Secador elétrico utilizado para a secagem de frutas

O sistema de secagem elétrica empregado para a secagem de frutas é bastante utilizado na atualidade, por apresentar boa produtividade se comparado a outros sistemas de secagem. O secador elétrico empregado neste trabalho é bastante versátil por permitir o monitoramento

e controle das propriedades termodinâmicas de forma automatizada, devido ao seu sistema de supervisão e controle embarcados.

Na Figura 3.20 pode ser visto o secador elétrico utilizado nas pesquisas deste trabalho. O princípio de funcionamento deste sistema de secagem elétrica, parte da necessidade de se manter durante todo o processo de secagem o controle das propriedades termodinâmicas do ar (temperatura, umidade relativa e velocidade do ar) no processo, e monitoradas por meio de sistema supervisório que registra a cada intervalo de tempo, a variação de massa, a temperatura e a umidade relativa do ar de secagem. Os controles da temperatura e da umidade são feitos através da leitura das referidas grandezas e informado aos controladores de temperatura e umidade, que de acordo com os valores pré-definidos passa a estabelecer uma rotina de controle para todo o sistema. Este sistema é composto por subsistemas definidos como: câmara de condicionamento de ar, banco de resistências elétricas, sistema de refrigeração, compressor de ar, balança integralizada com célula de carga (integrada), sistema de aquisição e controle de dados, sistema supervisório, sistema de umidificação do ar, sistema de controle da velocidade do ar de secagem, que serão descritos a seguir.

Figura 3.20 Secador elétrico com sistema de aquisição e supervisório integrado.

o Câmara de condicionamento de ar: na Figura 3.21 pode ser observada a câmara de condicionamento de ar. Nesta câmara é feito o controle da temperatura e da umidade

do ar de secagem de acordo com os valores definidos no início do processo de secagem.

Figura 3.21. Câmara de condicionamento de ar do secador elétrico.

o Banco de resistências elétricas: na Figura 3.22 pode ser visto o banco de resistências elétricas. O mesmo é composto por seis resistências de 1000 W, alimentadas com 380 V instaladas no interior da câmara de condicionamento de ar.

Figura 3.22. Banco de resistência do secador elétrico.

o Sistema de refrigeração: na Figura 3.23 pode ser observado o sistema de refrigeração. O mesmo é composto por uma unidade de refrigeração que tem a finalidade de compor o sistema de controle de umidade do ar.

Figura 3.23 Sistema de refrigeração do secador elétrico.

o Compressor de ar: na Figura 3.24 pode ser visto o compressor de ar. O mesmo é composto por cabeçote, motor elétrico e pulmão de ar. O compressor de ar tem a finalidade de fornecer ar ao sistema com a pressão controlada, auxiliando no processo de pulverização do ar de secagem com água, por meio de esguichos instalados no interior da câmara de condicionamento de ar.

Figura 3.24 Compressor de ar do secador elétrico

o Balança integralizada com célula de carga (integrada): na Figura 3.25 pode ser observado partes que compõem o conjunto da balança integralizada. A mesma é

utilizada para medir a variação da massa do produto no interior da câmara de secagem, e é composta por três células de carga conectadas a um conversor de sinais. A mesma é integrada ao secador executando medições de massa a cada 1(um) minuto.

Figura 3.25 Partes que compõem a balança integralizada do secador elétrico.

o Sistema de aquisição e controle de dados: na Figura 3.26 pode ser visto o sensor tipo transmissor que faz parte do sistema de aquisição e controle. O mesmo é constituído por um transmissor modelo RHT-DM, este transmissor é um sensor de alta precisão e estabilidade para medição de umidade relativa e temperatura. Os valores medidos são convertidos em sinais de saída 4 a 20 mA linearmente relacionados a suas leituras. Por serem equipamentos microprocessados, permitem total configuração pela utilização da interface de comunicação Tx Config. Localizado na entrada da câmara de secagem, o mesmo manda informações das variáveis para os respectivos controladores de temperatura e umidade do ar de processo, que através de valores pré-definidos estabelece uma rotina de controle necessária ao equilíbrio das propriedades termodinâmicas do ar de secagem.

Figura 3.26 Sensor de umidade e temperatura do secador elétrico.

o Sistema supervisório: Na Figura 3.27 pode ser visto o sistema supervisório, ele é uma ferramenta de grande importância para aquisição e manutenção dos dados do processo de secagem. Este sistema é composto de um software que funciona mediante a instalação de uma Hard Lock (É um dispositivo de proteção, que conectado à porta USB do computador, libera o funcionamento do supervisório). Com o sistema supervisório é possível acompanhar e modificar em tempo real os parâmetros do processo, temperatura e umidade, como também verificar a variação da massa do produto. Os dados são armazenados e podem ser exportados para diversos tipos de arquivos.

Figura 3.27 Sistema supervisório do secador elétrico

o Sistema de umidificação do ar: na Figura 3.28 pode ser visto o sistema de umidificação do ar de secagem. O mesmo é importante no controle da umidade do ar de secagem, sendo composto de um reservatório com controle de volume de água por meio de boia, 6 (seis) esguichos instalados no interior da câmara de condicionamento

de ar. O mesmo quando necessário pulveriza com o ar comprimido o ar de secagem com água em forma de gotículas, estabelecendo assim o controle da umidade do ar de secagem do secador.

Figura 3.28 Sistema de umidificação do ar de secagem do secador elétrico

o Sistema de controle da velocidade do ar: na Figura 3.29 podem ser observados os componentes que fazem parte do sistema de controle da velocidade do fluxo do ar de secagem. Este sistema é composto por um motor funcionando como exaustor e é equipado com uma turbina. O mesmo fica instalado na tubulação de retroalimentação do ar de secagem, o controle da rotação é feito por um inversor de frequência capaz de controlar a velocidade de rotação do motor de zero à rotação nominal do motor, que nesta aplicação é de 1680 rpm.

3.5 Avaliação energética dos sistemas de secagem e cálculo do consumo específico de