Secagem de resíduos cítricos em secador rotativo

No presente trabalho, os fenômenos de transferência de calor e massa existentes no processo de secagem de resíduos cítricos foram estudados experimentalmente em um secador rotativo semi-piloto de contato direto e fluxos concorrentes, operando com alimentação contínua de sólidos. Os experimentos de secagem consistiram na obtenção de dados de umidade e temperatura em função do tempo para as fases sólida e fluida, avaliando a influência das principais variáveis operacionais de processo. A caracterização do material foi estudada em relação às massas específicas aparente e real, porosidade, calor específico e grau higroscópico. Este último, determinado através de condições de equilíbrio termodinâmico e pela cinética de secagem do resíduo em secador de leito fixo e camada delgada. Paralelamente, foi desenvolvido um modelo matemático dinâmico de parâmetros concentrados a duas fases, baseado em balanços macroscópicos de massa e energia para o sólido e para o ar de secagem. O sistema algébrico-diferencial foi resolvido numericamente por uma rotina computacional desenvolvida em linguagem MatLab, onde o processo de secagem era simulado considerando a distribuição de tempos de residência das partículas no interior do secador. A comparação entre resultados preditos e observados mostrou que o modelo matemático proposto necessita de aprimoramento, mas permite uma análise preliminar qualitativa da operação de secagem.In this present work, an experimental study about simultaneous heat and mass transfer phenomena was carried out during the drying process of citric solid waste in a direct-heat contact semi-pilot rotary dryer, operating with continuous feed of solids. The drying experiments consisted of obtaining humidity and temperature data as function of time for the solid and gaseous phases, evaluating the influence of the operational variables of the process. The material characterization was studied in relation to the apparent and real specific masses, porosity, specific heat and hygroscopicity. The last one was determined by thermodynamic equilibrium conditions and by the thin-layer drying kinetics of the solid waste in a fixed bed dryer. In parallel, a two-phase mathematical model of lumped parameters was developed based on macroscopic balances of mass and energy for the solid and for the drying air. The differential algebraic system was solved numerically using a computer routine developed in MatLab, where the drying process was simulated taking into consideration the particle residence time distribution inside the dryer. The comparison between the predicted and observed results showed that the model needs some improvement, but permits a preliminary qualitative analysis of the drying process