Análise comparativa do consumo específico de energia (CEE).

Analisando os seis experimentos segundo o aspecto energético pode-se observar que no experimento 1 (EXP1), secagem elétrica, teve duração de dezesseis horas e meia, mas para fins de cálculo do consumo de energia foi considerado apenas o tempo necessário para a secagem do produto que atendesse o percentual de 25%, resultando em quatorze horas de

experimento. Este experimento apresentou um consumo especifico de energia (CEE) de 379,33

, ou seja, 379,33 kWh de energia por ciclo (batelada).

No experimento dois (EXP2) secagem mista (secagem solar seguida de elétrica), o tempo de processo foi de dezessete horas, sendo sete horas de secagem solar e dez horas de secagem elétrica para atingir o percentual especificado pela norma vigente de 25% de umidade em base úmida. O consumo específico de energia neste experimento foi de 295,87

, ou seja, 295,87 kWh de energia por ciclo (batelada). A secagem solar contribui com 8,19

% e secagem elétrica com 91,81 % da energia fornecida ao processo de secagem mista que, em comparação com o experimento 1, secagem elétrica, pode-se observar uma redução de 77,46 kWh/kg de energia que representa um percentual de redução de 20,42% do total da energia utilizada no experimento 1.

O experimento três (EXP3) secagem solar com utilização da estratégia de controle do sistema de exaustão, teve uma duração de quatorze horas, o consumo específico de energia (CEE) foi de

·, ou seja, 47,96 kWh de energia por ciclo (batelada) com massa de

300g. Neste experimento o produto atingiu um percentual de 24,15 % de umidade em base úmida.

O experimento quatro (EXP4) é o de secagem solar sem adoção de estratégia de controle do sistema de exaustão. Neste experimento o sistema de exaustão não sofreu nenhuma intervenção, ficou conectado diretamente ao painel fotovoltaico, dependendo exclusivamente da energia solar fotovoltaica para funcionar. Este experimento teve uma duração de quatorze horas e o seu consumo específico de energia foi de

, ou seja,

42,73 kWh de energia por ciclo (batelada). Neste experimento o produto atingiu um percentual de 17,44 % de umidade em base úmida.

O experimento cinco (EXP5), secagem solar com utilização da estratégia de controle do sistema de exaustão, teve uma duração de quatorze horas, e o consumo específico de energia (CEE) foi de

·, ou seja, 46,73 kWh de energia por ciclo (batelada). Neste

Analisando comparativamente os experimento 1 e 6, segundo o aspecto energético pode-se observar que os experimentos 1 e 6, tiveram uma duração de dezesseis horas e meia, e nove horas e meia, respectivamente. Mas para fins de cálculo do consumo de específico de energia foi considerado apenas o tempo necessário para a secagem do produto que atendesse o percentual de 25%, resultando em quatorze horas para o experimento1 e oito horas e meia para o experimento 6. Estes experimentos apresentaram um consumo específico de energia (CEE) de 379,33

, e 225,54

respectivamente.

Estes experimentos tiveram um consumo médio de energia elétrica durante a realização dos mesmos, de 4,89 kWh e 4,91 kWh, respectivamente e uma diferença do consumo específico de energia de 153,79

, que representa uma redução de 40,59% no

consumo específico de energia, demonstrando que o consumo de energia elétrica destinada ao aquecimento se manteve o mesmo, apesar da diferença de 10ºC na temperatura de processo. O maior consumo do secador elétrico apresentado no experimento 1, foi devido ao tempo de processo ter excedido em 5h30min o tempo de processo do experimento 6, que representa um percentual de 39,28 % a mais no tempo de processo.

Comparando o experimento 6 com o experimento 2 (secagem mista), observa-se que o consumo específico de energia nas condições em que foram realizados foi menor no experimento 6, devido principalmente ao tempo de funcionamento do secador ter excedido em 15% no experimento 2. Este fato se deu principalmente porque a cinética de secagem no experimento 2 foi mais lenta em decorrência dos parâmetros de temperatura ajustados no processo ter sido inferior em 10ºC, em comparação com a temperatura de processo do experimento 6, no referido experimento a temperatura de processo foi ajustada em 55ºC.

Na Tabela 4.26 é apresentado o resumo dos dados do consumo específico de energia dos processos de secagem.

Tabela 4.26. Resumo do consumo específico de energia dos processos de secagem.

Experimentos Processo Data do processo CEE - kWh/ciclo

Solar Elétrico Misto

1 Elétrico 24 a 25 / 03 / 2016 - 379,33 - 2 Misto 30 / 06 a 01 / 07 / 2016 24,23 271,64 295,87 3 Solar 15 e 16 / 06 / 2016 47,96 - - 4 Solar 07 e 08 / 07 / 2016 42,73 - - 5 Solar 03 e 04 / 10 / 2016 46,73 - - 6 Elétrico 17/01/2016 - 225,54 - 4.3.3 Tempo de processo

A avaliação do tempo de processo nos seis experimentos será feita tomando como base o tempo necessário que a secagem levou para que o produto atingisse o percentual imediatamente inferior a 25 % de umidade em base úmida, com o objetivo de avaliar os processos em iguais condições.

No processo de secagem elétrica a temperatura e a umidade foram ajustadas em 45 ºC e 30 %, estes valores tiveram como referência os valores médios de temperatura e umidade de processo do secador solar em estudo neste trabalho.

Analisando os dados do experimento 1, observa-se que o tempo de processo para atingir o percentual de 24,70 % em base úmida foi de 840 minutos (quatorze horas) e o tempo total de processo foi de 990 minutos (16 horas e 30 minutos) para que o produto atingisse um teor de umidade final de 20,74 %.

O experimento 2 (secagem mista) foi realizado no dia 30 de junho de 2016. Neste experimento foi adotada a estratégia de controle da convecção forçada do ar de secagem, para fins de controle da temperatura interna da câmara de secagem. Neste experimento o tempo de processo para o produto atingir o percentual de unidade de 24,63% foi de 1020 minutos (dezessete horas), e o tempo total de processo foi de 1050 minutos (dezessete horas e trinta minutos), o teor de umidade do produto ao final do experimento foi de 24%. O tempo total de processo foi de dezessete horas e trinta minutos, sendo sete horas de secagem solar e dez horas e trinta minutos de secagem elétrica.

Um dado importante de ser mencionado no experimento 2 é que comparando o teor de umidade final da primeira parte do experimento, realizado no secador solar, com os dados de processo do experimento 1, pode-se observar que o teor de umidade de 53,47%, atingidos com sete horas de secagem solar, correspondem a três horas e meia de secagem elétrica. Comparando este teor de umidade da primeira parte do experimento 2 com os dados correspondente aos experimentos três, quatro e cinco, respectivamente (experimentos realizados exclusivamente com energia solar). Verifica-se que os tempos de processo dos demais experimentos para atingir o mesmo percentual de umidade, da primeira parte do experimento 2, foram de quatro horas e trinta minutos no experimento 3, cinco horas e trinta minutos no experimento 4 e cinco horas e trinta minutos no experimento 5. Com essas informações pode-se chegar à conclusão de que às dezessete horas de processo do experimento 2 (secagem mista) foi em decorrência das baixas condições meteorológicas característica da estação do inverno a qual foi realizado o experimento.

Analisando os dados do experimento 3, secagem solar com utilização de estratégia de controle da convecção forçada, verifica-se que o teor de umidade final do produto foi de 24,15% com tempo de processo de 840 minutos (quatorze horas). O teor de umidade atingido no primeiro dia do experimento 3 foi de 46,99%, que corresponde a cinco horas processo de secagem elétrica (experimento 1), comprovando que dependendo das condições climáticas a secagem solar associada a secagem elétrica pode ser uma alternativa bastante viável para a diminuição do custo de produção de banana passa.

Ao analisar os dados de processo do experimento 4, secagem solar sem utilização de estratégia de controle da convecção do ar secagem, verifica-se que neste experimento o tempo de processo para o produto atingir um percentual de umidade de 24,53% foi de 690 minutos (onze horas e meia) e o tempo total de processo 840 minutos (quatorze horas) para atingir um percentual de umidade final do produto de 17,44%. Neste experimento especificamente, as condições meteorológicas foram bastante distintas nos dois dias de experimento. No primeiro dia as temperaturas e a irradiação solar foram de baixa intensidade como pode ser observado nas Figuras 4.24 e 4.26. Ao fim do primeiro dia do experimento 4, o produto apresentava um percentual de umidade de 48,62%. No segundo dia, as condições climáticas foram excelentes para o processo de secagem solar com uma média de irradiação solar de 700 W/m² e média de temperatura no interior da Câmara de secagem na ordem de 48ºC.

Observando os dados do experimento 5, secagem solar com utilização de estratégia de controle da convecção forçada, verifica-se que neste experimento o teor de umidade final do produto foi de 24,22% com tempo de processo de 840 minutos (quatorze horas).

Fazendo uma análise comparativa de todos os experimentos podemos observar que o experimento 1 que corresponde a secagem elétrica com as propriedades termodinâmicas ajustadas para operar com as mesmas condições da secagem solar teve um tempo de processo semelhante aos experimentos 3 e 5, nos quais utilizou apenas energia solar no processo de secagem. Comparando o tempo de secagem elétrica com a secagem mista, observou-se que o tempo de secagem mista foi bem maior, cerca de três horas a mais de processo, fato justificado pelas condições meteorológicas da primeira parte do experimento 2, que é realizado com secagem solar. Comparando o tempo de processo dos experimentos que utiliza exclusivamente energia solar, observa-se que nos experimentos 3 e 5, o percentual de umidade exigido pela Resolução RDC nº 272, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária para produtos secos, foram os mesmos. No experimento 4, como já mencionado anteriormente, as condições meteorológicas foram bastante propicias, o que proporcionou ao processo de secagem a obtenção de um produto final com baixo teor de umidade.

Comparando o tempo de processo do experimento 6 com o tempo de processo no experimento 1, observa-se uma redução de 39,28% do tempo, considerada bastante significativa. No experimento 6, a cinética de secagem foi mais rápida do que no experimento 1, este fato ocorreu devido principalmente ao aumento da temperatura de processo em 10ºC, saindo de 45ºC no experimento 1, para 55ºC no experimento 6.

Nas condições em que foi realizado o experimento 6 (secagem elétrica), comparativamente se for realizado uma secagem mista, acarretará uma redução bastante significativa, para tanto basta observar o teor de umidade em base úmida, atingido na primeira parte do experimento 2 (secagem mista), que foi de 53,47% atingidos com sete horas de secagem solar correspondem a duas horas e meia da secagem elétrica no experimento 6, acarretaria uma redução de 28,19% no CEE do experimento 6, ou seja, sairia dos atuais 224,58

para 161,96

, com as condições meteorológicas em que foram realizados o