Dados do Trabalho

Título

EFEITOS DA UNIFORMIDADE DE TEMPERATURA EM CÂMARA DE SECAGEM DE UM DESIDRATADOR CONVECTIVO DE ALIMENTOS NA EFICIÊNCIA DO PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO ATRAVÉS DA MODELAGEM E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Introdução

Na indústria de alimentos, processos que envolvem aquecimento e desidratação têm alto consumo de energia, impactando significativamente os custos. O desafio é desenvolver desidratadores mais eficientes. A geometria da câmara de secagem é preponderante, pois define a transferência de energia e o processo de secagem. Portanto, modelar e simular novas geometrias podem otimizar o processo. O objetivo é comparar a eficiência energética do processo de desidratação em uma câmara de secagem de um desidratador convectivo de alimentos através de modelagem e simulação de fluidodinâmica computacional de modelos com e sem melhorias na geometria estrutural do desidratador.

Material e Métodos

Para isso, foi utilizado um PC 64 Bits, instalado com Solidworks Premium 2022 SP 5.0 para modelar a geometria estrutural da câmara e do isolante térmico. A simulação foi realizada através do Flow Simulation, previamente definidas as condições de contorno e dados de entrada. Os cálculos de consumo de energia foram realizados utilizando o Microsoft Excel 2019. A análise estatística (ANOVA) através do SAS OnDemand for Academics. Foram desenvolvidos 12 modelos com mesmo volume interno e geometrias internas diferentes. Cada modelo passou por 5 simulações em triplicata, gerando valores de fluxo de ar, temperatura, umidade, pressão e diversas propriedades termodinâmicas. Os dados obtidos com a simulação foram inseridos em uma tabela para cálculo de consumo de energia.

Resultados e Discussão

Como resultado, o modelo V8.0 teve uma eficiência energética de 25% em relação ao segundo melhor modelo. A simulação gerou visualizações gráficas em regime transitório e em regime estacionário de todo o processo. Houve diferenças significativas em todos os modelos gerados. O modelo V8.0 foi o mais eficiente, pois levou à uniformidade de temperatura em toda a câmara de secagem, evitando a necessidade de rodízio de bandejas. Isso foi possível graças à geometria dos dispersores, ao posicionamento das resistências e ao dimensionamento adequado dos ventiladores.A modelagem e a simulação são ferramentas importantes de predição, essenciais no desenvolvimento de equipamentos inovadores. Através dessa análise, foi possível dimensionar um desidratador de alimentos que não necessita de rodízio de bandejas durante o processo, devido à uniformidade de temperatura alcançada na câmara de secagem.

Conclusão

Houve diferenças significativas em todos os modelos gerados. O modelo V8.0 foi o mais eficiente, pois levou à uniformidade de temperatura em toda a câmara de secagem, evitando a necessidade de rodízio de bandejas. Isso foi possível graças à geometria dos dispersores, ao posicionamento das resistências e ao dimensionamento adequado dos ventiladores.
A modelagem e a simulação são ferramentas importantes de predição, essenciais no desenvolvimento de equipamentos inovadores. Através dessa análise, foi possível dimensionar um desidratador de alimentos que não necessita de rodízio de bandejas durante o processo, devido à uniformidade de temperatura alcançada na câmara de secagem.