Comparação energética de diferentes métodos de secagem de alimentos utilizando código computacional EES

• Autor(a) principal: Ubaldine, Danilo Torquato
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
• Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/28161
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Consumo de energia; EES - Engineering Equation Solver; Entropia; Irreversibilidades; Fluidos refrigerantes; Energy; Entropy; Irreversibilities; Refrigerant fluids; Parametric analysis

O processo de secagem de alimentos apresenta diversos benefícios, como facilidade de armazenamento, redução da contaminação microbial e facilidade de transporte. Porém, é um processo que comumente consome muita energia. O presente trabalho apresenta um estudo que aborda a secagem de alimentos, a partir de uma avaliação termodinâmica dos objetos de estudo. A estrutura do trabalho é composta por cinco capítulos, e tem como objetivo geral realizar uma análise comparativa entre dois cenários diferentes de secagem de alimentos, o primeiro cenário composto por uma secadora de alimentos a bomba de calor, e o segundo cenário composto por uma secadora a resistência elétrica. O primeiro passo realizado foi uma revisão sistemática para avaliar os diversos estudos desenvolvidos na área de interesse. Posteriormente, foi desenvolvida uma avaliação termodinâmica da secadora a bomba de calor, através de uma aplicação da primeira e segunda leis da termodinâmica. Foi desenvolvida ainda uma análise paramétrica e uma comparação com diferentes fluidos refrigerantes. O próximo passo foi o desenvolvimento de uma avaliação termodinâmica da secadora a resistência elétrica e uma comparação com a secadora a bomba de calor. As avaliações termodinâmicas foram feitas com o auxílio do programa computacional Engineering Equation Solver. A partir do estudo, foi possível constatar que a secadora a bomba de calor apresentou resultados significativamente melhores do que a secadora a resistência elétrica em relação ao consumo de energia e à geração de entropia. A secagem utilizando a secadora a resistência elétrica apresentou um aumento de 209,9 % na demanda de energia para a secagem de batata doce e 74,7 % para a secagem de macaxeira. Em relação à entropia, a secadora a resistência elétrica apresentou valores maiores do que a secadora a bomba de calor utilizando o fluido refrigerante R717 em todos os cenários analisados. Por fim, foi desenvolvida uma análise do auxílio de energia solar fotovoltaica para a demanda de energia das secadoras de alimentos estudadas, para encontrar a área necessária para gerar a energia demandada no processo de secagem. O trabalho mostra que a utilização de bombas de calor no processo de secagem é uma alternativa viável do ponto de vista termodinâmico, para a redução do consumo de energia e desperdícios.