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24/02/2021 1 SECADORES INDUSTRIAIS TQ 104 – Evaporação e Secagem de Alimentos SECADORES INDUSTRIAIS AULA 4 1 Discente: Ana Paula Biz (anapbiz@gmail.com) SECADORES INDUSTRIAIS CLASSIFICAÇÃO DOS SECADORES Secadores Industriais Modo de transferência de calor CONVECÇÃO CONDUÇÃO RADIAÇÃO DIELÉTRICO COMBINADO Flash dryer Spray dryer Leito fluidizado Secador de túnel Secador de esteira Secador de cabine Secador rotativo Secador de leito de jorro Drum dryer Rotary dryer Secador de panela agitada Secador de bandeja Secador solar Secador infravermelho Microondas Túnel de microondas Secador radio- frequência Secador convectivo de microondas Secador de leito de jorro de microondas Secador convectivo infravermelho Fonte: RATTI (2009) Liofilizador Secador de bandeja a vácuo 2 24/02/2021 2 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR DE CABINE/BANDEJA Secadores Industriais O alimento entra em contato com ar quente e a secagem ocorre por convecção. Secador batelada (2000 – 20 000 kg/dia). Necessita de rodízio das posições das bandejas para secagem uniforme. Velocidade do ar deve ser ajustada de acordo com as características da amostra para não ocorrer o arraste de partículas. 3 FRUTAS VEGETAIS CARNES ERVAS MEDICINAIS SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR DE CABINE/BANDEJA Secadores Industriais 4 Vantagens Limitações 24/02/2021 3 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR A VÁCUO Secadores Industriais 5 Variação do secador de cabine/bandeja Opera em pressão reduzida: Usado como secador secundário: por exemplo, 0,00296 – 0,059 atm a temperatura de ebulição da água será 25 -30 °C. método convencional para diminuir a umidade a 20 % e depois usa-se SV para reduzir até 1 – 3 %. Método utilizado para: quando é necessário a retenção de ácido ascórbico. extração e concentração de essências e flavors. alimentos termo sensíveis e que oxidam com facilidade. SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR A VÁCUO Secadores Industriais 6 Vantagens Limitações Efeito dos métodos de secagem sobre o ácido ascórbico da acerola: FONTE: SONG; TAN; YANG (2020) Hot air drying Vacuum drying 24/02/2021 4 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR A VÁCUO Secadores Industriais 7 MODO CONTÍNUO: SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR DE TÚNEL Secadores Industriais Em contraste com os secadores de bandejas, onde as bandejas são fixadas em uma câmara de secagem, nos secadores de túnel as bandejas são empilhadas em carrinhos. 8 Frutas fatiadas, picadas, cortadas pela metade e frutas inteiras. Legumes fatiados ou picados. Especiarias fatiadas. FLUXO DO AR DE SECAGEM: 24/02/2021 5 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR DE TÚNEL Secadores Industriais 9 Vantagens Limitações SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR DE ESTEIRA Secadores Industriais 10 Único estágio Múltiplos estágios Funcionamento semelhante ao secador de túnel, em que o alimento é colocado sobre esteiras. Grãos, vegetais, frutas, cereais e nozes. Vantagens: secagem uniforme capacidade de ajuste da temperatura e da velocidade do ar de secagem controle do processo de secagem baixas emissões de poeira e ruído 24/02/2021 6 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR DE ESTEIRA Secadores Industriais 11 CONFIGURAÇÃO COMUM DO EQUIPAMENTO: - largura da esteira: 1-3 m - comprimento da esteira: 20 - 50 m ESTEIRAS SECADORES INDUSTRIAIS LEITO FLUIDIZADO Secadores Industriais 12 Partículas pequenas, vegetais em cubos, grânulos de frutas e produtos de alto valor agregado. Alimento é seco enquanto é suspenso por um fluxo de ar quente. Vantagens Limitações ↓aplicabilidade ↑Consumo de energia Aglomeração de partículas finas Arraste de partículas finas ↑Taxa de secagem ↑Eficiência termal Fácil controle ↓Custo de manutenção 24/02/2021 7 SECADORES INDUSTRIAIS LEITO FLUIDIZADO Secadores Industriais 13 MODO CONTÍNUO MODO BATELADA Partículas de maior densidade: necessitam de maior velocidade de ar para fluidizar o leito. As partículas de alimentos não devem ser pegajosas. Tamanho: 20 - 10 000 μm para facilitar a fluidização. Velocidade do ar tem que ser maior que a velocidade mínima de fluidização (μmf). SECADORES INDUSTRIAIS SPRAY DRYER Secadores Industriais 14 Etapas: 1. atomização da solução 2. contato entre as gotas e o ar quente 3. evaporação da água livre 4. separação/coleta das partículas Spray drying is defined as the transformation of feed from a fluid state into a dried particulate form by spraying the feed into a hot drying medium (Masters, 1991). 24/02/2021 8 SECADORES INDUSTRIAIS SPRAY DRYER Secadores Industriais 15 Vantagens Limitações Leite Café Chás SECADORES INDUSTRIAIS SPRAY DRYER Secadores Industriais 16 QUESTÕES PARA A ESCOLHA DO SPRAY DRYER: 1. qual é o material? 2. o spray dryer já foi utilizado para secá-lo? 3. é termo sensível? 4. é aquoso ou à base de solvente? 5. o pó resultante é inflamável? 6. quais as características da alimentação e os requerimentos do produto final? (viscosidade, concentração de sólidos, tamanho da partícula, umidade residual, densidade...) PARÂMETROS QUE INFLUENCIAM O PRODUTO FINAL: taxa de alimentação temperatura do ar de entrada pressão do ar comprimido do bico do atomizador fluxo de ar (corrente paralela, contracorrente, fluxo combinado) design do atomizador 24/02/2021 9 SECADORES INDUSTRIAIS SPRAY DRYER Secadores Industriais 17 "EVERYTHING IN A BOX“ (SANOVO PROCESS) Spray dryer horizontal: Menor espaço Menor custo de construção/instalação Preserva as propriedades do alimento SECADORES INDUSTRIAIS FLASH DRYER Secadores Industriais 18 A amostra (alimentação) é dispersa em um fluxo de ar aquecido (ou gás) que circula através de um tubo de secagem. Usando o calor da corrente de ar, o material vai secando conforme circula. O produto é separado usando ciclones e/ou filtro. Caseína Glúten Amidos Farinhas Materiais que escoam livremente, pois quando estão dispersos na corrente de ar não aglomeram e nem aderem às paredes. 24/02/2021 10 SECADORES INDUSTRIAIS FLASH DRYER Secadores Industriais 19 Secagem rápida FLASH DRYER Baixo tempo de residência (0,5 – 10 s) Método de pré-secagem ou pós-secagem Secador de leito fluidizado Spray dryer Tambor rotativo Spray dryer (produção de alimentos com menor teor de umidade) SECADORES INDUSTRIAIS FLASH DRYER Secadores Industriais 20 Para aumentar o tempo de contato partícula/ar quente e completar o processo de secagem: 24/02/2021 11 SECADORES INDUSTRIAIS DRUM DRYER Secadores Industriais 21 O alimento é seco na superfície do tambor oco aquecido internamente por vapor. APLICADO PARA SECAGEM: • alimentos viscosos ou em pastas. • amidos • baby food • purê de batata • purê de frutas • formulações de sopas O produto a ser seco deve aderir a superfície do secador (aditivos podem ser usados). SECADORES INDUSTRIAIS DRUM DRYER Secadores Industriais 22 24/02/2021 12 SECADORES INDUSTRIAIS DRUM DRYER Secadores Industriais 23 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR SOLAR Secadores Industriais Secador solar natural Secador solar indireto Secador solar direto 24 Secagem de alimentos pela exposição direta a luz solar. 24/02/2021 13 SECADORES INDUSTRIAIS SECADOR SOLAR Secadores Industriais 25 Vantagens Limitações SECADORES INDUSTRIAIS LIOFILIZADOR Secadores Industriais 26 A secagem por liofilização é a remoção da água por sublimação do estado congelado (gelo). Congelamento • O alimento é congelado. • Formação dos cristais de gelo. Sublimação • Remoção da água por sublimação. • 95 % da água é removida. • Etapa mais longa do processo. Dessorção • Remoção da água remanescente • É responsável por removerentre 5 a 10 % da água. • Ocorre o aumento da temperatura (max 50 °C) 24/02/2021 14 SECADORES INDUSTRIAIS LIOFILIZADOR Secadores Industriais 27 SECADORES INDUSTRIAIS LIOFILIZADOR Secadores Industriais 28 24/02/2021 15 SECADORES INDUSTRIAIS LIOFILIZADOR Secadores Industriais 29 LIOFILIZADO DESIDRATADO POR AR QUENTE Vantagens Limitações ↑Custo de manutenção ↑tempo de secagem ↑investimento inicial ↑Custo de operação ↑shelf life ↑qualidade sensorial ↑qualidade nutricional ↑Controle do processo SECADORES INDUSTRIAIS Checklist para a escolha do secador Secadores Industriais Qual a forma física da alimentação? Granular - Particulada Líquida - Pastosa Caso a alimentação seja particulada: Tamanho médio da partícula Distribuição do tamanho da partícula Densidade da partícula Qual é o combustível? Óleo - Gás - Eletricidade Conteúdo de umidade: Base seca Base umidade Sensibilidade ao calor: Ponto de fusão Temperatura de transição vítrea Tempo de secagem Curvas de secagem Efeito das variáveis do processo Rendimento médio Kg/h (base seca/úmida) Contínuo Kg por batelada (base seca/úmida) Requerimentos especiais: Material do equipamento Corrosão Toxicidade Risco de incêndio Sistema de secagem Espaço disponível para o equipamento e auxiliares 30 24/02/2021 16 SECADORES INDUSTRIAIS VÍDEOS Secadores Industriais 31 DRUM DRYER Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=ZdhsiNAXlWs LIOFILIZADOR Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=vLlURjyoY40 FLASH DRYER: Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=d0NeiYKDzrY SECADORES INDUSTRIAIS REFERÊNCIAS Secadores Industriais 32 ANANDHARAMAKRISHNAN, C.; ISHWARYA, S. P. Essentials and aplications of food engineering. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2019. BERK, Z. Food process engineering and technology. 3. ed. London Wall, London: Academic Press, 2018. DINÇER, I.; ZAMFIRESCU, C. Drying phenomena: theory and applications. Chichester, West Sussex: John Wiley & Sons, Ltd, 2016. MÜHLBAUER, W.; MÜLLER, J. Drying Atlas: Drying kinetics and quality of agricultural products. Royston Road, Duxford: Elsevier, 2020. MUJUMDAR, A. S. (Ed.). Handbook of industrial drying. 4. ed. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2015. RATTI, C. (Ed.). Advances in food dehydration. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2009. 24/02/2021 17 SECADORES INDUSTRIAIS REFERÊNCIAS Secadores Industriais 33 ARTIGOS: SECADOR A VÁCUO SONG, B.; TAN, H.; YANG, J. Effect of three drying methods on the drying kinetics and quality of acerola cherry. Journal of Food Processing and Preservation, v. 44, n. 9. 2020. SECADOR DE TÚNEL KERR, W. L. Food drying and evaporation processing operations. In: KUTZ, M. (Ed.). Handbook of Farm, Dairy and Food Machinery Engineering. New York: Academic Press, 2019. p. 353-387. SECADOR DE ESTEIRA SABAREZ, H. Drying of food materials. Reference Module in Food Science. 2016. LIOFILIZADOR BHATTA, S.; JANEZIC, T. S.; RATTI, C. Freeze-drying of plant based foods. Foods, v. 9, n. 1. 2020. SECADORES INDUSTRIAIS REFERÊNCIAS Secadores Industriais 34 LINK DAS IMAGENS: SECADOR CABINE/BANDEJA https://www.ike.cn/leave-cabinet-dryer-for-food-for-vegetable-ike https://qiaoxingmachinery.en.made-in-china.com/product/pCuxoYITYXVH/China-Dried-Food-Processing-Machine-Fresh-Vegetable-and- Food-Cabinet-Dryer.html https://food-drying-machine.com/food-drying-equipment/industrial-hot-air-food-circulation-oven.html http://irmaositimura.com.br/alimentos/estrutura.php https://moisturecontrol.weebly.com/drying-methods.html SECADOR A VÁCUO https://www.riddhipharma.net/vacuum-tray-dryer.html https://az.topchinasupplier.com/wholesale/Hot-Sale-Vacuum-Drying-Machine-Dryer-for-Harvest-Food_95808/ http://www.dryer-granulator.com/productshow.asp?ArticleID=0&id=40&cid=001 https://globalrustrade.com/pt/catalog/low-temperature-vacuum-drying-products/ https://ruianglobal.en.made-in-china.com/product/PKimhdbEaprL/China-Belt-Vacuum-Continuous-Drying-Machine-for-Food- Additive.html 24/02/2021 18 SECADORES INDUSTRIAIS REFERÊNCIAS Secadores Industriais 35 SECADOR DE TÚNEL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128148037000142 https://www.exportersindia.com/proveg-engineering-and-food-processing-pvt/fruit-vegetable-tunnel-dryer-3238135.htm http://www.kerone.com/tunnel-dryer.php SECADOR DE ESTEIRA https://www.tsunghsing.com.tw/en/product/Conveyor-Type-Auto-Dryer/conveyor_type_auto_dryer.html LEITO FLUIDIZADO https://www.powderbulksolids.com/drying-thermal-solids-processing/drying-and-cooling-food-products https://www.tianlienergy.com/products/Fluidized_Bed_Dryer.html http://eximinengineering.com/fluidized_bed_drying.php http://www.wonsen.net/product/new-type-fluid-bed-dryer-and-granulator-from-china-top-manufacturer-fg-series SPRAY DRYER https://www.gea.com/pt/products/dryers-particle-processing/spray-dryers/pilot-small-scale-spray-dryers/fsd-minor.jsp http://www.icf-welko.it/en/food/products/spray-dryer/ https://www.sanovoprocess.com/products/powder-processing/spray-drying/spray-dryer/ FLASH DRYER https://www.gea.com/pt/products/dryers-particle-processing/flash-dryers-coolers/flash-dryer.jsp https://www.indiamart.com/proddetail/pneumatic-flash-dryer-line-4521428897.html SECADORES INDUSTRIAIS REFERÊNCIAS Secadores Industriais 36 DRUM DRYER https://drumdryingresources.com/ddr/history-of-drum-drying http://www.homeythailand.com/Drum-Dried-Fruits-and-Vegetables.html https://www.indiamart.com/proddetail/steam-drum-dryer-2827772873.html http://www.jls-europe.de/products/dryer/atmospheric-double-drum-dryer.html https://gesaguilar.com/?product=gouda-t9-30-drum-dryer&lang=em https://drumdryingresources.com/ddr/history-of-drum-drying SECADOR SOLAR https://kisanclassifieds.com/ad/solar-dryer-for-sale#group https://www.toppr.com/ask/content/story/amp/solar-dryer-65187/ https://fenomenosdetransporte2unisul.wordpress.com/2018/06/29/secador-solar-hibrido-mecanismos/ https://energypedia.info/wiki/Solar_Drying http://www.solarfooddryer.com/Kit_Specs.htm https://hu.pinterest.com/pin/24558760455495491/ LIOFILIZADOR https://harvestright.com/commercial-freeze-dryer/ https://www.familysurvivalplanning.com/real-facts-about-freeze-dried-dehydrated-foods.html https://www.stethnews.com/2430/freeze-dried-vs-dehydrated-food/ https://harvestright.com/freeze-drying-vs-dehydrating/ http://www.freeze-dry.com/technology/
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