Uma indústria de óleo de amendoim necessita secar semente contendo
de água até
(umidade mínima permitida para que não ocorra degradação alimentícia). O processo consiste de uma corrente de sementes que é enviado para um secador. Ar é alimentado no mesmo secador retirando a umidade das sementes em forma de vapor. O ar que sai do secador é separado em duas correntes, uma é despejada para o ambiente e outra é reciclada e adicionada ao ar fresco, e esta alimenta o secador. Calcular a quantidade de ar fresco necessário por kg de semente e a razão de reciclo. Dados: umidade de ar fresco:
ar seco. Umidade de ar de saída:
ar seco e umidade de entrada no secador:
ar seco.
Passo 1
O enunciado trata de secar sementes com 12 % de água até 6 % de água, usando um secador onde o ar entra com umidade de
kg
O/kg ar seco e sai com
kg
O/kg ar seco. Parte desse ar de saída é reciclada (umidade
) e misturada ao ar fresco (umidade
) para compor a alimentação do secador, que tem umidade alvo
. Vamos precisar de:
- Balanço de massa de água nas sementes para achar a quantidade de água removida.
- Balanço de água no secador para calcular o fluxo total de ar seco necessário.
- Equilíbrio de umidade na mistura ar fresco + ar reciclado para determinar a razão de reciclo.
- Cálculo do ar fresco por kg de semente.
Passo 2
Calcular a água removida das sementes:
Massa inicial de água em 1 kg de semente:
Massa inicial de água em 1 kg de semente:
Massa de sólidos secos permanece
kg. Para 6 % de água final, o total de massa é
logo água residual
Água removida
Passo 3
Balanço de água no secador (toda a massa de ar seco que entra sai como ar seco também):
Água removida das sementes
Água removida das sementes
deve igualar à água ganho pelo ar
onde
é o fluxo de ar seco (kg) e
,
. Assim,
Passo 4
Mistura de ar fresco (umidade
) e ar reciclado (umidade
) para obter
. Se
é a fração reciclada, então
Isso significa que metade do ar seco que alimenta o secador vem da reciclagem.
Passo 5
Fluxo de ar fresco por kg de semente é
Passo 6
Razão de reciclo, definida como fluxo reciclado sobre fluxo de ar fresco, é
Resposta
Ar fresco necessário:
kg de ar seco por kg de semente.
Razão de reciclo: (ou seja, recicla-se 1 kg de ar seco para cada 1 kg de ar fresco).
Razão de reciclo: