Modelagem, simulação e avaliação energetica e exergetica de secadores a leito deslizante

Orientador: Florencia Cecilia MenegalliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Neste trabalho simula-se um secador a leito deslizante com as seguintes configurações de escoamento: contra-corrente, concorrente e misto (contra + concorrente) com reciclo de ar. O modelo matemático baseou-se na integração das equações diferenciais de conservação de calor e massa, considerando-se, para cálculo da umidade do sólido, distribuições de tempo de residência verificadas experimentalmente. a sistema de quatro equações diferenciais ordinárias (E.D.O.) obtido é resolvido numericamente pelo algoritmo de Runge-Kutta de 4ª ordem. Verifica-se o ajuste do modelo à secagem de proteína texturizada de soja e assim, a determinação de algumas propriedades do sólido é apresentada. As equações para cálculo da eficiência térmica do processo e avaliação da destruição de exergia são discutidas. A influência de algumas variáveis de processo, como distribuição de tempo de residência, temperatura do gás de secagem, comprimento do leito e relação vazão de gás/vazão de sólido na eficiência do secador, para as configurações de escoamento anteriormente citadas, foi avaliada. A eficiência energética e exegética das diferentes situações permitiu estabelecer quais as condições de operação mais indicadas para esse tipo de secador quando se trabalha com proteína texturizada de sojaAbstract: This work deals with the modelling and simulation of a moving bed dryer with the following flow configurations: counter-current; concurrent and mixed flow (counter + concurrent) with air recirculation. The mathematical modelling was based on the balance equations of mass and energy conservation, considering, for the partic1e moisture calculation, residence time distributions obtained experimentally. The system of four ordinary differential equations was solved numerically by a Runge-Kutta algorithm of the 4th order. Determination of some of the physic~ properties of the material used, texturized soybean protein, are presented. Equations for ca1culating thermal efficiency and thermodynamic availability ("exergy") are discussed. The influence of the following process variables were evaluated for the above-mentioned flow configuration: residence time distribution, air drying temperature, bed length and gas mass flow rate/solid mass flow rate. The energetic and exergetic performance determined for the different situations allowed for the establishment of the most efficient operating conditions for this type of dryer when used for texturized soybean proteinDoutoradoDoutor em Engenharia de Alimento