Orientador: Elias Basile Tambourgi

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O processo de secagem consiste na eliminação, através da evaporação, de um líquido volátil contido em um sólido não volátil. O Spray Dryer é um equipamento de secagem, que utiliza o processo de atomização para aumentar a área de contato do produto a ser seco com o ar quente. Dentre suas...

Resumo: O processo de secagem consiste na eliminação, através da evaporação, de um líquido volátil contido em um sólido não volátil. O Spray Dryer é um equipamento de secagem, que utiliza o processo de atomização para aumentar a área de contato do produto a ser seco com o ar quente. Dentre suas vantagens podem-se destacar a redução do volume do produto e diminuição do seu peso, aumentando sua facilidade de armazenagem e transporte. Através de um disco girando a alta rotação, o fluido é atomizado em uma câmara gerando uma névoa que, em contato com o ar quente, vaporiza-se instantaneamente. Utilizando-se desse processo, são gerados produtos na forma de pó como, por exemplo, leite, café, ovo, sabão, suco de fruta, corantes e antibióticos. As técnicas disponíveis na literatura para o projeto da câmara são baseadas no tempo de contato do fluído com o ar de secagem e não com o diâmetro da névoa de atomização. Em função do diâmetro não adequado da câmara, o material pulverizado e não seco, pode aderir à parede e alterar a qualidade do produto. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um método experimental de baixo custo para determinar o diâmetro máximo de câmaras de secagem para spray dryer com bocal rotativo baseado no leque da névoa. Uma prancha de madeira com material adsorvente colocada abaixo do disco permitiu quantificar a distância da névoa. As variáveis estudadas para demonstrar o método foram à distância entre a prancha e o disco (200, 300 e 400 mm), os diâmetros dos discos (30, 40 e 50 mm), as rotações (16.800, 21.000 e 28.000 rpm) e as vazões de alimentação de água (2,88.10-3 m³/h e 1,96.10-3 m³/h). Os resultados obtidos apresentaram elevados coeficientes de correlação para os discos de 40 e 50 mm, no dimensionamento do diâmetro máximo da câmara de secagem, porém para o disco de 30 mm, comparado aos discos de 40 e 50 mm, apresentou baixo coeficiente de correlação independente da vazão e da rotação. Foi também possível observar que, com o disco de 30 mm obteve-se o maior raio de pulverização, em contrapartida, o disco de 50 mm apresentou o menor raio de pulverização. A unidade experimental permite quantificar variáveis em geral negligenciadas nos projetos e nem sempre desprezíveis como o ponto de entrada do material no disco, altura do disco, assim como o formato e área lateral do disco

Abstract: The drying process is the removal through evaporation of a volatile liquid contained in a non-volatile solid. The Spray Dryer is drying equipment which uses the atomization process to increase the contact area of the product to be dried with hot air. Among the advantages can be emphasized...

Abstract: The drying process is the removal through evaporation of a volatile liquid contained in a non-volatile solid. The Spray Dryer is drying equipment which uses the atomization process to increase the contact area of the product to be dried with hot air. Among the advantages can be emphasized to reduce the volume of the product and its weight loss, improving storage and transport. Through a disk rotating at high speed, the fluid is atomized into a chamber generating a mist which, in contact with the hot air, vaporizes instantly. Using this process products are generated in powder form, for example, milk, coffee, egg, soap, fruit juice, coloring agents and antibiotics. The techniques available in the literature for the design of the camera are based on the time of contact of the fluid with air drying rather than the diameter of the spray mist. Depending on the diameter of the chamber is not adequate, the sprayed material and not dried can adhere to the wall and changes the quality of the product. This study aimed to develop an experimental method of low cost to determine maximum diameter of drying chambers to spray dryer with rotary nozzle based on the range of the mist. A wooden plank with adsorbent material placed below the disc allowed quantifying the distance fog. The variables studied to demonstrate the method, were the distance between the board and the disk (200, 300 and 400 mm), the diameters of the discs (30, 40 and 50 mm), rotations (16,800, 21,000 and 28,000 rpm) and flow rates of water supply (2.88.10-3 m³/h 1.96.10-3 m³/h). The results showed high correlation coefficients for the discs 40 and 50 mm, the dimensioning of the maximum diameter of the drying chamber, but to the disk of 30 mm, compared to discs 40 and 50 mm showed a low correlation coefficient independent flow and rotation. It was also observed that, with the disc of 30 mm was obtained the greatest radius spraying; by contrast, a 50 mm disk had the smallest radius of spraying. The experimental unit used to quantify the variables generally neglected in the design and also worthless as not always the point of entry of the material on the disc, disc height, as well as the shape and the side area of the disc