Análise do efeito das condições operacionais e características geométricas do leito de jorro na secagem de pastas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Perazzini, Maisa Tonon Bitti
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10481
Resumo: In this present work, the fluidynamic and drying process of paste in a spouted bed was analyzed. The experiments were conducted using polyethylene particles of 4.38 mm of diameter and 930.5 ± 0.3 kg/m3 of specific mass as inert particles, different loads of inert particles (1.50, 3.00 and 4.50 kg) and a fixed static bed height (23.50 cm). The spouted bed consisted of a cylindrical vessel, with 120 cm of height, 30 cm of diameter, 3 cm of inlet diameter, three lower cone angles (45, 60 and 75º) and two geometric factors of inlet nozzle (Venture and straight pipe). Distilled water and skimmed milk were employed as pastes. Bed pressure, inlet air temperature and velocity, exhaust temperature and dry and wet bulb temperature were measured during the experiments. Results have shown that the bed geometry had influence on the bed fluidynamic and drying process. With respect to fluidynamics, it was found that for fixed particles loads, increasing the cone angle from 45º to 75º decreased the minimum spouting velocity and the pressure drop. However, for a fixed cone angle, increasing the particles loads increased the fluidynamics parameters. The correlations used to predict the values of umj, ΔPmáx and ΔPmj showed a limitation on their application with the operating conditions studied. As regards the drying of skimmed milk, the results showed that the drying process is favored by the cone angles 45º and 75º. This was attributed to the high number of particles collisions and agitation inside the drying chamber , by the bed configurations. Finally, it was found that the Venturi nozzle provided a greater bed stability during drying of skimmed milk over the nozzle type straight pipe.
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The spouted bed consisted of a cylindrical vessel, with 120 cm of height, 30 cm of diameter, 3 cm of inlet diameter, three lower cone angles (45, 60 and 75º) and two geometric factors of inlet nozzle (Venture and straight pipe). Distilled water and skimmed milk were employed as pastes. Bed pressure, inlet air temperature and velocity, exhaust temperature and dry and wet bulb temperature were measured during the experiments. Results have shown that the bed geometry had influence on the bed fluidynamic and drying process. With respect to fluidynamics, it was found that for fixed particles loads, increasing the cone angle from 45º to 75º decreased the minimum spouting velocity and the pressure drop. However, for a fixed cone angle, increasing the particles loads increased the fluidynamics parameters. The correlations used to predict the values of umj, ΔPmáx and ΔPmj showed a limitation on their application with the operating conditions studied. As regards the drying of skimmed milk, the results showed that the drying process is favored by the cone angles 45º and 75º. This was attributed to the high number of particles collisions and agitation inside the drying chamber , by the bed configurations. Finally, it was found that the Venturi nozzle provided a greater bed stability during drying of skimmed milk over the nozzle type straight pipe.No presente trabalho, foi realizado um estudo experimental do efeito das condições operacionais e das características geométricas do leito de jorro na secagem de pastas. O procedimento experimental foi conduzido empregando-se como inertes partículas de polietileno de 4,38 mm de diâmetro e massa específica de 930,50 ± 0,3 kg/m3 e como pastas água destilada e leite desnatado. O leito de jorro utilizado foi composto por uma coluna cilíndrica de aço inox com 120 cm de altura, 30 cm de diâmetro, base cônica inferior com ângulos de 45, 60 e 75º e diâmetro de entrada de 3 cm. Foram empregadas duas geometrias distintas de bocal de entrada de ar (Venturi e tubo reto), massa de material inerte equivalente a 1,50; 3,00 e 4,50 kg e altura fixa de leito estático de 23,50. Durante experimentos foram obtidos dados de queda de pressão do leito, velocidade do ar de entrada, temperatura de entrada e saída do leito e temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido, bem como a umidade do pó produzido. Os resultados obtidos mostraram um efeito significativo das características geométricas do leito tanto no comportamento fluidodinâmico quanto na secagem de pastas em leito de jorro. Com relação à fluidodinâmica do leito, foi verificado que para um valor fixo de massa de material inerte, a modificação do ângulo de cone de 45º para 75º reduziu os valores de velocidade mínima de jorro, queda de pressão máxima do leito e queda de pressão de jorro estável. No entanto, para um valor fixo de ângulo de cone o aumento da quantidade de partículas elevou os valores destes parâmetros. As correlações da literatura testadas para a previsão dos valores de umj, ΔPmáx e ΔPmj, em sua maioria superestimaram os dados experimentais, mostrando uma limitação na sua aplicação dentro das condições operacionais estudadas. No que se refere à secagem de leite desnatado, os resultados mostraram que o processo de secagem foi favorecido pelos ângulos de cone de 45º e 75º. Estes resultados foram atribuídos ao maior número de colisões entre as partículas e a maior agitação no interior da câmara de secagem proporcionado por estas configurações de leito. Foi constatado também que o bocal de entrada de ar do tipo Venturi proporcionou ao leito maior estabilidade durante a secagem de leite desnatado em relação o bocal do tipo tubo reto.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQUFSCarSecagem de pastasLeito de jorroEntrada de ar VenturiPaste in a spoutedSpouted badVenturi nozzleENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICAAnálise do efeito das condições operacionais e características geométricas do leito de jorro na secagem de pastasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisOnline6006002e542afc-9fec-43b4-b11a-1eb2ed3a1f3dinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALPERAZZINI_Maisa_2015.pdfPERAZZINI_Maisa_2015.pdfapplication/pdf2099542https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10481/1/PERAZZINI_Maisa_2015.pdf1de18ef49d2e65e79074e0e52a7e3622MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10481/2/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD52TEXTPERAZZINI_Maisa_2015.pdf.txtPERAZZINI_Maisa_2015.pdf.txtExtracted texttext/plain216044https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10481/3/PERAZZINI_Maisa_2015.pdf.txt36b34170c36ddc9327b93b7c04d9daa9MD53THUMBNAILPERAZZINI_Maisa_2015.pdf.jpgPERAZZINI_Maisa_2015.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6447https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10481/4/PERAZZINI_Maisa_2015.pdf.jpg2caaba302403b843d7df12868271fbb0MD54ufscar/104812023-09-18 18:31:16.987oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:16Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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