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PRONATEC Curso: Operador e Processador de Grãos e Cereais Unidades e conversão de medidas: PRESSÃO E TEMPERATURA Profª.: Eng.ª Agrônoma Mara Janny G. Sanção Definição de Pressão Pressão pode ser definida como sendo a relação entre uma força aplicada perpendicularmente (90º) à uma área e é expressa pela seguinte equação: CONVERSÃO DE UNIDADES 1 atm = 760 mmHg= 760 torr 1 mmHg= 1 torr 1 atm= 101,325 Pa 1 mmHg= 133,322 Pa 1 bar = 100 KPa Definição de Pressão ⚫Grandeza mais medida nos processos industriais. Fonte: Revista Control Engineering, 2002 Exercício de conversão de Pressão 1. Converta a) Quantos mmHg corresponde a 5 atm? 1 atm ___ 760 mm Hg 5 atm _____x x= 3800 mmHg B) Quantos mmHg corresponde em 8 Pa 1 mmHg ___ 133,322 Pa x ___ 8 Pa x = 16,66 Pa Exercício de conversão de Pressão c) Converta 3 atm em Pa 1 atm____ 101,325 Pa 3 atm ____ x x = 303, 975 Pa D ) Converta em mmHg em 600 torr 1 mmHg___ 1 torr x ____ 600 X= 600 mmHg Exercício de conversão de Pressão e) Quanto equivale em Kpa 55 bar 1 bar ___ 100 Kpa 55 bar __ x X= 5500 Kpa Aplicabilidade da pressão no processamento de grãos e Cereais Regulagem de secadores Pressão ideal = passagem regular do ar pelo resfriamento. Pressão baixa =prejudica o resfriamento, o ar passa direto pelo ventilador, ou seja, não passa pelos grãos A pressão pressupõem que não tem nada obstruindo o ar. Essas obstruções não significa que está entrando muito ar, está ocorrendo alguma perda depois do ventilador . Exemplo: Sistema de captação de pó Silo secador com fundo falso erguido. Es os canais do ar devem estar bem limpos, para evitar resíduos de produtos ,e evitar a obstrução da passagem de ar A saída do ar é em 100% da base . Atenção para a utilização com o ventilador correto. Normalmente se usa o ventilador centrífugo TERMOLOGIA Termometria em processamento de grãos e cereais • A temperatura e a umidade relativa do ar podem ser alteradas para garantir a qualidade dos grãos durante a armazenagem. Por isso, devem ser medidas e controladas. • umidade relativa do ar é medida por higrômetro ou psicrômetro Termometria em processamento de grãos e cereais b.s b.u Termometria em processamento de grãos e cereais • Teor de umidade = determina o tempo de armazenamento dos grãos • Grão = Formado água + Matéria Seca • Água = está dentro da MS ou livre • Remoção da água livre / SECAGEM • + umidade + respiração + calor = Aquecimento da massa de grãos • Ataques de insetos, fungos aumenta o aquecimento dos grãos Termometria em processamento de grãos e cereais • Influencia na respiração – a mesma Umidade, Grãos + quente, respiram +, liberam + calor, consequentemente aumenta o aquecimento e + perdas • Grãos quentes são consequência de alta umidade, ou de deficiente resfriamento após a colheita • Quanto + baixa a T da massa de grãos, melhor conservação e... < ataque de insetos e fungos • Baixa T na respiração – melhor a conservação dos grãos Termometria em processamento de grãos e cereais Secagem em altas temperaturas: Temperatura máxima de secagem= deve ser aquela que não prejudica a qualidade do produto. TEMPO DE ARMAZENAMENTO Termometria em processamento de grãos e cereais Secagem em altas temperaturas: • Temperaturas a cima 60 ºC na massa , o endosperma dos grãos sofrem alterações químicas, • Não afeta o produto como alimento • Afeta a taxa de extração de amido • Vários tipos de secadores a temperatura dos grãos durante a secagem não atinge a temperatura do ar aquecido, que é insuflado através da massa de grãos, parte do calor é absorvido pelo grão para evaporar água contida no produto. Controle da Termometria • Diariamente T • Revise os grãos no mínimo uma vez na semana • Análise sensorial, cheiro, umidade, presença de mofo em cima no silo • Grãos brotados/condensações • Qual o valor do produto armazenado? Você vai se descuidar desse valor e deixar seu cofre aberto? AERAÇÃO DE GRÃOS E CEREAIS ARMAZENADOS Benefícios da aeração • Inibir a atividade de insetos • Inibir o desenvolvimento da microflora • Preservar a qualidade • Uniformizar a temperatura • Prevenir o aquecimento dos grãos • Promover a secagem, dentro certo limite • Remover odores Benefícios da aeração Inibir a atividade de insetos • faixa de 17C a 22ºC e umidade relativa inferior a 30% inibe o desenvolvimento de alguns insetos; • Condições ideais para o desenvolvimento dos grãos armazenados definidos na faixa de 23ºC a 35 ºC e umidade relativa próximo a 70% Benefícios da aeração • Inibir o desenvolvimento da microflora • UR + Temperatura= influencia o desenvolvimento de microrganismos na massa de grãos • Grãos com teor de 15% podem ser armazenados por tempos mais longos se a T for a baixo de 10 ºC e UR não ultrapassar 70% • Apenas um bom sistema de aeração pode manter essas condições Benefícios da aeração Preservar qualidade • Desde que seja colocado em um armazém com boa qualidade e bom sistema de aeração • Apesar de não ser utilizado para sementes, testes de germinação são utilizados para avaliar viabilidade dos grãos armazenados • Lote de grãos com viabilidade reduzida, é mais propensa ao ataque de fungos, ou seja, mais susceptível ao processo deterioração Benefícios da aeração Prevenir o aquecimento dos grãos • Silos pulmões – armazenagem temporária dos grãos úmidos, para uma posterior entrada de ar no produto úmido no silo pulmão sem necessidade de maiores secadores ou secadores extras • Limite de tempo (horas) para o tempo de espera para a secagem • Grandes volumes de ar para garantir produto de alta qualidade Benefícios da aeração Remover odores • Devido a atividade química e biológica dos grãos, eles podem desenvolver odores não desejados • Gases resultantes de inseticidas devido aos ataques das pragas Equipamentos necessários Equipamentos necessários Ventiladores com motores • Movimentação do ar é feito por um motor centrífugo ou axial, assinado por uma unidade motora • Centrífugo: custo elevado, difícil adaptação, menos poluição sonora, maior quantidade de ar quando trabalha com grades pressões • Axial: menor custo alto nível de ruído, usado em baixas pressões, fornece a maior quantidade de ar que o centrifugo quando trabalhados em baixa pressão estática Equipamentos necessários Equipamentos necessários • Dutos de ventilação • Permitem a insuflação ou a sucção do ar através da massa de grãos • Divididos em dutos principais e secundários • Duto principal= coleta o ventilador a um ou mais dutos secundários • Dutos secundários= distribuir o mais uniforme possível o ar através da massa de grãos • A diferença principal deles é que no duto principal não possui perfurações • Silos com fundo falso totalmente perfurados são muito utilizados • A área perfurada deve corresponder no mínimo 15% da área total do duto • Cada furo deve ter a dimensão de forma que não permita a passagem do grão Dutos sobre o piso • Mais fácil limpar e custa menos Dutos abaixo do piso • Ajuda na descarga Equipamentos necessários Aeração de grãos e cereais armazenados • Aeração de manutenção com baixas vazões Aeração de grãos e cereais armazenados • Aração corretiva • Grãos Secos e limpos • Ativar sempre ≠ de T for superior a 6ºC entre/ exterior do silo (+alto no interior) • Exemplo: 38ºC Aeração de grãos e cereais armazenados • Quanto > Vazão> Custo (+ energia) < tempo operacional Aeração de grãos e cereais armazenados • Aeração secante- com vazões perto de 2m³/min/ton Aeração de grãos e cereais armazenados Ventilação desligada/ Sem aeração Ciclo-ar Faz o ar ser sugado pra fora por pressão negativa Aeração de grãos e cereais armazenados Aeração de grãos e cereais armazenados Inconvenientes da Transilagem • Aumenta o índice de danos mecânicos; • Maior tempopara a execução • Elevado custo de instalação • Elevado custo operacional Aeração de grãos e cereais armazenados • Qual a melhor opção para fazer a aeração dos grãos? • Para resolver o problema de aquecimento, é sugerido fazer uso da técnica de aeração • Adaptação de dutos ou fundo perfurado nos silos de armazenagem, ou sistema de ventilação • Forçando o ar ambiente passar pela massa de grãos • O Fluxo de ar deve ser previamente calculado, para promover o resfriamento antes que ocorra a deterioração do produto Aeração de grãos e cereais armazenados ATENÇÃO! SEMPRE AERAR com grãos nivelados Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • Esta orientação se destina a seleção de ventiladores para promover a aeração de grãos em silos prismáticos de formato variado, tais como cilíndrico, retangular ou quadrado. • Usando ventiladores, você pode forçar o ar com a temperatura e a umidade relativa adequadas através dos grãos para ajudar a preservar a qualidade após a colheita. Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • Taxa de fluxo de ar recomendada Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • Massa específica dos grãos- ms Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • Cálculo da pressão necessária A profundidade afeta a resistência do fluxo de ar necessária para superá-la e depende da velocidade com que o ar se move e da extensão do percurso. a uma determinada taxa de fluxo de ar, a profundidade da carga tem um grande efeito na pressão estática e essa, por sua vez, afeta muito os requisitos de energia do ventilador. Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar Tipos de ventiladores São utilizados nestas aplicações ventiladores axiais, centrífugos ou In- Line, cada um adequado as condições de vazão e pressão requeridas. Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • Como selecionar os ventiladores? O primeiro passo na seleção de um ventilador é determinar a vazão de ar total que ele deve fornecer. Exemplo: (passo 1) Você deseja fornecer Vz= 62.4 m3/h/ton. para milho seco ao ar natural em um silo de D= 8.0 m de diâmetro por H= 4.9 m de profundidade com um piso perfurado completo, calcule o fluxo de ar. Massa específica do milho seco, no caso ms=790 kg/m3 Capacidade do silo (cs)= π x D² x H x m 4 Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar Capacidade do silo (cs)= π x D² x H x m 4 Capacidade do silo (cs)= 3,14 x 8² x 4,9 x 790 = 194,48 ton 4 Vazão de ar total= Cs x Vz Vazão de ar total= 194,48 x 62.4 = 12,1 m³/h Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • O próximo passo na seleção de um ventilador é estimar a pressão contra a qual o ventilador operará. Para grãos e oleaginosas, use a taxa de fluxo de ar desejada e a profundidade de colheita esperada e leia o valor de pressão apropriado das Tabelas 3 a 6. • Distribuição do ar através de um sistema de dutos, deve se adicionar Pd = 12 mmca ao valor da tabela • Continuando nosso exemplo, a Tabela 4 (consulte a seção de milho descascado acima) indica que a pressão esperada para 4.9 m de milho e uma taxa de fluxo de ar de 62.4 m3/h/ton. é de Ps = 61 mmca. Aeração de grãos armazenados – Cálculo da vazão de ar • Desta forma a pressão a ser desenvolvida pelo ventilador Pt Pt= Ps + Pd Pt = 61 + 12 = 73 mmca • Desta forma temos os dois parâmetros básicos para seleção do ventilador: Vazão de ar total= 12,1 m³/h Pressão estática total= 73 mmca A potência e eficiência necessárias vão variar conforme o modelo e fabricante do ventilador. Cuidados na operação de aeração • A experiência do operador pode ajudar em operar a Aeração, no entanto, o conhecimento de sua tecnologia otimizará a operação tanto no aspecto qualitativo, quanto na economia do sistema. • Manutenção preventiva do sistema de aeração é imprescindível para que ele funcione a contento. Assim, é necessário que se proceda, antes de se carregar o silo, uma limpeza rigorosa não só nas paredes e no piso da unidade armazenadora, mas principalmente nos ventiladores, aerodutos e os furos das chapas perfuradas. Cuidados na operação de aeração • Não se precipitar em desligar a aeração quando a Umidade Relativa do Ar estiver acima do Equilíbrio Higroscópico, desde que a temperatura do ar externo esteja abaixo da temperatura média dos grãos armazenados, pois o processo de umedecimento é 4 a 6 vezes mais lento que o de secagem. Cuidados na operação de aeração • Ao ligar o sistema de aeração, manual ou automático, verifique se o ar está fluindo uniformemente em toda a superfície da massa granular. • Preferencialmente desligar o sistema no início da manhã para aproveitar ao máximo as temperaturas mais baixas da noite e, consequentemente, evitar o desligamento da aeração no final do dia; Exercício
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