Análise da secagem convectiva de resíduo proveniente da fabricação de vinho

• Autor(a) principal: Dias, Gilmara Emanuela Leobet
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3314
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO BASICO::RESIDUOS SOLIDOS, DOMESTICOS E INDUSTRIAIS; Vinho e vinificação; Secagem; Calor - Convecção natural; Sustentabilidade e meio ambiente; Saneamento; Engenharia civil; Wine and wine making; Drying; Heat - Convection, Natural; Sustainability and the environment; Sanitation; Civil engineering; Engenharia Civil

A borra é um resíduo proveniente do processo de fabricação do vinho que, sem o correto tratamento, acaba poluindo o ambiente. Assim, diante desta problemática, este trabalho tem como objetivo estudar a secagem da borra vinícola. O propósito principal diz respeito ao estudo de métodos de secagem do resíduo visando a redução do volume de água e, estabilidade e qualidade dos compostos orgânicos presentes para um aproveitamento posterior. Primeiramente, o resíduo foi caracterizado físico-quimicamente por pH, turbidez, condutividade, Demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio, fósforo, sólidos totais e grupos funcionais. Após a caracterização, foi realizado o planejamento fatorial e ensaios preliminares para definir os métodos e equipamentos de secagem. Procederam–se os experimentos de secagem em estufa sem circulação de ar; secagem em estufa com circulação de ar, secagem por aquecimento infravermelho e secagem por convecção forçada usando túnel de vento a fim de conhecer o comportamento térmico do resíduo através da umidade em base seca e do fluxo de massa de água. Também foram realizados experimentos de Análise Termogravimétrica (ATG), Análise Térmica Diferencial (ATD), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os métodos de secagem foram analisados comparativamente quanto ao fluxo mássico do resíduo e taxa de secagem para diferentes temperaturas. A partir do planejamento fatorial e dos ensaios preliminares verificou-se o quanto a temperatura e interação entre temperatura e altura de camada exercem influência significativa no resíduo a ser seco. Através da curva de nível e da superfície de resposta observou-se que a secagem apresenta melhores resultados para temperaturas menores que 85 °C. Assim, os métodos de secagem estudados foram para temperaturas próximas de 85 °C. Dentre estes métodos, a secagem em estufa com convecção natural apresentou comportamento semelhante quando comparada a secagem via aquecimento por infravermelho (IR), sendo o IR levemente mais rápido. Na temperatura de 60°C, ambos obtiveram tempo de secagem de 300 min. Ao comparar a estufa de convecção forçada (EC) com o ensaio em túnel de vento (TV), as cinéticas de secagem foram semelhantes com tempo de 112 min para 60 °C. Assim, comparando-se os métodos, o processo de evaporação foi mais eficaz por meio do escoamento forçado (CF) em relação à secagem por convecção natural (CN). Nos ensaios realizados a 60 °C percebe-se que a secagem por CF obteve um tempo de secagem bem menor (110 min) em comparação a CN (325 min), em relação ao fluxo mássico de água a CF aprensentou valores bem mais elevados (0,46 g/s/m²) quando comparada a CN (0,21 g/s/m²), comportamento que repetiu-se para as outras temperaturas estudadas. Desta maneira, conclui-se que os processos de secagem adotados foram adequados para secagem da borra vinícola, principalmente por meio de CF. Conclui-se também, através das análises térmicas e da comparação do resíduo com água pura, que há influência dos compostos fenólicos presentes no resíduo durante os processos de secagem e, consequentemente, na temperatura.