Orientadores: Silvia Azucena Nebra de Perez, Paulo de Barros Correa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T15:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_JoaoBatista_D.pdf: 10125305 bytes, checksum: 3a2060d9b6d2dcb9b84478cee2786202 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho estudou-se a otimização da secagem de milho a baixas temperaturasadotando-se a técnica da programação dinâmica. O objetivo foi o desenvolvimento de um programa computacional para minimizar o consumo de energia pela otimização da condução do processo. Adaptaram-se os fundamentos teóricos da programação dinâmica às características operacionais da secagem. O programa gerou estratégias de manejo que minimizaram o consumo de energia, estabelecendo uma rotina de operação do ventilador e do aquecimento do ar, para um período de secagem pré-determinado, mantendo-se a qualidade do produto. Essa estratégia otimizada, quando praticada a campo, é corrigida pelo próprio programa quando as condições para as quais ela foi gerada se alteram. Avaliou-se a sensibilidade do programa à variação de vários parâmetros que interferem no desempenho desse tipo de secagem. Comparando-se com secagem contínua, a estratégia otimizada propiciou economia expressiva de energia (mais que 50% em 74% dos casos estudados). As sugestões de trabalhos futuros consideram, entre outras, a validação do programa e o seu emprego no projeto e no manejo racional de unidades de secagem de grãos a baixas temperaturas / Abstract; In this work, the optimisation of com drying at low temperatures was studied adopting the dynamic programming technique. The objective was the development of a computational program to minimise the energy consumption trough the optimisation of the process management. The theoretical fundaments of dynamic programming were adapted to the operational characteristics of the drying processo The algorithm generated management strategies that minimise the energy consumption, fixing on an operational routine for fan and heater functioning, for a pre-determined drying period and preserving the quality product. When the algorithm is used in the field, the optimised strategy wil be corrected by the program ifthe weather conditions change. The sensibility ofthe program to the variation of the parameters that interfered in this type of drying process was evaluated. Compared to a continous drying, the optimised strategy produces an expressive economy of energy. The validation ofthe algorithm and its use in the project and rational management of grain drying units at low temperatures is suggested for future works / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T03:02:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CarlosAlbertode_M.pdf: 4234836 bytes, checksum: f6dc8ded4491e6573e188a473cc93888 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A secagem de grãos consiste em retirar parte da água existente no produto de modo a diminuir seu teor de umidade, reduzindo a atividade biológica, crescimento de fungos, ataque de microorganismos e insetos, e possibilitando o seu armazenamento por longos períodos de tempo. O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é um grão de elevado teor nutritivo, principalmente com relação à quantidade de proteínas, ferro e potássio, além de ser uma fonte de carboidratos, lipídios, fibras e vitaminas hidrossolúveis. A umidade do feijão recém colhido é demasiadamente alta para boas condições de conservação e armazenamento, necessitando, passar por um processo de secagem, antes da embalagem. Este trabalho teve como objetivo estudar e analisar o processo de secagem do feijão em leito de jorro, escala laboratorial, com condições operacionais contínuas e intermitentes quanto ao aquecimento e ao regime fluidodinâmico, do ar de secagem. Os experimentos em regime intermitente contemplaram dois tipos de regime: leito de jorro/leito fixo e leito de jorro/descanso. Uma montagem em escala de laboratório e operada em batelada foi utilizada, contendo um secador construído em acrílico, com a base cônica e a coluna cilíndrica. Para a obtenção dos dados experimentais utilizou-se a técnica de planejamento fatorial a 2 níveis, sendo avaliadas as influências das seguintes variáveis de processo: temperatura do ar de secagem, com valores de 80 e 60°C, umidade inicial dos grãos, com valores de 30 e 20%b.s., e tempo de intermitência da fonte de aquecimento e/ou fornecimento de ar, com valores de 40 e 20 minutos. Foram realizados dezesseis experimentos de secagem intermitente e obtidas as curvas de secagem, as curvas de taxas de secagem, a cinética de secagem, a variação da temperatura do grão e a análise da eficiência energética do processo. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados da secagem do mesmo material, em condições contínuas do ar, ou seja, em leito de jorro durante todo o período de secagem. A comparação demonstrou que o produto obtido com secagem intermitente atende ao nível exigido de qualidade quanto à umidade final e temperatura do grão, para a faixa experimental dos parâmetros de processo investigadas. A análise energética do processo indica resultados promissores de melhora na eficiência de secagem para as condições intermitentes, principalmente trabalhando-se com leito de jorro/descanso, ou seja, intermitência com interrupção no suprimento de ar ao leito / Abstract: The drying of grains consists on removing part of the water ITomthe product providing a decrease in its moisture content, and thus reducing biologica1 activity, groth of fungus, attacks by microorganisms and insects, with allows the grains storage for long periods. Beans, type Phaseo/us vu/garis L.,have a high nutrition value, specially with a relation to quantify of proteins, iron and potassium. This type of the grains is also a carbohidrate, lipids, fibers and vitamins source. The moisture content of the post harvest bean is toa high to good conditions of conservation and storage. The objective of this work was to study and analyse the drying ofbeans in a spouted bed, laboratory scale, in continuous and intermitent conditions of the drying air. Intermitence was applied in the heating supply to the bed and in the fluid-dynamic regime. The intermitent drying experiments were conducted in different conditions: spouted bed/fixed bed (intermitence in the dynamic regime) and spouted bed/"rest" (intermitence in the air supply). The dryer was made in plexyglass with a conical base and a cylindrical colunm. A 23 factorial planning technique was applied to the experimental data and the variables analysed were: air temperatures of 60°C and 80°C, initial moisture contents of 20 and 30% db, and intermitence of heating supply and/or air supply of20 and 40 minutes. For 16 experimental runs the drying curves, drying rates and grain temperature curves were obtained. And the drying kinetics and the energetic efficiency of the dryng processes were analysed. The results were compared to the ones obtained with continuos conditions of the drying air (spouted bed drying without intermitence). The results showed that the product obtained with intermitent drying attains the required quality for final moisture content and grains temperature, for the experimental conditions investigated. The energetic evaluation indicated satisfatory and improved results for the intermitent drying, mostly in the experiments of spouted bed/"rest" / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador : João Domingos Biagi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-31T16:39:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartori_JoseAparecido_M.pdf: 2517966 bytes, checksum: 3caabac02c294655306f6fb8a30eb115 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientadores: Kil Jin Park, Inacio Maria Dal Fabbro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-26T04:31:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes_AlexandreSznelwar_M.pdf: 5119734 bytes, checksum: 6ad8335c783ae55fc7350fc7b372e943 (MD5) Previous issue date: 2000 / Mestrado / Tecnologia Pós-Colheita / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: João Domingos Biagi e Jose Guilherme de Freitas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_LucianaMariaTerraAlves_D.pdf: 406025 bytes, checksum: 124eef056af28ce710e7550e07a31c59 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: João Domingos Biagi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-24T06:21:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_RicardoRamos_M.pdf: 5430707 bytes, checksum: 6f15be99e78c80dfc054ca9da6fffac4 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A qualidade da matéria-prima, de acordo com o seu uso final, é muito dependente das etapas do pré-processamento, principalmente durante a secagem. Este trabalho teve como finalidade investigar a secagem intermitente com fluxo cruzado e altas temperaturas e sua influênciana qualidade do trigo duro (Triticum durum L.). O experimento foi desenvolvido no Laboratório de Secagem do Departamento de Pré-Processamento de Produtos Agropecuários- DPPPA da Faculdade de Engenharia Agricola-FEAGRI/UNICA MP/SP e no Laboratório de Ensino Zootécnico-LEZO, do Departamento de Zootecnia da Faculdade de AgronomialUFRGS/RS. Foi construído um protótipo de secador intermitente em escala de laboratório com capacidade de 0,0182 m3na câmara de secagem e igual capacidade na câmara de repouso. Os tratamentos utilizados foram três temperaturas (80,100 e 120°C) e dois tempos de residência na câmara de secagem (5 e 10 minutos) e ainda uma secagem ao sol sobre lona. A matéria-prima utilizada foi o trigo duro IAC1002 sem qualidade para a indústria de farinha, conforme testes realizados (farinografia, alveografia, teste de panificação, teste de cozimento do macarrão, etc). Os resultados indicam que os tratamentos com temperaturas de secagem mais elevadas e maior tempo de residência na câmara de secagem, apresentam melhor rendimento térmico, menor tempo de secagem e conseqüentemente maior taxa de secagem e menor consumo específico de calor. Temperaturas do ar de secagem mais baixas e tempo de residência menor foram menos eficientes do que a secagem ao sol portanto desaconselhados para este tipo de equipamento. As secagens artificiais apresentaram taxas decrescentes de perda de umidade praticamente ao longo de todo o processo de secagem. O trigo seco foi avaliado ainda quanto a sua granulometria na moagem e na nutrição de ftangos de corte machos sexados da linhagem ROSS na fase inicial de crescimento (1 aos 21 dias). A granulometria do trigo indica que a secagem a altas temperaturas reduz o Módulo de Finura (MF), o Diâmetro Geométrico Médio (DGM) e altera o Índice de Uniformidade (lU), quando comparados com o produto seco ao sol. Quanto à nutrição dos ftangos nota-se que existe uma tendência a um maior peso final aos 21 dias (P=0,20) para os tratamentos que utilizaram temperaturas mais altas e maior tempo de residência na câmara de secagem / Abstract: Product quality depend on the processing methods used and also on the end use of the product. Of alI commomly used processes drying is one of the most important steps to assure grain quality. The objective of this work was to verify the influence of intermittent cross flow drying and high temperatures on IACI002 durum wheat (Triticum durum L.) final quality. A laboratory scale intermittent drier was used, with a drying and tempering chambers with capacity ofO.0182 m3.The temperatures were set to 80, 100 and 120°C with residence time of 5 and 10 minutes. Also a solar drying test was conducted. Results showed that treatments with high temperatures and high residence time in the drying chamber were the most efficients, showing lower drying times and higher drying rates. Lower drying air temperatures and residence time were less efficient even when compared to the solar drying. The drying with high temperatures ground wheat showed lower fineness modulus (FM) and partic1esaverage size (D) when compared to the solar drying. The dried wheat was ground and used as feed meal ingredient ofmale ROSS chicks. Eighty chicks aged fTomI to 21 days, were selected for a feeding testoThe chicks final weigths were higher when feeded with ground dried wheat with high drying air temperature and high residence time / Mestrado / Pre-Processamento de Produtos Agropecuarios / Mestre em Engenharia Agrícola

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-17T10:26:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1806234 bytes, checksum: a223d0bb812c4cea87db10d07b3dab1d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T10:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1806234 bytes, checksum: a223d0bb812c4cea87db10d07b3dab1d (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho consiste de quatro capítulos. No primeiro capítulo apresenta-se a primeira e segunda lei da termodinâmica como ferramenta de análise e projeto de secadores de grãos e alimentos. O modelo usado na análise de secagem em camada espessa consiste de equações de conservação de massa e energia para o ar e para a massa de grãos, acopladas a uma equação de exergia para o ar de secagem. As eficiências energéticas e exergéticas foram definidas e discutidas a partir de pontos de vista práticos. Uma técnica numérica recente na literatura, funções de base radial, foi utilizada para obter soluções associadas a um sistema de equações diferenciais não lineares, de características puramente convectivas. Os resultados simulados com base na função de base radial cúbica mostraram excelente acurácia quando comparados a problemas de benchmark (equação de Burger) e dados experimentais disponíveis na literatura referentes a secagem em camada espessa. A partir dos resultados obtidos, um estudo paramétrico de sensibilidade foi feito envolvendo a temperatura e a velocidade intersticial de secagem. Verificou-se também o efeito do teor de água inicial dos grãos. As análises permitiram uma visão geral do fenômeno de secagem por meio de perfis temporais e espaciais das temperaturas do ar e dos grãos, razão de umidade do ar e análises energéticas e exergéticas do processo. Uma análise detalhada das eficiências de primeira e segunda lei é apresentada. O segundo capítulo apresenta uma metodologia para a obtenção dos campos de velocidade e pressão em silos de processamento de grãos. O estudo do perfil do fluxo de ar é de grande importância para convecção adequada e boa qualidade do produto seco. Um esquema numérico baseado em funções de base radial (FBR) é usado para resolver uma versão altamente não-linear e modificada da equação de Navier-Stokes, aplicada ao fluxo de ar em meios porosos. A aproximação numérica para a solução é obtida por meio de uma versão modificada da aproximação FBR para a equação de difusão não-linear. Um esquema numérico simples, mas altamente eficaz, é proposto e demonstra-se que ele conduz a soluções altamente seguras e rápidas, tanto no caso de configurações geométricas unidimensionais quanto bidimensionais. No capítulo 3 apresenta-se um estudo de simulação de secadores utilizando um modelo bidimensional para secagem em camada espessa. Um sistema de secagem de milho foi simulado de modo a analisar seu comportamento temporal e espacial de secagem. A recente técnica de funções de base radial foi empregada para resolver um sistema de equações diferenciais parciais não-lineares, acoplado ao modelo de escoamento em meios porosos. Soluções de benchmark em duas dimensões foram obtidas ao utilizar o método de FBR para resolver a equação de convecção pura. Foram obtidos perfis espaciais de temperatura do ar de secagem e da massa de grãos, umidade relativa do ar intergranular e teor de água dos grãos. Um estudo paramétrico de sensibilidade foi feito envolvendo a temperatura e a velocidade intersticial de secagem. Ao final apresenta-se a integração de todos os capítulos para uma análise transiente e espacial energético-exergética do processo de secagem em camada espessa em duas dimensões. A modelagem até então apresentada e suas respectivas técnicas de solução, foram utilizadas para simular o processo de secagem. A metodologia para as análises energéticas e exergéticas foi expandida e aplicada para analisar o processo bidimensional de secagem em camada espessa. Um estudo paramétrico foi feito abrangendo as diferentes velocidades, temperaturas e teores de água dos grãos. Os resultados incluem perfis temporais e espaciais para as temperaturas do ar e da massa de grãos, umidade relativa e teor de água dos grãos. Mais especificamente, as variações temporais e espaciais de todos os parâmetros de secagem foram discutidas, assim como seus efeitos e suas eficiências energéticas e exergéticas associadas. Os dados resultantes mostram que este trabalho é de grande importância para os projetistas e pesquisadores de secagem. A metodologia apresentada permite análises futuras envolvendo diferentes geometrias e tipos de secadores. / This work consists of four sections. The section one presents the use of the first and second laws of thermodynamics as a tool to the effective analysis and design of food and cereal grain dryers. The model used in the analysis of deep-bed grain drying consisted of mass and energy conservation equations for the air and grain bed, coupled to an equation for the drying air exergy. Energy and exergy efficiencies are defined and discussed from practical viewpoints. The numerical solutions of the associated non-linear coupled advection-dominated partial differential equations were obtained by means of a scheme based on the meshless radial basis function method. The simulated results, based on the cubic radial basis function, showed excellent accuracy when compared to the benchmark Burger ́s equation analytical solutions and experimental literature available data for deep-bed corn grain drying. Given these results, a parametric sensitivity study was undertaken involving corn drying air temperatures and interstitial velocities The analyses allows a full view of the drying phenomena by presenting numerical temporal and spatial profiles of air and corn temperatures, bed moisture ratios, corn moisture content and related first and second law efficiencies. A detailed analysis of available first and second law drying efficiencies is presented. The second part presents a methodology for obtaining the pressure and velocity fields in grain processing bins. All types of dryers require knowledge of the air flow profile for adequate convection and good quality of the dried product. A numerical scheme based on radial basis functions (RBF) is used to solve the highly non-linear modified version of Navier-Stokes’ equation, applied to air flow in bed porous media. The numerical approximation to the solution is obtained via a modified version of the RBF approximation for the non-linear diffusion equation. A simple, yet highly effective, numerical scheme is thus presented and shown to lead to highly accurate and fast solutions to both one-dimensional and two-dimensional geometric configurations. A simulation study of dryers is presented in section three. A two dimensional deep bed drying model was applied. A corn drying system was simulated in order to analyze its temporal and spatial drying behavior. The recent radial basis function technique was employed to solve the associated non-linear set of differential partial equations. The numerical approximation to the velocity profile is obtained. Benchmark solutions were obtained solving the two dimensional advection equation. Spatial profiles for drying air temperature, corn temperature, relative humidity and moisture content are presented. A parametric sensitivity study was undertaken involving corn drying air temperatures and drying air velocities and initial bed moisture contents. In the last section a transient and spatial energy and exergy analysis of two dimensional deep-bed corn drying is presented. The methodology for the energetic and exergetic analysis was expanded and applied to analyze the two-dimensional deep-bed drying. A parametric study was carried on by spanning air temperature, interstitial velocity and initial bulk grain moisture contents. The results include time and spatial profiles for air and corn temperatures, bed relative humidity and most important, corn moisture content. More specifically, the temporal and spatial variations of all drying parameters are discussed as to their effects on the associated first and second law efficiencies. Therefore, this work should be of value to dryer designers and for future drying research objectives.

Orientadores: Marlene Rita de Queiroz, Thomaz Penteado de Freitas Borges / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-04T17:44:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_BrenoMonteirodos_M.pdf: 1088354 bytes, checksum: 34b6badc189dd2dfeafa1a3c5f41515c (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Uma metodologia para o projeto de coletores solares visando a secagem de grãos em silo foi implementada utilizando-se correlações empíricas previamente determinadas para o cálculo da fração solar fornecida pelo sistema. Foi realizado um estudo de caso de uma secagem de milho em silo, na cidade de Campinas ¿ SP, com pré-aquecimento do ar através de um coletor solar e aquecimento complementar com fonte energética convencional (GLP ou lenha). O coletor solar utilizado possui área de 1,80m2, foi construído com materiais de baixo custo e, devido ao material constituinte de seu leito (pedras britadas), apresenta elevada inércia térmica e capacidade de armazenar energia. A caracterização do coletor foi feita com o levantamento da sua curva de eficiência e com a determinação de sua constante de tempo. De maneira semelhante ao observado em coletores solares convencionais, a curva característica levantada apresentou comportamento linear. A capacidade de armazenar energia térmica foi constatada no elevado valor da constante de tempo obtida e pelas defasagens entre as curvas de calor útil fornecido ao ar e radiação solar incidente na superfície do equipamento. Na secagem de 1,20t de milho considerada no estudo de caso, utilizando-se uma vazão volumétrica específica de ar igual a 1,20 m3/m3.min à temperatura de 50°C, obteve-se uma economia de 31% na energia demandada para o aquecimento de ar. Através da análise de ciclo de vida econômico, para a utilização conjunta de energia solar e GLP no aquecimento de ar, foi determinada uma área coletora ótima de 7,50m2 a uma taxa de interesse de 0,12a.a., proporcionando o máximo retorno financeiro durante o ciclo de vida do equipamento. Aumentos nas taxas de interesse diminuem tanto os valores de área coletora ótima como do retorno financeiro durante o ciclo de vida econômico. Foi demonstrada, para as condições fixadas no estudo de caso, a viabilidade econômica da conversão de sistemas que utilizam GLP como fonte energética para sistemas assistidos por energia solar, proporcionando redução nos impactos ambientais da atividade e economia para o produtor rural. Nas mesmas condições foi verificada a inviabilidade econômica da utilização de energia solar em conjunto com a lenha / Abstract: A solar collector design procedure was proposed for sizing solar assisted crop-drying systems using empiric correlations, previously found, to determine the solar fraction supplied by the system. A case study of an in-bin crop drying was accomplished in the city of Campinas - SP with pre-heating of the air through a solar collector complemented by conventional energy source (LPG or firewood). The used solar collector had an area of 1,80m2, it was built with low cost materials and, due to its pebble bed, it presented a high thermal inertia and storing energy capacity. The collector was characterized by determining its efficiency curve and its time constant. As observed in conventional solar collectors, the characteristic curve presented linear behavior. The capacity to store thermal energy was confirmed by the high value of the time constant and by the delay between the useful heat and the incident solar radiation curves. In the studied case of drying 1,20 tons of corn, using a specific air flow rate equal to 1,20 m3/m3.min and a temperature of 50°C, it was saved 31% of the demanded energy for air heating. For a solar-assisted drying using LPG as the conventional source of energy, an optimum collector area of 7,50m2 was found through the life cycle saving analysis calculated with an annual interest rate of 0,12, providing the maximum saves during the equipment life cycle. Increasing the interest rate reduced both optimum collector areas and life cycle savings. For the crop drying case, it was demonstrated the economical viability of the conversion of LPG based to solar-assisted systems, providing reduction in the environmental impacts of the activity and savings for the rural producer. In the same conditions was demonstrated there is no economical viability in the conversion of firewood based to solar-assisted systems / Mestrado / Tecnologia Pós-Colheita / Mestre em Engenharia Agrícola