Exercícios Operações Unitárias II - Secadores

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Ministério da Educação 
Instituto Federal de Goiás 
Cãmpus Goiânia 
Departamento de Áreas Acadêmicas 2 
 
 
Pág. 1 
Operações Unitárias II 
 
Questão 1 
 
Lista 5 de Operações Unitárias 2 – Pâmella Andrade 
 
A secagem foi um dos primeiros métodos de conservação de alimentos 
utilizados pela humanidade. Por se tratar de um processo complexo, a natureza 
do alimento, suas propriedades físicas e sua relação com os fenômenos de 
transferência de calor e de massa devem ser levados em consideração no 
dimensionamento de secadores industriais. A figura a seguir representa uma 
curva típica de secagem de um determinado alimento (kg de água retirada em 
função do tempo). 
 
Com base na figura e nas informações apresentadas, faça o que se pede nos 
itens a seguir. 
a) Identifique os períodos A, B, C, D e E e explique o que ocorre em cada um 
deles. 
Resposta: 
- O segmento AB é o período em regime não permanente, durante o qual a temperatura do 
sólido atinge o seu valor de regime permanente. A temperatura do alimento irá começa a 
diminuir visando alcançar um período constante que é definido como o ponto de adaptação 
do alimentos as temperaturas envolvendo o processo de secagem. 
- No segmento BC a taxa de mudança encontra-se constante, o que reflete que a 
temperatura do alimento econtra-se igual a temperatura do processo de secagem. 
- No segmento CD indica o fim do período de secagem constante e o ínicio do aumento 
significativo da umidade. 
- Segmento DE: etapa final onde a umidade do alimento visa alcançar o equilíbrio entre as 
condições do ambiente. 
 
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Operações Unitárias II 
 
Questão 2 
 
 
b) Apresente e justifique pelo menos dois fatores que podem alterar o 
comportamento de uma curva típica de secagem de alimentos. 
Resposta: 
1. Temperatura do ar pode ser considerado um dos fatores, pois este influencia 
diretamente o processo de secagem podendo refletir em uma queda significativa 
de tempo. 
2. Tamanho do alimento pode ser considerado outro fator, pois quando mais 
massa maior o gasto energético o que pode refletir em um aumento significativo 
de tempo. 
 
 
Um secador rotativo, não isolado, operando em contracorrente com ar quente é 
utilizado para secar sulfato de amônia de 3,5 % a 0,2 % de umidade em base 
úmida. O secador tem 1,2 m de diâmetro e 6,7 m de comprimento. Ar 
atmosférico a 25 oC e com 50 % de umidade porcentual será aquecido 
pela passagem sobre serpentina com vapor, até 90 oC antes de entrar no 
secador e espera-se que saia do equipamento de secagem a 32 oC. O sólido 
entrará a 25 oC e espera-se que seja descarregado a 60 oC. O produto será 
obtido a uma vazão de 900 kg/h de material úmido. Estimar a quantidade de ar 
necessária e a quantidade de vapor de água utilizada no aquecimento do ar 
(vapor disponível a 0,90 kgf/cm2). Considere: perdas de calor para o ambiente 
como 11000 W, ∆HA desprezível, calor específico do sólido (csol) = 1507 J/kg 
K.