tipo scamorza. O objetivo foi controlar a temperatura e umidade
26
da sala para melhorar as condições de secagem do queijo através de um ambiente
controlado, para potencializar a troca global de massa do queijo úmido com ar que
estava em constante renovação através do sistema dessecante. Foram atingidos os
melhores resultados no lote testado com 44 horas de processo. Nessa pesquisa, as
principais características positivas foram na intensidade da coloração amarela, fator
que influência diretamente na decisão de compra do consumidor e sabor do produto.
Attkan, Kumar e Yadav (2014) utilizaram processo de secagem com roda
dessecante para secar vegetais como espinafre, folhas de feno-grego, folhas de
mostarda, hortelã, e coentro, com o objetivo reduzir e otimizar o tempo de secagem,
prolongar a vida útil, visto que a umidade causa a deterioração destes produtos.
Destaca-se que a remoção da umidade dos alimentos retarda muitas reações que
deterioram os alimentos e a reprodução de microorganismos na atmosfera que os
envolve. Assim, removendo-se a água do produto, pode-se aumentar seu tempo de
prateleira, reduzir volumes e gastos com armazenagem, transporte e embalagem. O
trabalho cita que o método mais comum de secagem utilizado no caso de vegetais é
a exposição ao sol, mas ele tem interferência direta na coloração e qualidade do
produto final, além de não ser um método higiênico. O estudo mostra a vantagem
em utilizar o sistema dessecante para tratamento do ar de secagem onde o feno-
grego (material analisado) foi colocado em um leito e exposto a uma corrente de ar
tratado ocorrendo assim troca de massa entre o material e o ar. No comparativo de
resultados o sistema dessecante foi mais eficiente conservando a coloração e
qualidade do feno-grego, e ainda podendo ser feito em qualquer momento do dia,
pois não depende do sol. O sistema dessecante trabalha em qualquer situação
independente das condições externas do ar, através de sistema de modulação do
equipamento ele sempre entrega o ar tratado nas mesmas condições para o
processo.
27
3 METODOLOGIA
Neste capítulo, apresenta-se a metodologia utilizada para o desenvolvimento
do trabalho, pretendendo-se abordar os principais assuntos que compõem o estudo,
com ênfase no processo de secagem de balas comparando o sistema atualmente
utilizado com o equipamento dessecante proposto, visando obter melhores
resultados.
3.1 Material
3.1.1 Carta psicrométrica
Um dos principais materiais de estudo é a carta psicrométrica. Através dela foi
possível determinar as variáveis necessárias para o trabalho. Ela é uma importante
ferramenta para analisar o comportamento das condições atmosféricas e entender a
relação gás-vapor.
3.1.2 Termo Higrômetro
O Termo Higrômetro é uma ferramenta que serve para medir temperatura e
umidade. No presente trabalho foi utilizado um Termo Higrômetro da marca Testo
modelo 625.
28
3.2 Método
O método aplicado no presente estudo será o comparativo, que segundo
Roesch (2013), permite através da descrição paralela de cada caso estudado
comparar as diferenças entre eles, demonstrando de forma clara os resultados
obtidos na pesquisa.
Através do método comparativo o estudo terá como objetivo verificar as
condições do processo de secagem de balas drageadas com base no estudo de
fenômenos psicrométricos que influem nos parâmetros de comportamento da
mistura ar seco-vapor d’água (ar de secagem). Com isso o estudo propõe a
comparação do atual sistema de preparação de ar e o novo sistema que inclui o
equipamento dessecante.
Para análise comparativa foram definidos alguns pontos para coleta de dados
amostrais, como pode ser visto na Figura 5, onde na entrada do ar de secagem a
própria drageadeira possui sensores de temperatura (TBS) e umidade relativa. Para
a medição do ponto de saída do ar foi utilizado um Termo higrómetro.
Figura 5 - Entrada e saída do ar de secagem na drageadeira
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
29
As medições preliminares consideraram valores de temperatura em graus
célsius (°C) e umidade relativa do ar em percentagem (%). Esses dados são
suficientes para se obter todas as outras variáveis da condição de ar em um
diagrama psicrométrico.
Através das medições feitas no equipamento existente, obteve-se
informações da atual condição de trabalho, estabelecendo a base para a
comparação com as informações do estudo do equipamento dessecante obtidas
com a Munters.
Em cada ponto foram feitas varias coletas das medições de temperatura do ar
e sua umidade relativa. Através destas medições, pode-se avaliar a média e o
coeficiente de variação das amostras. Desta forma, tem-se a garantia de
confiabilidade dos resultados visto que as medições de temperatura e umidade são
importantes para realizar as conclusões do trabalho indicando se houve ou não
melhoria no processo. As medições para o levantamento de dados do processo
foram realizadas ao longo dos meses de agosto e setembro para evidenciar a
diferença nas condições do ar de secagem que são influenciadas pelo ar externo do
ambiente. Diferente do que acontece com o equipamento dessecante onde uma de
suas maiores vantagens é a condição de entregar o ar de secagem para o processo
sempre na mesma condição, independente das condições do ar atmosférico externo
que nunca são iguais. Somente o fato de o processo receber sempre o ar nas
mesmas condições, já é valido, visto que isso otimizaria a operação de secagem,
padronizando a operação.
Pretende-se, com a implantação do sistema dessecante, entregar o ar
preparado para o processo com uma umidade absoluta de 2g de H�O/kg de ar seco
independente da temperatura de processo que varia de acordo com o produto que é
produzido. O sistema atual depende das condições do ar atmosférico externo, e tem
sua eficiência prejudicada em virtude da variabilidade das condições atmosféricas
(mudanças climáticas). Em dias de umidade do ar muito alta, o processo é
prejudicado e perde eficiência (maior tempo de secagem). O processo de
drageamento de um mesmo produto em condições extremas do ar ambiente externo
pode variar com uma produtividade de 100 a 300 kg/h para um equipamento de
1800 litros. Quanto mais constantes as condições do ar de secagem ao longo do
30
processo, assegura-se uma maior qualidade ao produto (padronização), permitindo
assim uma programação de produção mais precisa, diminuindo o risco de perda de
material por condições inadequadas do ar de secagem.
Com os dados de temperatura e umidade medidos, será possível realizar um
balanço global de massa e energia, identificando as correntes envolvidas no
processo (ar atmosférico, ar tratado, ar de secagem e ar de saída da secagem, e
correntes de materiais: bala e calda).
Através do balanço de massa e energia do sistema, poder-se-á determinar o
ganho ou não de eficiência energética do processo de secagem, conforme
observado na Figura 6. Nesse aspecto o ar de secagem entra com temperatura ideal
para garantir a qualidade do produto e umidade baixa para melhor eficiência de
secagem; em paralelo, é feita a adição de calda com concentração de sólidos (ºBrix)
em torno de 74% com temperatura aproximada de 90°C e exaustão do ar do
processo onde a temperatura e umidade que saem são resultantes da combinação
do ar de secagem e adição de calda.
Figura 6 - Balanço de massa e energia do processo
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
Destaca-se também que o presente trabalho analisou as condições de
temperatura, umidade e outros parâmetros do processo do ponto de vista produtivo
(tempo de processo e qualidade do produto), em comparação com a estimativa de
melhoria das condições de ar pela roda dessecante (simulação). Comparou-se a
31
eficiência do processo atual com o processo que inclui a roda como etapa de
preparação do ar. Para o comparativo energético foram avaliados e comparados os
recursos energéticos envolvidos no processo como potência dos trocadores de calor
e energia elétrica (movimentação do ar) utilizada em cada caso.
Para os comparativos foram feitos testes das condições psicrométricas do ar,
nos pontos indicados na Figura 5, analisando a umidade absoluta do ar, para expor
a real quantidade de água por quilograma de ar seco no processo atual, comparado
com o processo utilizando roda dessecante.
Outro ponto importante a ser medido e comparado é o tempo de processo,
sendo o ciclo de drageamento composto por: injeção de calda sobre o produto,
uniformização da calda sobre o produto e secagem. Nas duas primeiras etapas não
é possível reduzir tempo de processo. O tempo de injeção determina a quantidade
de calda a ser aplicada por camada de drageado, existindo uma medida certa para
cada camada. O tempo de uniformização é a parte mais critica do ciclo, onde a calda
irá envolver o produto. Caso isso não ocorra de maneira uniforme e coesa, podem
ocorrer defeitos no produto como trincas, poros e gotas.
Visto isso, a etapa do ciclo de drageamento a ser melhorada em função do
tempo é a secagem, e o estudo do sistema de roda dessecante pode trazer uma
redução deste tempo.
Para fins de análise do estudo de implantação do equipamento dessecante no
processo de drageamento foram coletadas informações pertinentes ao processo
atual. Com essas informações foi possível fazer os cálculos e comparativos do atual
sistema de secagem com um processo que inclui o equipamento dessecante. Foram
coletados os seguintes dados:
� Temperatura do ar de secagem;
� Umidade relativa do ar de secagem;
� Tempo de processo da batelada completa;
� ºBrix da calda;
32
� Vazões de ar e calda;
� Condições do ar externo ao processo (temperatura e umidade).
Como parâmetro de análise, para a coleta de dados, foi escolhido o processo
de dragemento de balas visto que se trata do produto de maior demanda e maior
tempo de processo. Os dados de temperatura e umidade foram medidos pela
própria drageadeira, uma vez que essa possui sensores de temperatura (TBS) e
umidade relativa (%) no duto de entrada do ar de secagem.
Observa-se que essas informações foram anotadas pelo operador da
drageadeira durante todo processo, a cada 10 ciclos de drageamento, como pode
ser visto no Apêndice A. O ºbrix da calda, peso inicial e final da batelada também
foram anotados para confirmar os padrões estabelecidos pelo setor de qualidade da
empresa. Para manter o controle das informações analisadas somente dados de
bateladas completas foram utilizadas no trabalho.
Portanto, as informações a serem analisadas pelo presente trabalho terão a
função de comparar o sistema atual de secagem com a simulação do sistema
utilizando roda dessecante, estimando a mudança na produtividade e a possível
otimização da etapa de secagem. A redução e padronização do tempo de fabricação
influenciam diretamente na produtividade e nos custos do processo.
33
4 ESTUDO DE IMPLANTAÇÃO DA RODA DESSECANTE
Neste capítulo será abordado o desempenho do atual sistema de preparação
de ar para a secagem do drageado. Para tal análise foram feitas diversas medições
no processo. Estas medições são necessárias para o comparativo do atual sistema
de preparação de ar com a implantação da roda dessecante. Os assuntos
abordados neste capítulo vão ao encontro dos objetivos propostos no início do
trabalho e também seguem a metodologia descrita no capítulo 3.
4.1 Processo de drageamento
O processo de drageamento se inicia com o abastecimento do núcleo da bala
ou chicle na drageadeira. Sendo esses resultantes dos processos de compressão
(bala e chicle comprimido) ou de processo de extrusão (chicle extrusado). Paralelo
a isso, ocorre à preparação da calda que posteriormente será adicionada junto ao
processo, formando assim as camadas de drageado sobre a bala ou chicle.
Quando o produto se encontra abastecido na drageadeira e a calda
apresentar o teor adequado de sólidos (ºBrix) o processo pode ser iniciado. Na
drageadeira os produtos giram dentro de um tambor rotativo, sendo que o mais
importante nesse processo é que o produto tombe dentro do equipamento. A partir
disso, a calda é aplicada sobre o produto por um tempo determinado. Nesse
aspecto, observa-se que, a quantidade de calda aplicada é regulada pelo tempo de
injeção, que é feita através de bicos injetores dentro da drageadeira.
34
Realizada a operação, o produto envolvido de calda entra em processo de
padronização, que consiste na homogeneização da calda sobre o produto durante o
tombamento do mesmo. Ressalta-se que isso é importante para garantir que todas
as unidades de balas recebam a mesma quantidade de calda. A padronização no
processo de dragemaneto é a etapa mais crítica do ciclo. É ela que determina a
homogeneidade da quantidade de calda distribuída sobre a bala. A má distribuição
da calda sobre a bala pode significar acúmulo de calda sobre o produto, formando
gotas ou fazendo que as balas grudem uma nas outras. Pouca calda significa uma
camada muito fina de drageado, podendo ocorrer trincas no produto final.
Com as etapas de aplicação de calda e padronização sendo feitas
adequadamente, a secagem entra no processo para fechar o ciclo. Após cessar o
tempo de padronização, o ar de secagem entra no equipamento secando a
atmosfera úmida do ambiente interno do equipamento. A etapa de secagem é a
parte do processo que pode ser otimizada para fins de ganho de eficiência e
qualidade do produto.
Uma secagem eficiente com temperatura e umidade constantes permite uma
maior precisão no processo, possibilitando aumento de produtividade. O sistema ar
atmosférico – vapor d’água é extremamente dinâmico, levando a constantes
mudanças no controle do ar, fazendo com que o processo atual seja instável e
dependente das condições climáticas.
4.2 Preparação do ar de secagem do sistema atual
A preparação do ar de secagem no sistema atual parte do princípio de
refrigeração, onde o ar é forçado a passar por um trocador de calor (frio) para forçar
a condensação do vapor d’agua contido no ar, reduzindo o teor de umidade absoluta
do ar.
A variação da qualidade do ar de secagem do processo ocorre em virtude da
condição de condensação que o trocador de calor disponibiliza para o sistema e
depende das condições do ar que passa por ele sofrendo interferência direta da
temperatura e umidade do ar empregado. Por mais que o ar de secagem trabalhe
35
em um ciclo fechado, ou seja, o ar que seca o produto retorna por dutos (mais
úmido) passa por um filtro e pelo trocador de calor (condensando vapor d’água) e
volta (mais seco) para secar o produto novamente. Mas durante o ciclo ele sofre
algumas interferências por conta de o equipamento não ser totalmente hermético,
com isso algumas renovações de ar acontecem prejudicando o controle do
processo.
O sistema de preparação de ar trabalha com trocadores de calor do tipo
aletado, com expansão direta. Isso significa que fluido refrigerante (R-22) passa
dentro dos tubos do trocador, fazendo com que o tubo atinja na sua parte externa
uma temperatura capaz de forçar a condensação da umidade do ar que passa por
ele (ponto de orvalho). Após a condensação de parte do vapor d’água do ar, este é
succionado por um turbo ventilador e direcionado para o processo.
Para análise de eficiência do processo foi utilizada a Equação 1 abaixo
descrita:
ṁ� = ṁ�� ∗ (
� −
) (1)
Onde:
ṁ� - vazão mássica de água (kg/h)
ṁ�� - vazão mássica de ar (kg/h)
� - umidade absoluta do ar de exaustão da drageadeira (kg/kg)
– umidade absoluta do ar de secagem (kg/kg)
Através da Equação 1 é possível obter a taxa de remoção de água do sistema
(DOSSAT, 2004). Para obter as variáveis necessárias para aplicar na equação é
preciso ter pelo menos duas informações que caracterizem as condições do ar.
Através da utilização do diagrama psicrométrico, podem-se encontrar tais variáveis
necessárias. No caso do presente trabalho foram coletadas junto ao processo
temperatura de bulbo seco (TBS -°C) e umidade relativa (%) do ar.
36
4.3 Roda dessecante
Diferente do sistema atual de preparação do ar de secagem, o sistema com
roda dessecante além de utilizar princípios de refrigeração para forçar a
condensação do vapor d’água contido no ar, ele utiliza uma roda de sílica com
função adsorvente que gira lentamente (aproximadamente oito rotações por hora)
para remover o vapor d’água do ar.
Para garantir a integridade da roda o sistema deve captar sempre ar novo
(externo da atmosfera), pois a utilização do ar de recirculação pode conter
resquícios de particulado de açúcar do processo de drageamento. Mesmo passando
esse ar por filtros, pequenas partículas podem permanecer no ar, além de se correr
o risco do filtro poder furar ou rasgar. A roda se apresenta como uma espécie de
colmeia, impregnada de sílica reforçada com fibra de vidro, retendo em sua
superfície água na fase de vapor, caso partículas de açúcar sejam arrastadas pelo
ar, estas ficarão aderidas na superfície da roda, prejudicando seu funcionamento. A
estrutura corrugada da colmeia forma canais uniformes e paralelos ao eixo da roda,
permitindo o escoamento laminar da corrente de ar, de modo a proporcionar a
máxima retenção de água com o mínimo de perda de carga para o sistema. Outra
vantagem de utilizar ar atmosférico externo é em função da temperatura. Quanto
mais baixa for a temperatura do ar de entrada no equipamento dessecante melhor
será sua eficiência.
O equipamento dessecante trabalha com um ventilador centrífugo
succionando ar através dele. O primeiro estágio do equipamento é o pré-
resfriamento que tem função de forçar a condensação do vapor d’água e baixar a
temperatura do ar antes que ele passe pela roda. Esse sistema de pré-resfriamento,
nada mais é que um trocador de calor com tubos e aletas onde circula água
glicolada (água + álcool). Essa água glicolada é fornecida por um chiller que é
necessário para compor o sistema. O ar deve entrar na roda com uma temperatura
baixa, em função do aquecimento forçado da sílica no processo de regeneração.
Quando a sílica adsorve o vapor d’água do processo e gira a baixa rotação, outra
parte da roda está recebendo ar quente na regeneração por outra fonte, através
dessa corrente de ar quente o vapor d’água contido na sílica é forçado a evaporar.
Esse aquecimento da sílica pode aumentar a temperatura do ar de processo de
37
20ºC a 30ºC dependendo da quantidade de vapor d’água a ser evaporada na
regeneração.
O fato de se utilizar sempre ar externo é vantajoso pela conservação da
colmeia e temperatura de captação do ar. O ar de secagem que sai do ciclo de
drageamento retornaria para a roda (conforme medições feitas no atual sistema)
aproximadamente 30ºC. Na região onde a empresa fabricante de balas está situada
eventualmente a temperatura ambiente ultrapassa essa temperatura. Quanto mais
alta for a temperatura de entrada do ar no equipamento dessecante maior será a
energia consumida pelo sistema de frio para reduzir essa temperatura.
Como as condições do ar externo são sempre irregulares, o sistema de
preparação de ar com roda dessecante tem como sua principal função retirar
umidade e entregar para a secagem ar seco sempre nas mesmas condições. O ar
externo que entra no equipamento, passa pelo pré-resfriamento e pela roda que
retiram o vapor d’água do ar. O que controla a quantidade final de umidade absoluta
resultante no ar de processo depois da passagem pela roda é a regeneração. Com a
modulação da temperatura da corrente de ar utilizada para regenerar a sílica através
do controle do seu ponto de saturação é possível equalizar a quantidade resultante
de umidade absoluta do ar de secagem independente da temperatura que ele se
encontra após passar pela roda. Depois da passagem do ar pela roda o
equipamento ainda dispõe de um pós-resfriamento utilizado para reduzir a
temperatura do ar e um pós-aquecimento, caso seja necessário aquecer o ar antes
dele ser direcionado para a secagem.
A seguir a Figura 7 mostra o comportamento do equipamento dessecante em
uma situação climática de verão onde o ar atmosférico externo ao processo se
encontra quente com um grau de umidade alto e uma situação de inverno onde a
temperatura do ar atmosférico externo e a umidade são baixas. Na situação de
verão pode se perceber que quando o ar entra no equipamento e passa pelo filtro
representado entre os pontos A, B e C ele não sofre alterações na sua estrutura.
Mas quando ele passa de C para D (trocador de calor frio) a uma redução de
temperatura e umidade absoluta. Depois que ele passa pela roda (D para F) a
temperatura aumenta e a umidade baixa mais ainda. Se a umidade baixar demais o
ponto E serve de regulador, equalizando o ar bem seco com um ar mais úmido.
38
Observa-se que na condição de verão os trocadores de calor de pós resfriamento (G
para H) e de pós aquecimento (H para I) não precisam despender de muita energia
pois o ar já está quase na temperatura ideal para o processo.
Já na situação de inverno com o ar mais seco nota-se que o trocador de calor
de pré-resfriamento (entre C e D) está desligado, e ar só muda quando passa pela
roda (D para F) baixando sua umidade absoluta e aumentando a temperatura. Nota-
se que depois de passar pela roda ele sofre nova mudança quando passa pelo
trocador de pós aquecimento para atingir a temperatura necessária no processo.
Esse comparativo é importante para resaltar a versatilidade do equipamento
dessecante, e como são utilizados seus recursos para estabilizar diferentes
condições de ar atmosférico.
Figura 7 - Comparativo de eficiência da roda verão/inverno
Fonte: Datasheet HCD-4500cfm Munters (2015).
39
4.4 Condição atual de secagem
Durante os meses de agosto e setembro de 2015 foram coletados dados do
processo de drageamento de balas para servirem como base do estudo referente ao
presente trabalho. Para análise de desempenho de secagem foi utilizada a equação
da taxa de remoção de água (EQUAÇÃO 1). Os valores de umidade absoluta (w)
utilizados na Equação 1 foram obtidos com o diagrama psicrométrico através da
média feita com os dados de temperatura e umidade relativa retirados do processo
atual, foram utilizadas 16 amostras conforme Apêndice A.
A vazão mássica de ar foi obtida através da medição da velocidade do ar no
duto de entrada da drageadeira utilizando um termo anemômetro digital MDA-11 da
marca Minipa. A velocidade (v) encontrada no duto de 0,4 metros de diâmetro (d) foi
de 16,43 m/s. A partir da Equação 2 pode-se obter a área do duto, e com a equação
03 a vazão (V) de ar de secagem. Com a vazão calculada de 2,064m³/s e massa
especifica (ρ) do ar 1,2kg/m³, foi utilizada a Equação 4 para encontrar a vazão
mássica (ṁ) de 2,477 kg/s (STOECKER; JABARDO, 2002).
� =
���
�
(2)
� = � ∗ � (3)
ṁ�� = � ∗ � (4)
A Tabela 1 mostra as médias das variáveis do processo de drageamento. A
temperatura (TBS) e umidade relativa (%) foram encontradas através da leitura dos
sensores do duto de entrada do ar de secagem da drageadeira de 1800L, demais
valores foram anotados pelo operador durante o processo conforme Apêndice A.
Tabela 1 - Médias do processo real
Dados
Número
de ciclos
Tempo de
aplicação
calda (s)
Tempo de
distribuição
(s)
Tempo de
secagem
(s)
Tempo
total (s)
Temperatura
de secagem
(ºC)
Umidade
relativa (%)
Médias 92 9,7 119,8 380 46823 31,9 23,9
Desvio
padrão
4,7 0,4 7,8 22,4 4337 0,5 1,9
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
40
Utilizando os dados da Tabela 1 de temperatura média de secagem e
umidade relativa no diagrama psicrométrico da Figura 8, foi encontrada a umidade
absoluta de entrada.
Figura 8 - Diagrama psicrométrico com as médias do processo real
Fonte: Dossat (2015).
A Figura 9 mostra como foram feitas as medições nos dutos de admissão e
exaustão de ar da drageadeira. Esses dados foram coletados manualmente com uso
de um termo higrômetro como mostra a figura, pois a drageadeira não possui
sensores na exaustão.
41
Figura 9 - Medições com termo higrômetro
Fonte: Elaborada pelo autor (2015).
As medições (TABELA 2) de temperatura (TBS) e umidade relativa (%) são o
resultado das medições feitas com o termo higrômetro (FIGURA 9). Com essas
informações foi possível obter as variações de umidade absoluta entre
� e
� do
sistema.
Tabela 2 - Medições com termo higrômetro
Admissão Exaustão
Ta
(°C)
Ura
(%)
Wa
(g/kg)
Te
(°C)
Ure
(%)
We
(g/kg)
Wa-We
(g/kg)
33,2 24,4 7,7 26,9 43,7 9,6 1,9
32 23,2 6,8 26,9 42 9,3 2,4
32,9 22,2 6,9 27 40,4 9,0 2,0
33,2 24,4 7,3 29 37,1 9,2 1,9
32,1 20,4 6,0 27,5 37 8,4 2,4
32 22 6,5 27,6 39 9,0 2,4
33,1 24 7,5 27 43,7 9,7 2,1
34,6 27,2 9,3 29,4 41,3 10,6 1,2
34,6 27,2 9,3 29,9 39,3 10,3 1,0
35,3 27,4 9,8 32,7 34,5 10,7 0,8
34,3 25,2 8,5 30,2 36,2 9,7 1,2
34,4 26,3 8,9 29,8 37,8 9,9 0,9
34,2 26,2 8,8 29,9 37,4 9,8 1,0
34,6 25,3 8,7 30,9 35,1 9,8 1,1
34,3 24,3 8,213 30,3 37,3 10,089 1,876
33,2 23,1 7,332 28,5 37,6 9,153 1,821
33,9 21,2 6,994 30,4 32,4 8,796 1,802
34,2 21 7,045 30,8 32,4 9,100 2,055
33,9 20,8 6,861 31 32,2 9,050 2,189
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
42
A partir dos dados da Tabela 2 foi construído um gráfico de dispersão utilizando
no Excel e traçado sobre ele uma linha de tendência para analise da regressão do
gráfico. A linha de tendência gerada pelo software é representada por uma equação
de segunda ordem, com ela foi possível projetar a umidade absoluta de saída (
�) do
sistema para os valores médios encontrados no processo (TABELA 1).
Gráfico 1 - Regressão linear da umidade absoluta do sistema
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
Utilizando as médias do processo da Tabela 1 na Equação 1, onde o TBS de
31,96ºC e UR 23,94% representam uma umidade absoluta (
�) de 7g/kg e a vazão
mássica do ar (ṁ��) é 2,477kg/s. Para encontrar a umidade absoluta de exaustão
(
�) é necessário utilizar a equação da reta de regressão. De acordo com Holffmann
e Vieira (1987), variáveis podem ser relacionadas por meio de expressões
matemáticas para estimar um valor desconhecido, desde que se conheçam outros
valores relacionados ao caso (estes de mais fácil obtenção ou antecessores).
Considerando duas variáveis geralmente X e Y, e atribuindo valores a elas em um
gráfico, verificamos que elas pertencem a uma curva que representa um modelo
matemático. O valor de R² ou coeficiente de determinação mede a proporção da
variação total de Y pela variação em X. A interpretação do valor de R² remete a
confiabilidade dos resultados que no caso do presente trabalho é de 89,6%
(NEUFELD, 2003).
y = -0,0036x2 + 0,5923x + 5,1486
R² = 0,8962
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
11,5
12,0
5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0
U
m
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a
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a
b
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n
a
e
x
a
u
st
ã
o
W
e
(
g
/k
g
)
Umidade absoluta na admissão Wa (g/kg)
43
� = −�,����
�
� + �, ����
� + �,
� � (5)
Aplicando
� igual a 7,0g/kg na Equação 5 temos um
� de 9,1g/kg. E
aplicando esses valores na Equação 1 com as unidades de umidade absoluta em
kg/kg temos:
ṁ� = ṁ�� ∗ (
� −
�) (1)
ṁ� = �, �!! ∗ (�, ���
− �, ��!)
ṁ� = �, ����"#/%
Considerando o valor acima aplicado em um ciclo de drageamento, onde a
média do tempo de secagem do processo atual é de 380 segundos, podemos
considerar que esse tempo médio (&') vezes a vazão mássica de água do ciclo é
igual à quantidade de massa de água removida.
'�%%� �� á#)� ��'*+,�� -*� .,./* = ṁ� ∗ &' (6)
'�%%� �� á#)� ��'*+,�� -*� .,./* = �, ���� ∗ � �
'�%%� �� á#)� ��'*+,�� -*� .,./* =1,97kg
Comparando a quantidade de massa de água que entra no sistema com a
aplicação da calda e o valor calculado da taxa de remoção de água (ṁ�) encontrado
na Equação 6, temos que: A quantidade de massa de água relevante para a análise
é oriunda da aplicação de calda com massa total de 723kg e ºBrix de 74%.Com isso
pode-se dizer que 26% da massa de calda aplicada sobre a bala (723kg) são água,
representando uma massa de 188kg. O processo de drageamento tem em média 92
ciclos conforme tabela 3, portanto temos a aplicação de 2kg de água por ciclo, valor
semelhante ao encontrado na Equação 6.
4.5 Simulação de secagem utilizando roda dessecante
Para a simulação de secagem utilizando a roda foi utilizada a equação da
linha de tendência do gráfico de regressão. Com ela pode-se obter a projeção da
umidade absoluta de saída do sistema de secagem considerando a entrada do ar de
admissão com umidade absoluta de 2g/kg. Para fins de comparativo foi considerada
no cálculo, a mesma vazão mássica para o ar de secagem (ṁ�� 2,477kg/s). Com
44
essas informações o objetivo foi encontrar o tempo necessário para remover a
massa de 2kg de água por ciclo e encontrar um novo tempo total para o processo.
� = −�, ����
�
� + �, ����
� + �,
� � (5)
Aplicando a Equação 5 com
� igual a 2g/kg temos que a
� é 6,3g/kg.
Utilizando esses dados na Equação 1, e considerando que a massa (') é igual a
2kg de água e devem ser removidas por ciclo de drageamento temos que:
ṁ� = ṁ�� ∗ (
� −
�)
'
&
= ṁ�� ∗ (
� −
�)
�
&
= �, �!! ∗ (�, ���� − �, ���)
& =
%
Com os dados da roda dessecante pode-se estimar um tempo de secagem de
188 segundos por ciclo. Considerando o mesmo número de ciclos de drageamento
por batelada e que os tempos de aplicação de calda e distribuição serão os
mesmos. A Tabela 3 mostra uma redução de quase 5 horas no processo de
dragemaneto comparando a roda com o sistema atual.
Tabela 3 - Comparativo de tempo médio entre os processos
Total de
camadas
Tempo de
secagem
(s)
Tempo de
aplicação
de calda (s)
Tempo de
distribuição
(s)
Tempo
total(s)
Tempo
total (h)
Sistema
atual
92 380 9,7 119,8 46874 13,02
Roda
dessecante
92 188 9,7 119,8 29210 8,11
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
4.6 Comparativo de eficiência energética
O comparativo de eficiência energética baseia-se no consumo de recursos
utilizados para preparação do ar de secagem nos dois sistemas. Ambos os sistemas
de preparação de ar utilizam geradores de frio e trocadores de calor, utilizam vapor
sob pressão para aquecimento também com trocadores de calor e ventiladores
centrífugos para movimentação do ar. Para o sistema de frio a roda utiliza água
45
glicolada refrigerada em um chiller e o sistema atual usa dois compressores
alternativos com gás refrigerante R-22. A potência necessária para os trocadores de
calor e ventiladores do equipamento dessecante somam 242,86kw (167kw
refrigeração + 6,87kw ventiladores + 68,99kw aquecimento com vapor). Enquanto o
sistema atual 211kw refrigeração + 5,5kw ventilador, a potência de aquecimento com
vapor não foi obtida. Mas para um simples comparativo podemos assumir que
ambos os sistemas tenham mesmo gasto energético, entretanto o sistema que
utiliza a roda dessecante tem uma redução de aproximadamente 5 horas no
processo, ou seja, são 5 horas de economia de energia.
4.7 Redução de tempo de processo x aumento de produtividade
Com dados da Tabela 5 pôde-se projetar o aumento de produtividade
considerando a redução do tempo de processo. Para mensurar o aumento de
produção foi utilizado como base o tempo de um ano de produção, com 12 meses,
cada mês com 20 dias e 24 horas de trabalho por dia resultando um total de 5760
horas por ano. Foi considerado 2 horas de setup entre as bateladas, e que cada
batelada final de produção tem 1873kg. A Tabela 4 mostra o comparativo de
produção do sistema atual com o sistema proposto pelo estudo utilizando o
equipamento dessecante. O Comparativo mostra um aumento de 340.449kg de
produto por ano (incremento de 32% na produtividade) considerando uma
drageadeira de 1800 litros.
Tabela 4 - Aumento de produtividade
Tempo
de
proces-
so (h)
Setup
(h)
Proces-
so +
Setup(h)
Produ-
ção anual
(h)
Nº de
batelas/
ano
kg/batelada
kg/batelada x nº
bateladas
Sistema
atual 13,01 2 15,02 5.760 383 1.873 717.796
Roda
dessecante 8,11 2 10,11 5.760 569 1.873 1.065.737
Fonte: Elaborado pelo autor (2015).
Com o aumento de produção estimado em 347.941kg utilizando o mesmo
tempo/ano de processo podemos estimar uma redução no custo do produto, pois o
equipamento utilizado para produção é o mesmo. O setor de custos da empresa
46
fabricante de balas tem seus custos todos rateados por processo e informou que o
processo de drageamento representa 23,1% do custo total do kg da bala. O kg de
bala pronto custa R$ 15,15, logo o processo de drageamento tem um custo de R$
3,50/kg. Se considerarmos que para fazer 717.796kg de bala vezes R$ 3,50 custam
R$ 2.512.286,00 por ano. E com o equipamento dessecante incluso no processo
vamos ter o mesmo valor divido pela nova produção 1.065.737kg, isso resultará em
um custo de R$ 2,35/kg.
4.8 Payback do investimento
Com a implantação do sistema de roda dessecante foi obtido à economia de
R$ 1,15 por kg de bala, representando aproximadamente 32% de redução de custo.
Para o calculo de payback o equipamento de roda dessecante foi orçado em R$
210.000,00 no mês de setembro de 2015. Utilizando a Equação 7, onde custo do
equipamento é dividido pelo custo da economia por kg, pode-se obter a quantidade
de quilos de bala necessária para cobrir o investimento. Aplicando a equação de
payback, temos que é necessário produzir 182.608kg de bala para ter o retorno do
investimento.
0�12�." =
34567 87 9:4;<=>9?67
@A7?7>;= <7B CD
(7)
Para calcular o tempo do retorno do investimento é necessário utilizar a
Equação 8 que divide a quantidade necessária para o retorno do investimento pela
quantidade de balas produzida em um ano que é 1.065.737kg.
0�12�." &�'-* =
CD 89 E=F= <=B= <=GE=AC
HB784çã7 =?4=F
(8)
Com isso, temos que o retorno do investimento é de 0,17ano ou 2,04 meses.
Um payback rápido indica que a implantação do equipamento dessecante é
extremamente vantajoso para empresa, visto que passado o retorno do investimento
o período seguinte será de ótimos resultados ara a empresa, obtendo com isso
maior margem de lucro tornando-se mais competitiva e sólida.
47
5 CONCLUSÃO
Através deste estudo pode-se afirmar que a melhoria contínua é de vital
importância para o desenvolvimento das organizações. Oportunidades de melhorias
surgem todos os dias nos mais diversos ambientes de trabalho, é preciso que as
empresas identifiquem essas oportunidades e melhorem seus processos, a fim de
reduzir o custo de seus produtos.
O presente trabalho mostrou o comparativo entre o atual sistema de
preparação do ar de secagem, e o estudo de implantação do equipamento de roda
dessecante no processo de drageamento. A análise comparativa evidenciou que a
implantação da roda dessecante provoca melhoria significativa no processo de
drageamento, possibilitando um rendimento superior para o setor da empresa.
Para composição do estudo foi necessário o acompanhamento de diversos
ciclos de drageamento, através disso foi possível evidenciar detalhes do processo,
os quais foram de extrema importância para execução do trabalho. Entende-se que
as variações das condições do ar atmosférico externo influenciam no tratamento do
ar de secagem do sistema atual visto seu princípio de funcionamento.
Com base nas medições feitas no atual sistema foi possível simular a
eficiência de secagem do equipamento de roda dessecante. Com o ar de secagem
entrando na drageadeira com 2g de água por kg de ar seco, a simulação mostrou
que o tempo de secagem foi reduzido em aproximadamente 50%. Com essa
redução de tempo no processo projeta-se um incremento de produtividade de 32%
considerando a implantação de um equipamento dessecante em uma drageadeira.
48
Assim sendo, a análise de payback mostrou que o retorno do investimento é
de 2,04 meses, concluindo que o estudo tem alta aplicabilidade. Contudo pode-se
afirmar que os estudos dos fenômenos de troca fundamentados por parâmetros
psicrométricos são de grande importância no desempenho da secagem, reduzindo
tempo e custo de processo e aumentando eficiência energética e produtividade.
49
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52
APÊNDICES
53
APÊNDICES A - Planilha de acompanhamento de drageamento de balas
Dados Produção 10 CAMADAS 20 CAMADAS
Sabor Data
to
ta
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m
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d
a
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B
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m
Laranja 21/08/15 97 74 8,4 140 320 32,9 23 9 120 360 32,5 23
Hortelã 25/08/15 92 74 8 180 280 33,1 26 8,8 120 380 32,6 22
Tutti
Frutti 27/08/15 93 74 9 180 300 33,8 22 10 180 370 32,8 29
Morango 28/08/15 98 74 9 180 280 32,9 23 9,4 180 340 32,8 24
Hortelã 01/09/15 91 74 8,3 180 300 32,6 25 8,6 120 360 30 28
Laranja 03/09/15 95 74 8 180 280 32,5 22 9,5 180 380 32,2 22
Cereja 08/09/15 97 74 8,5 180 280 32,4 18 9,3 140 340 31,4 22
Tutti
Frutti 08/09/15 95 74 8 180 300 33 25 8,8 120 360 31,1 26
Maracujá 14/09/15 80 74 8,5 180 280 31,7 19 9,5 120 350 32,8 18
Uva 15/09/15 92 74 8 180 280 32,2 22 9,5 120 350 31,1 24
Maracujá 16/09/15 90 74 8 180 280 30,2 23 8,9 120 360 30,2 28
Laranja 17/09/15 86 74 8,2 180 280 31,2 24 8,5 130 360 32,1 22
Laranja 21/09/15 85 74 8,4 180 280 32,5 26 8,6 180 320 32,8 26
Hortelã 22/09/15 89 74 8,3 180 280 31,9 25 8,5 140 340 32,1 23
Menta 24/09/15 94 74 8 180 280 32,2 24 8,3 140 340 32,6 25
Morango 25/09/15 95 74 8,3 180 280 32,5 21 8,5 140 360 31 23
54
30 CAMADAS 40 CAMADAS 50 CAMADAS
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ca
g
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m
10,2 160 380 32 24 9,8 120 400 32,2 24 10,4 120 400 31,5 24
9 90 380 32,6 27 9,5 90 380 32,1 27 9,5 90 400 30,8 24
10,2 140 400 30,5 24 10,5 120 450 31,6 23 10,4 90 450 32,2 26
9,8 120 400 31,9 23 10 90 400 31,4 26 10 90 400 31,4 26
9,8 90 400 32 25 10,2 90 400 32,1 26 10,5 120 380 32 27
10 140 400 31 23 10,4 120 400 32,3 20 10,3 120 400 32 22
10 120 400 32 22 9,6 120 420 32,6 22 9,6 90 420 31,9 22
9,5 90 380 32,5 24 10,5 90 380 31,9 26 10,8 120 380 31 28
9,8 90 360 32,1 19 10,2 120 380 31,4 18 11 90 340 31,9 20
10 100 360 33,2 22 10,5 90 380 31,7 24 10,8 90 400 31,6 24
9 90 370 27,3 22 9,5 90 370 28,9 22 9,5 90 370 33,9 20
9,3 120 370 32,3 22 9,6 90 380 29,4 26 10,2 90 400 29,6 24
9,4 140 370 32,6 26 10,2 90 380 31,9 27 10 90 420 33,7 27
9 120 370 32,1 28 9,5 90 380 31,6 29 10 90 370 31,7 23
8,7 120 360 31,7 25 9,6 90 420 31 26 9,4 90 430 31,1 27
8,7 120 370 31,4 23 9,3 90 440 33,1 12 9,6 90 430 31,4 23
55
60 CAMADAS 70 CAMADAS 80 CAMADAS
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10,4 120 400 32,9 25 10,4 120 400 30,9 26 10,1 120 500 35,4 21
9,8 90 400 30,7 26 10,2 120 400 31,8 29 10 120 400 33,1 22
10,6 90 480 31,1 22 10,7 120 500 32,8 28 10,6 120 500 32,7 27
10 140 400 32,7 24 10 140 360 32,9 25 10,4 120 380 32,9 28
10,4 120 420 32,9 26 10 120 420 32,7 26 10 120 420 31,8 27
10 120 420 31,4 21 10,2 120 420 32,9 21 10,3 120 380 32 25
9,6 90 420 32,4 22 9,5 90 420 32,4 27 9,5 120 450 32,4 25
10,6 120 400 31,2 28 10,6 120 360 32,1 26 10,4 130 360 32 20
11,2 90 340 31,7 21 11,4 120 340 32,3 19 11,4 90 300 32,2 19
10,6 120 460 31,9 25 10,4 120 380 32 24 10,4 120 360 32,1 24
10 90 370 28,8 25 10,5 90 370 31,1 22 11 120 360 32,4 21
10,5 90 400 29,8 26 10,5 90 370 32 22 10,3 90 380 30 15
10,2 90 420 32,9 26 10,3 100 400 32,6 27 10,3 120 400 33 26
10,2 90 370 31,9 26 10 120 380 33,2 26 10 120 400 32,4 26
10 90 420 31,8 25 10,2 90 420 32,5 24 10,5 90 380 31,3 27
9,6 90 430 31,7 21 9,3 90 430 33 28 10,5 90 400 30,7 22
56
90 CAMADAS
d
o
sa
g
e
m
ca
ld
a
(
s)
T
e
m
p
o
d
is
tr
ib
u
iç
ã
o
T
e
m
p
o
d
e
se
ca
g
e
m
T
a
r
se
ca
g
e
m
U
a
r
d
e
se
ca
g
e
m
9,8 120 500 36,1 22
9,8 120 400 32,8 29
10,8 120 450 31,4 27
10,4 120 400 32,5 24
10,5 140 380 31 23
9,5 120 450 31,8 27
10,4 130 360 32,1 22
10,6 120 340 32,1 24
11,5 120 360 32,5 21
10,2 120 360 30,3 25
10,3 120 420 32,1 27
10 120 420 32,3 26
10,2 120 370 32,5 23
10,8 120 380 32,2 21
57
APÊNDICES B - Valores médios do processo de drageamento
Sabor Data
Total
camada
s
Tempo
total(s)
Temp
o
total
(h)
Tempo
médio
de
secage
m
Tempo
médio
de
aplicaçã
o de
calda
Tempo
médio de
distribuiçã
o
Temperatu
ra média
do ar de
secagem
(ºC)
Umidad
e
Relativa
média
de
secage
m (%)
Laranja
21/08/1
5 97
53293,6
0 14,80 413,40 9,83 126,67 32,93 23,56
Hortelã
25/08/1
5 92
46305,6
0 12,86 380,43 9,40 113,33 32,18 25,78
Tutti
frutti
27/08/1
5
93
53270,4
0
14,80 433,87 10,31 128,89 32,10 25,33
Morang
o
28/08/1
5 98
50533,2
0 14,04 375,51 9,89 131,11 32,38 24,78
Hortelã
01/09/1
5 91
47428,0
0 13,17 391,43 8,64 120,00 32,01 26,25
Laranja
03/09/1
5 95
50544,5
0 14,04 384,21 9,91 137,78 31,92 22,11
Cereja
08/09/1
5 97
51607,5
0 14,34 403,61 9,46 118,89 32,14 23,00
Tutti
frutti
08/09/1
5
95
47198,0
0
13,11 364,21 9,96 122,22 31,88 25,00
Maracuj
á
14/09/1
5 80
36730,0
0 10,20 336,25 10,38 112,50 32,01 19,13
Uva
15/09/1
5 92
45549,2
0 12,65 367,17 10,09 117,78 31,99 23,67
Maracuj
á
16/09/1
5 90
42879,0
0 11,91 356,67 9,77 110,00 30,59 22,67
Laranja
17/09/1
5 86
41912,2
0 11,64 366,98 9,70 111,11 30,74 22,89
Laranja
21/09/1
5 85
43325,5
0 12,03 376,47 9,74 123,33 32,68 26,44
Hortelã
22/09/1
5 89
44105,0
0 12,25 367,19 9,50 118,89 32,13 25,78
Menta
24/09/1
5 94
47149,8
0 13,10 379,57 9,43 112,22 31,86 25,11
Morang
o
25/09/1
5 95
48700,0
0 13,53 390,53 9,40 112,22 31,89 21,56
Médias das
variaveis do
processo
92
46823,5
6
13,01 380,47 9,71 119,81 31,96 23,94
Desvio padrão 4,75 4337,44 1,20 22,46 0,40 7,85 0,57 1,93
58
Sabor
Data
Drageame
nto
total
camadas
Tempo
total(s)
Tempo
total (h)
Tempo
médio de
secagem
Aplicação
média de
calda (kg)
Tempo
médio de
aplicação
de calda
Tempo
médio de
distribuição
Temperatura
média do ar de
secagem (ºC)
Umidade
Relativa
média de
secagem
(%)
Hortelã 21/08/15 84,00 37892,20 10,53 324,76 1,06 6,90 117,14 32,47 13,43
Laranja 21/08/15 97,00 53293,60 14,80 413,40 1,36 9,83 126,67 32,93 14,56
Hortelã 25/08/15 92,00 46305,60 12,86 380,43 1,32 9,40 113,33 32,18 16,78
Tutti frutti 27/08/15 93,00 53270,40 14,80 433,87 1,40 10,31 128,89 32,10 16,11
Morango 28/08/15 98,00 50533,20 14,04 375,51 1,44 9,89 131,11 32,38 15,78
Hortelã 01/09/15 91,00 47428,00 13,17 391,43 1,45 8,64 120,00 32,01 17,25
Laranja 03/09/15 95,00 50544,50 14,04 384,21 1,46 9,91 137,78 31,92 13,11
Cereja 08/09/15 97,00 51607,50 14,34 371,13 1,40 9,46 118,89 32,14 14,00
Tutti frutti 08/09/15 95,00 47198,00 13,11 364,21 1,45 9,96 122,22 31,88 16,22
Maracujá 14/09/15 80,00 36730,00 10,20 336,25 1,54 10,38 112,50 32,01 10,38
Uva 15/09/15 92,00 45549,20 12,65 367,17 1,46 10,09 117,78 31,99 14,44
Maracujá 16/09/15 90,00 42879,00 11,91 356,67 1,44 9,77 110,00 30,59 13,67
92,00 47480,30 13,19 374,92 1,40 9,54 122,85 32,20 14,76Médias das variaveis do
processo