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Tipo: Dissertação
Data do documento: 16-Mai-2014
Autor(es): NASCIMENTO, Lidiane Diniz do
Primeiro(a) Orientador(a): FARIA, Lênio José Guerreiro de
Primeiro(a) coorientador(a): COSTA, Cristiane Maria Leal
Título: Caracterização, análise fluidodinâmica e secagem de sementes de painço em leito de jorro
Agência de fomento: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Citar como: NASCIMENTO, Lidiane Diniz do. Caracterização, análise fluidodinâmica e secagem de sementes de painço em leito de jorro. 2014. 141 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2014. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Resumo: Realizou-se a caracterização química, física e qualitativa das sementes de painço (S. italica) e em seguida, foi avaliado o comportamento fluidodinâmico, à temperatura ambiente, para diferentes cargas de material em duas configurações de leito de jorro: cônico (500, 800, 1100 e 1400 g) e convencional (1300, 1700 e 2100 g). A partir dos dados experimentais foi verificado que as partículas eram adequadas ao sistema utilizado, partindo então para a obtenção dos parâmetros operacionais característicos do jorro, os quais foram comparados com seus respectivos valores teóricos calculados por correlações empíricas disponíveis na literatura. Ao avaliar as condições experimentais, foi necessário optar por apenas uma das configurações de leito de jorro, prevalecendo o leito convencional. Em seguida, foi definida uma carga ótima de painço (1700 g) e deu-se prosseguimento à análise da cinética de secagem das sementes em leito de jorro convencional nas temperaturas de 44, 65 e 86°C por 132 min, verificando-se a ausência de taxa de secagem constante, indicando que a secagem foi controlada pelos mecanismos de difusão. O coeficiente de difusão efetivo das sementes de painço correspondeu a valores entre 0,7729x10-11 e 2,3189x10-11 m2/s e o valor de energia de ativação foi quantificado por meio da equação de Arrhenius, correspondendo à 24,86 kJ/mol. Os modelos matemáticos que melhor descreveram a curva de secagem foram Aproximação por Difusão, Page e Midilli et al. Além disso, foi aplicado um planejamento composto central rotacional com o objetivo de avaliar a influência das variáveis independentes tempo (X1) e temperatura (X2) nas respostas razão de umidade (XR), porcentagem de germinação (G) e índice de velocidade de germinação (IVG). As respostas selecionadas são determinantes no controle de qualidade de sementes, como no caso do teor de umidade, o qual deve ser adequado para o armazenamento. As respostas G e IVG são indicações do estado fisiológico da sementes, o que também é importante, de acordo com a finalidade do produto. Por meio das análises estatísticas, para um intervalo de confiança de 95%, verificou-se que XR e IVG sofreram influência apenas de X1, X2 e X22, enquanto G foi estatisticamente influenciado por X2 e X22. Os efeitos, para todas as respostas, foram negativos, indicando que XR e IVG decrescem com o aumento da temperatura e tempo de secagem enquanto G reduz com o aumento da temperatura. Por meio dos resultados estatísticos, foram propostos modelos quadráticos para as respostas analisadas, alcançando-se bons coeficientes de correlação (R2): 0,9632 (XR), 0,8999 (G) e 0,9724 (IVG). Posteriormente, foi determinado o ponto ótimo durante a secagem de sementes de painço em leito de jorro, por meio da Função desejabilidade, o qual foi correspondente a um tempo de secagem de 121 min à uma temperatura de 64°C, obtendo-se sementes com um percentual germinativo de 82,99% ; índice de velocidade de germinação de 29,33 (adimensional) e teor de umidade final igual a 11%.
Abstract: S. italica seeds were analyzed in chemical, physical and qualitative aspects and then the fluidynamics was evaluated at ambient temperature, for different loads of material in two spouted bed configurations: conical (500, 800, 1100 and 1400 g ) and conventional ( 1300, 1700 and 2100 g). From the experimental data it was found that the particles were suitable for the system used, so the operating parameters of the spouted bed were collected , which were compared with their theoretical values calculated by empirical correlations available in literature. According to experimental conditions, it was necessary to choose only one of the configurations of spouted bed, so it was decided to operate the conventional spouted bed. For the seed drying kinetics only the optimal load (1700g) was utilized and the temperatures used were 44 , 65 and 86 °C, verifying the absence of constant drying rate, indicating that drying was controlled by diffusion mechanisms. The effective moisture diffusivity was estimated, resulting in the range from 0.7729x10-11 to 2.3189x10-11 and the relationship between the temperature and the effective moisture diffusivity was described by Arrhenius equation, providing an activation energy of 24,86 kJ/mol. The mathematical models that best described the drying curve were Diffusion Approximation, Page and Midilli et al. Furthermore, a rotational central composite design was applied with the objective of evaluating the influence of the independent variables time (X1) and temperature (X2) on the responses moisture ratio (XR), germination (G) and speed germination index (SGI) . The chosen answers are necessaries in the seeds quality control, as in the case of the moisture content during the storage. The G and SGI responses are indicative of the physiological state of the seeds, which are also important, in accordance with the purpose of the product. Through statistical analysis, for a confidence interval of 95%, it was found that XR and SGI were influenced only by X1, X2 and X22 , while G was statistically affected by X2 and X22 . The effects for all responses were negative , indicating that SGI and XR decrease with increasing of temperature and drying time. The answer G decreases with increasing of temperature. Quadratic models were proposed by the statistical analyzes, reaching good correlation coefficients (R2); 0.9632 (XR), 0.8998 (G) and 0.9724 (SGI). Then, the optimal value of the foxtail millet drying process was determined, using the concept of Desirability Function, which was corresponding to a drying time of 121 min at a temperature of 64 ° C, getting seeds with 82.99% of germination; speed germination index of 29.33 (dimensionless) and final moisture content of 11%.
Palavras-chave: Secagem de sementes
Fluidização
Painço
Setaria italica
Sementes
Leito de jorro
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS ORGANICOS
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:Dissertações em Engenharia Química (Mestrado) - PPGEQ/ITEC

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