Spray dryer

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PROGRAMA DESENVOLVIDO EM LINGUAGEM C, VISANDO O DIMENSIONAMENTO DE SECADOR SPRAY-DRYER CO-CORRENTE

Rosemary Carvalho e Enrique Ortega
Faculdade de Engenharia de Alimentos, Unicamp, CP 6121
CEP 13083-970, Campinas, São Paulo, Brasil.


ABSTRACT:

A computer program, using C language, was developed to solve spray-drying problems . The objective is to verify the achieved results by handmade calculations. These dryers have large range of use in the food industry due to market’s need of powder products . The main applications of these dryers are coffe and milk prodution.In the program the operations conditions pre-fixed and it is required to determine the dimension of the dryer.


INTRODUÇÃO:

O problema escolhido foi retirado do livro texto “Food Process Engineering” deHeldman e Singh(1981), para facilitar a aprendizagem Engenharia de Alimentos de uma forma geral, sendo este um projeto de software preparado para a disciplina Computadores na Indústria de Alimentos. A metodologia de cálculos utilizada esta descrita no livro citado. Na determinação dos parâmetros utilizados, é sugerido que se consulte o Manual do Engenheiro Químico (Perry e Chilton, 1986) e a astabelas de propriedades de alimentos disponíveis na literatura referente à Engenharia de Alimentos.

Problema Apresentado:

Uma indústria deseja secar um produto que contém 20% de sólidos totais, utilizando um secador do tipo spray-dryer co-corrente. Deseja-se dimensionar o mesmo a fim de se obter um produto com uma determinada umidade.

Os dados fornecidos são os seguintes:

Vazão mássica dasolução : 1000 kg/h
Temperatura do ar ambiente: 30 °C
Temperatura do ar aquecido na entrada do trocador: 110 °C
Temperatura do ar na saída do secador: 55 °C
Umidade inicial produto: 0.5 kg água/kg produto
Umidade final produto: 0.04kg água/kg produto
Calor latente de vaporização da água : 2325 kJ/kg
Diâmetro do atomizador : 40 a 70 microns

O diâmetro dosecador deverá ser pré-fixado pelo usuário. As propriedades físicas do ar e do produto devem ser obtidas em tabelas ou gráficos fornecidos ao programa na fase de entrada de dados.


A questão básica a ser resolvida é:

Conhecido o diâmetro do secado, calcular a altura do mesmo de modo a satisfazer as condições físicas pré-fixadas(umidade inicial, umidade final, vazão mássica de alimentação,fração de sólidos presente na solução).

Opções do usuário:

1. O programa permite a modificação basicamente dos seguintes parâmetros: vazão mássica de alimentação, fração de sólidos presente na solução e diâmetro do secador. O usuário deverá fornecer os valores das propriedades físicas do ar nas temperaturas de interesse.

2. Se necessário o usuário pode alterar o diâmetro dosecador e as condições de entrada do ar bem como suas características físicas.

O programa na presente versão obriga o usuário a procurar dados das propriedades em tabelas e gráficos podendo ser este um dos inconvenientes do mesmo. Esta limitação entretanto, é ao mesmo tempo um desafio no sentido de se trabalhar em uma nova versão do mesmo. Nesta as funções de cálculo de propriedades físicasnecessárias poderão ser determinadas e incluídas no programa de forma a automatizar e atualizar os valores das variáveis .


MODELAGEM E SIMULAÇÃO:

O programa é composto de quatro etapas básicas:


1. Apresentação do programa.


2. Visualização de dados pré-estabelecidos e resultados dos cálculos com esses valores, com opção de aceitação ou mudança de valores.


3.Modificação de valores, cálculos e visualização de resultados na mesma tela com opção de aceitação ou mudança de valores.


4. Tela de resultados parciais e opção de gravação de dados em arquivo.





ALGORITMO


1. VARIÁVEIS DE ENTRADA :

Vazão mássica de alimentação [kg/h]: m
Fração inicial de líquido na solução: xwi
Fração de sólidos na solução: x
Fração de...
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