Relatorio Secagem

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
ADRIANA LIMA 
ANA CLAUDIA DA ROSA 
DANIELA SANCHES DE ALMEIDA 
GABRIELA NASCIMENTO 
LARIANA N B ALMEIDA 
PAMELA RASMUSSEN 
PAULA VALÉRIA VIOTTI 
WARDLEISON MARTINS MOREIRA 
THIAGO TONON 
 
 
 
 
 
 
 
DISCIPLINA: SEPARAÇÃO SÓLIDO-FLUIDO 
RELATÓRIO DE SECAGEM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Maringá 
2017 
1. INTRODUÇÃO E MÉTODOS DE SECAGEM 
 
1.1 OBJETIVOS DA SECAGEM 
 
O estudo de secagem refere-se à eliminação de água de materiais de 
processo e outras substâncias. O termo "seco" também é usado com referência 
a remoção de outros líquidos orgânicos, como benzeno ou solventes orgânicos, 
a partir dos materiais sólido. Muitos dos equipamentos e métodos de cálculo 
que serão estudados para disposição de água também podem ser aplicados 
para a eliminação de líquidos orgânicos. [4] 
Em geral, a secagem significa a remoção de quantidades relativamente 
pequenas de água de certos materiais e a evaporação refere-se à remoção de 
quantidades bastante grandes de água. A água é removida sob a forma de 
vapor no seu ponto de ebulição. Na secagem, a água quase sempre é 
eliminada sob a forma de vapor com ar.[4] 
Em alguns casos, a água pode ser removida de materiais sólidos por meios 
mecânicos,usando prensas, centrífugas e outros métodos. Isso é mais 
econômico do que a secagem por meio de sensores térmicos para a 
eliminação da água. O conteúdo de umidade do produto seco final varia, uma 
vez que depende do tipo de produto. O sal seco contém 0,5% de água, carvão 
4% e muitos produtos alimentares, aproximadamente 5%. A secagem 
geralmente é a etapa final dos processos antes da embalagem e permite 
muitos materiais, como sabonetes e corantes em pó, serem mais adequados 
para sua manipulação. [4] 
Também é utilizada a secagem ou desidratação de materiais biológicos 
(especialmente alimentos) como uma técnica de preservação. Os 
microrganismos que causam a decomposição dos alimentos eles não podem 
crescer e se multiplicar na ausência de água. Além disso, muitas das enzimas 
que causam mudanças químicas em alimentos e outros materiais biológicos 
não podem funcionar sem água. O os microrganismos deixam de ser ativos 
quando o teor de água é reduzido abaixo de 10% em peso. No entanto, 
geralmente é necessário reduzir esse teor de umidade abaixo de 5% em peso 
em alimentos, para preservar seu sabor e valor nutricional, onde alimentos 
secos podem ser armazenados por longos períodos. [4] 
 
1.2 MÉTODOS GERAIS DE SECAGEM 
 
Os métodos e processos de secagem são classificados de diferentes 
maneiras; eles são divididos em processos desde quando o material é 
introduzido no equipamento de secagem e o processo é verificado por um 
período; ou contínua, se o material é adicionado sem interrupção ao 
equipamento de secagem e obtém-se material seco com regime contínuo. [4] 
Os processos de secagem também são classificados de acordo com as 
condições físicas usadas para adicionar calor e extrair o vapor de água: (1) na 
primeira categoria, o calor é adicionado pelo contato direto com ar quente à 
pressão atmosférica e o vapor de água formado é eliminado por meio do 
mesmo ar; (2) Na secagem ao vácuo, a evaporação da água é verificada mais 
rapidamente a baixas pressões, e o calor é indiretamente experimentado pelo 
contato com uma parede de metal ou por radiação (temperaturas baixas 
também podem ser usadas com vácuo para certos materiais que se tornam 
descoloridos ou se decompõem a altas temperaturas); (3) Na liofilização, a 
água é sublimada diretamente do material. [4] 
 
1.3 EQUIPAMENTO DE SECAGEM 
 
 SECAGEM EM BANDEJA 
 
No secador de bandeja, que também é chamado de secador de rack, 
secador de gabinete ou secador de compartimento o material, que pode ser um 
sólido na forma de grumos ou uma pasta, é espalhado uniformemente em uma 
bandeja de metal de 10 a 100 mm de profundidade. Um secador de bandeja 
típico, como o mostrado na Figura 1, tem bandejas carregadas e 
descarregadas de um gabinete. [4] 
 
 
 
 
Figura 01: Secador de Bandejas 
 
Um ventilador recircula ar aquecido com vapor paralelo à superfície das 
bandejas. O calor elétrico também é usado, especialmente quando o 
aquecimento é baixo. Mais ou menos de 10 a 20% do ar que passa sobre as 
bandejas é novo e o resto é ar recirculado. [4] 
Após a secagem, o armário é aberto e as bandejas são substituídas por 
outras pessoas com mais material para secagem. Uma das modificações deste 
tipo de secadores é a das bandejas com empilhadeiras, onde as bandejas são 
colocadas em carrinhos de rolamento que são introduzidos no secador. Isso 
significa uma considerável economia de tempo, uma vez que os caminhões 
podem ser carregados e descarregados fora do secador. No caso de materiais 
granulares, o material pode ser colocado em bandejas cujo fundo é uma 
peneira. Então, com este secador de circulação cruzada, o ar passa por uma 
cama permeável e eles obtêm tempos de secagem mais curtos, devido à maior 
superfície exposta ao ar. [4] 
 
 SECADORES DE VÁCUO INDIRETOS COM PRATELEIRAS 
 
As secadoras de vácuo com prateleiras são aquecidas indiretamente e são 
do tipo similar de lotes para aqueles nas bandejas. Este tipo de secador 
consiste de um armário feito de ferro fundido ou ferro de aço com portas 
herméticas, de tal maneira que possa ser operado no vácuo. As prateleiras 
ocas de aço são montadas dentro das câmaras e estão conectados em 
paralelo, com os coletores de vapor de entrada e saída. As bandejas contendo 
os sólidos úmidos são colocadas nas prateleiras buracos. O calor é conduzido 
através das paredes de metal e por radiação entre as prateleiras. Para 
operações a temperaturas mais baixas, a circulação de água quente é utilizada 
em vez de vapor para fornecer o calor que vaporiza a umidade. Os vapores são 
coletados em um condensador. Estes secadores são usados para secar 
materiais que são caros ou sensíveis à temperatura, ou que aqueles que 
oxidam facilmente. Eles são muito úteis para manusear materiais com 
solventes tóxicos ou valiosos. [4] 
 
 
Figura 02: Secador de túnel contínuo: a) secador de caminhão com fluxo de ar para 
contra-corrente, b) secador de correia transportadora com circulação cruzada. 
 
 
 
Figura 03: Diagrama esquemático de um secador rotativo com aquecimento 
direto. 
 
 
 SECADORES CONTÍNUOS DE TÚNEL 
 
Os secadores contínuos de túnel costumam ser compartimentos de 
bandejas ou empilhadeiras que operam em série. Os sólidos são colocados em 
bandejas ou em troles que se movem continuamente através de um túnel com 
gases quentes que passam sobre a superfície de cada bandeja. O fluxo de ar 
quente pode ser contra-corrente, em paralelo ou combinação de ambos. Muitos 
alimentos são secos por este procedimento. [4] 
 
 SECADORES ROTATIVOS 
 
Um secador rotativo consiste em um cilindro oco que geralmente gira e seu 
eixo, com uma ligeira inclinação para a saída. Os sólidos granulares molhados 
são alimentados a partir da parte superior, e percorrem o cilindro à medida que 
gira. O aquecimento é realizado por contato direto com gases quentes por um 
fluxo em contracorrente. Em alguns casos, o aquecimento é por contato 
indireto através da parede aquecida do cilindro. As partículas granulares 
movem-se para a frente lentamente e uma curta distância antes de cair nos 
gases quentes, como mostrado. Existem muitas outras variações do secador 
rotativo, que são descritas em detalhesna literatura. [4] 
 
 SECADORES DE TAMBOR 
 
Um secador de tambor consiste em um tambor de metal aquecido, como 
mostrado na Figura 3, no exterior do qual uma camada fina de um líquido ou 
suspensão é evaporada até que seque. O sólido seco final é raspado do 
tambor, que gira lentamente. [4] 
 
 
Figura 04: Secador de tambor rotatório 
 
 
 
 
Figura 05: Diagrama de fluxo para uma unidade de pulverização 
Os secadores de tambor são adequados para o processamento de 
suspensões ou pastas de corantes sólidos, bem como soluções verdadeiras. O 
tambor funciona em parte como um evaporador e em parte como um secador. 
Outras variações do secador de tambor são tambores rotativos duplos com 
alimentação de imersão ou com maior alimentação no espaço entre os dois 
tambores. O purê de batata é processado em secadores de tambor para obter 
o material sob a forma de flocos. [4] 
 
 SECADORES DE PULVERIZAÇÃO 
 
Em um secador por pulverização, um líquido ou suspensão é atomizado ou 
assado em uma corrente de gás quente para obter um banho de gotas de 
cubas. A água evapora rapidamente das ditas gotas e obtêm-se partículas 
secas de sólidos que são separadas do conteúdo de gás. O fluxo de gás e 
líquido da câmara de pulverização pode ser contínuo, em pares ou uma 
combinação de ambos. [4] 
As gotas de cubas são formadas pela introdução do líquido em bicos de 
atomização ou discos de pulverização rotativos de alta velocidade dentro de 
uma câmara cilíndrica (Fig.5). É necessário garantir que gotas molhadas ou 
partículas de sólido não colidem ou aderem a superfícies sólidas antes de 
secarem. Portanto, câmeras bastante grandes são usadas. Os sólidos secos 
saem pelo fundo da câmara através de um transportador de parafuso. Os 
gases de escape fluem para um separador de ciclone para filtrar partículas 
muito finas. As partículas que são obtidas são muito leves e bastante porosas. 
O leite em pó é obtido por meio deste processo. [4] 
 
Figura 06: Secagem vertical do fluxo contínuo de grãos. 
 
 
 SECAGEM DE CULTIVOS EM GRÃOS 
 
Nos cultivos de grãos contêm aproximadamente 30 a 35% de umidade e 
para armazená-los sem problemas durante um ano devem secar até 13% de 
umidade em peso (Hl). Um secador de fluxo contínuo típico é mostrado na 
Figura 6. Na tremonha de secagem, a espessura da camada de grão, através 
da qual o ar quente passa, é de 0,5 m ou menos. Um fluxo de ar (não 
aquecido) na seção inferior esfria grãos secos antes da saída. Hall (Hl) 
descreve outros tipos de secadores de culturas e funil de tanques. [4] 
 
1.4 DIAGRAMA DE UMIDADE 
 
Definição de umidade: 
 A umidade H de uma mistura de ar-vapor de água é definida com os 
quilogramas de vapor de água por quilograma de ar seco. Esta definição de 
umidade só depende da pressão parcial do vapor de água no ar e da pressão 
total P (neste capítulo, sempre será assumido como igual a 101.325 kP \ 0 atm 
absoluta ou 760 mm Hg). Se o peso molecular da água (A) for 0 de 18.02 e o 
do ar (28.97 umidades H em kg água / kg de ar seco ou em unidades de 
sistema “Inglês como Ib água / lb de ar seco, obtém com a seguinte fórmula: [2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O ar saturado é aquele em que o vapor de água está em equilíbrio com 
água líquida nas condições de pressão e temperatura determinadas. Nesta 
mistura, a pressão parcial do vapor de água em a mistura ar-água é igual à 
pressão de vapor de água pura à temperatura ajustada. Por conseguinte, a 
umidade de saturação HS é:[2] 
 
 
 
 
 
 
 
Percentagem de umidade. A porcentagem de umidade da HP é definida 
como 100 multiplicada pela umidade real do ar, dividida pela umidade Hs que o 
ar teria se estivesse saturado na mesma temperatura e pressão. [2] 
 
 
 
 
 
Percentagem de umidade relativa: A quantidade de saturação de uma 
mistura de ar-vapor de água também pode ser expressa como uma 
porcentagem da umidade relativa usando pressões parciais.[2] 
 
 
 
 
 
 
Observe que HR # HP, uma vez que a HP é expressa em pressões parciais ao 
combinar equações (l), (2) e (3) obtemos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Claro, isso não é igual à equação 4. 
 
1.5 TEMPERATURA DO BULBO ÚMIDO 
 
A temperatura de saturação adiabática é aquela que é alcançada em estado 
estacionário quando uma grande quantidade de água é colocada em contato 
com o gás entrante. A temperatura do bulbo úmido é a temperatura de entrada 
estável e sem equilíbrio que é alcançada quando uma pequena quantidade de 
água é colocada em contato com um fluxo contínuo de gás em condições 
adiabáticas. Uma vez que a quantidade de líquido é pequena, a temperatura e 
a umidade do gás não mudam, contrariamente ao que acontece no caso de 
saturação adiabática, onde a temperatura e a umidade do gás variam. [2] 
A Figura 7 ilustra o método usado para medir a temperatura do bulbo úmido 
por um termômetro que é revestido com um pavio torcido ou um pedaço de 
pano. O pavio é mantido úmido com água e é introduzido no fluxo de uma 
corrente de ar e vapor de água, cuja temperatura é T (temperatura do bulbo 
seco) e com umidade H. Em um estado estacionário, a água evapora e é 
incorporada na água fluxo de gás; O pavio e a água são arrefecidos até o Tw e 
mantidos a essa temperatura constante. O calor latente da vaporização é 
exatamente equilibrado pelo calor convectivo que flui da corrente gasosa Ta o 
pavio a uma temperatura da TV, que é menor. [2] 
 
Figura 07: Medição da temperatura do bulbo de úmido 
É possível calcular um balanço de calor para o pavio. A temperatura base é 
tomada como Tw. A quantidade de calor perdida pela evaporação, 
negligenciando a pequena mudança no calor sensível do líquido vaporizado e 
radiação, é 
 
 
Onde q está em kW (kJ / s), MA é o peso molecular da água, NA é kg mole de 
água evaporado / s * M2, A é a área superficial em m2 e w é o calor latente de 
vaporização para Tw em kJ / kg de água. Em unidades do sistema inglês, q é 
dado em btu / h, NA em Ib mol / h * pé
2, A em pé2 e w em btu / lb H2O. O fluxo 
específico NA é: [2] 
 
 
 
 
 
 
 
Onde é o coeficiente de transferência de massa em kg mol / s * m
2 * , 
é a média logarítmica da fração molar inerte do ar, e é a fração molar do 
vapor de água no gás na superfície e é a fração molar no gás. Para uma 
mistura diluída, é aproximadamente 1. A relação entre H e é: [2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde é o peso molecular do ar e é de H2O. Como H é pequeno, pode 
ser estabelecido como uma aproximação que: 
 
 
 
 
 
 
Ao substituir a equação (9) em (7) e depois o resultado na equação (6) temos: 
 
 
A transferência convectiva de calor da corrente de gás para T o pavio para 
é: 
 
 
 
Onde h é o coeficiente de transferência de calor em / m
2 * K (btu / h. pé2 
*F). 
Ao igualar a equação (10) com (11) e reorganizar, obtemos: [2] 
 
 
 
 
 
 
 
Os dados experimentais do valor de 
 
 
 de chamado de relação 
psicométricamostrando que para misturas de vapor de água e ar, o valor é de 
aproximadamente 0,96 a 1,005. Uma vez que esse valor é próximo do cs ou 
seja, mais ou menos, 1.005, as linhas de saturação adiabáticas também podem 
ser usadas como linhas de bulbo úmida com precisão razoavelmente razoável. 
(Observe que isso é verdade apenas para o vapor de água e não para outros 
líquidos, como benzeno.) Como resultado, a determinação do bulbo úmido é 
muito frequentemente usada para obter umidade nas misturas de vapor de ar e 
água. [2] 
 
1.6 MÉTODO QUE USA PREVISÕES DE COEFICIENTES DE 
TRANSFERÊNCIA PARA O PERÍODO DE VELOCIDADE CONSTANTE 
 
No período de secagem de velocidade constante, as superfícies dos 
grãos do sólido em contato com o fluxo de ar de secagem permanecem 
completamente molhadas. Conforme mencionado anteriormente, a taxa de 
evaporação da umidade sob certas condições de ar é independente do tipo de 
sólido, e de fato quase igual à taxa de evaporação de uma superfície líquida 
pura em condições idênticas. No entanto, as irregularidades na superfície 
podem aumentar a taxa de evaporação. [4] 
Durante este período de velocidade constante, o sólido está tão 
molhado, que a água funciona como se o sólido não existisse. A água que se 
evapora da superfície vem do interior do sólido. A taxa de evaporação em um 
material poroso é verificada pelo mesmo mecanismo que em um termômetro 
de bulbo úmido, que opera essencialmente com uma velocidade de secagem 
constante. [4] 
Equações para prever a velocidade constante de secagem: A 
secagem de um material é verificada por transferência de massa do vapor de 
água da superfície saturada do material através de uma película de ar para a 
fase gasosa geral do ambiente circundante. A velocidade de deslocamento de 
umidade dentro do sólido é suficiente para manter a superfície saturada. A taxa 
de remoção de vapor de água (secagem) é controlada pela taxa de 
transferência de calor para a superfície de evaporação, que proporciona o calor 
latente de evaporação ao líquido. Ao operar em estado estacionário, a taxa de 
transferência de massa é igual à taxa de transferência de calor. Para deduzir a 
equação de secagem, a transferência de calor por radiação para a superfície 
sólida é negligenciada, e assume-se que não há transferência de calor por 
condução nas bandejas ou superfícies metálicas. Supondo que a transferência 
de calor seja verificada apenas a partir do gás quente para a superfície do 
sólido por convecção e da superfície para a transferência de massa de gás a 
quente (Fig. 8), é possível escrever equações iguais às obtidas para a 
temperatura do bulbo úmido Tw. [4] 
A taxa de transferência de calor convectivo q em W (J / s, btuh) do gás a 
T ºC (ºF) para a superfície do sólido em Twº C, onde (T - Tw) ºC = (T -Tw) K, é: 
 
 13 
Onde está o coeficiente de transferência de calor em W / m2 * K (bttu / h 
* m2 * ºF) e a área de secagem expressa em m2. [4] 
A equação do fluxo específico de vapor de água da superfície 
corresponde: 
 
 
A quantidade de calor necessária para vaporizar NA kg mol / s * m
2 (Ib 
mol / h * m2,) de água, negligenciando pequenas mudanças de calor sensível 
corresponde a seguinte equação: [4] 
 
 
Onde é o calor latente de em J/kg (btu/lbm). 
 
 
Figura 08: Transferência de massa e calor durante o período de velocidade de secagem 
constante. 
 
Ao equacionar as equações (13) e (15) e substituindo pela equação: 
 
 
 
 
 
 
Obtemos a seguinte equação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Na ausência de transferência de calor por condução e radiação, a 
temperatura do sólido está na temperatura do bulbo úmido do ar durante o 
período de secagem de taxa constante. Consequentemente, é possível calcular 
a taxa de secagem pela equação de transferência de calor ou a equação de 
transferência de massa. No entanto, determinou-se que é mais confiável usar a 
equação de transferência de calor (18), uma vez que qualquer erro na 
determinação da temperatura interfacial na superfície, afeta a força motriz 
 muito menos do que o efeito produzido . [4] 
 
 
 
 
 
 
 
Para prever o valor da equação de (18), você deve conhecer o 
coeficiente de transferência de calor.. No entanto, uma vez que a forma do 
bordo de ataque da superfície de secagem provoca mais turbulência, é 
possível usar a seguinte expressão para uma temperatura do ar de 45 a 150 ° 
C e uma velocidade de massa G de 2450-2,9300 kg / h * m2 (500 - 6000 lb / h * 
ft2) ou uma velocidade de 0,61 a 7,6 m / s. [4] 
 
 
Onde em unidades SI, G é vp kgfh * m2 e h está em W/m2 * K. Quando o ar 
flui perpendicularmente a superfície para um valor de G de 3900 - 19500 kg/h * 
m2 o a una velocidade de 0.9-4.6 m/s. [4] 
 
 
 
As equações (19) a (20) são úteis para estimar a velocidade de secagem no 
período de velocidade constante. No entanto, sempre que possível, é preferível 
realizar medições experimentais da taxa de secagem. [4] 
 
 
 
 
1. OBJETIVOS 
 
Os objetivos deste trabalho são: 
a) Construir a curva de secagem para o experimento realizado em 
um túnel de vento; 
b) Calcular o coeficiente de transferência de calor experimental para 
o período de taxa de secagem constante; 
c) Comparar o valor obtido ao valor calculado utilizando equações 
da literatura. 
 
 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1. Materiais 
 
Papel filtro; 
Balança semi-analítica; 
Paquímetro; 
Cronômetro; 
Termômetros de bulbo seco e úmido; 
Termopar; 
Placas de Petri; 
Anemômetro; 
Secador de bandeja. 
 
3.2. Metodologia Experimental 
 
Inicialmente o papel filtro utilizado no experimento foi pesado e sua 
massa inicial foi anotada. Em seguida, foi adicionado ao papel água até que o 
valor da sua massa dobre. Os disjuntores das resistências do soprador de ar 
foram ligados; aguardou-se até que eles atingissem a temperatura de cerca de 
64 ºC, conforme indicado pelo professor. Após isso, o papel filtro junto com seu 
suporte experimental foi colocado sobre o secador. Foram medidas as 
temperaturas de bulbo seco e úmido, de forma a indicar as condições do ar 
usado para a secagem, além da sua velocidade. Em intervalos pré-
determinados (1, 2 e 5 minutos), a massa do papel filtro foi aferida na balança 
semi-analítica. 
 
3.3. Metodologia de Cálculo 
 
O teor de umidade (X) é calculado como a fração mássica de água em 
relação à massa total do sistema água-placa. 
 
 
 
 
 
 
A taxa de secagem é dada pela variação do teor de umidade em relação 
ao tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para o cálculo do valore experimental tem-se a equação: 
 
 
 
 
 
onde: 
m é fluxo de água evaporada; 
 é o calor latente de vaporização à ; 
 é a temperatura de bulbo úmido do ar; 
 é a temperatura de bulbo seco do ar. 
 
Admitindo-se que o ar flui paralelo à superfície de secagem e ainda que 
a evaporação seja adiabática, o cálculo do coeficiente de transporte de calor 
(h) teórico pode ser estabelecido por: 
 
 
 
 
Sendo: 
 
onde: 
Gt é a vazão mássica total 
ρ é a densidade 
v é a velocidade ar de secagem. 
 
Devem ser medidas as temperaturas de bulbo seco e úmido, e em 
seguida utilizá-las para buscar, em uma carta Psicométrica,o valor do calor de 
vaporização correspondente. 
 
Figura 1 – Exemplo de Carta Psicométrica. 
Fonte: 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Os dados iniciais do experimento podem ser observados na tabela 1 a 
seguir. 
 
Tabela 1 – Dados iniciais do experimento. 
Massa filtro (g) 10.041 
Massa do filtro + água (g) 20.53 
Temperatura Bulbo Seco (°C) 28.5 
Temperatura Bulbo Umido (°C) 22 
Velocidade do ar (m/s) 1.3 
Temperatura do ar (°C) 64 
Área do filtro (m²) 0.0077 
 
Para se construir a curva de secagem, foi necessário calcular a massa 
de água total retida na amostra em cada tempo medido, e posteriormente o 
teor de umidade. Os resultados podem ser observados na tabela 2 a seguir. 
 
Tabela 2 - Dados experimentais de massa de água no papel e seus teores de 
umidade (X) calculados. 
t (min) 
Massa 
Água (g) 
X 
0 9.701 0.966138831 
1 9.378 0.93397072 
2 9.042 0.900507918 
3 8.748 0.871227965 
4 8.403 0.836868838 
5 8.08 0.804700727 
6 7.676 0.764465691 
7 7.386 0.735584105 
8 7.056 0.702718853 
9 6.714 0.6686585 
10 6.351 0.632506722 
12 5.449 0.542675032 
14 4.254 0.423662982 
16 4.298 0.428045015 
18 3.693 0.367792053 
20 3.129 0.311622348 
25 1.898 0.189024998 
30 0.992 0.098794941 
35 0.337 0.033562394 
40 -0.365 -0.036350961 
45 -0.3 -0.029877502 
50 -0.34 -0.033861169 
 
 
O gráfico da Figura 2 mostra qual o comportamento do teor de umidade 
com o passar do tempo no experimento realizado. 
 
 
Figura 2 - Gráfico de teor de umidade em função do tempo. 
 
A partir da massa de água evaporada em cada tempo, foi possível 
calcular a taxa de secagem em cada ponto. Seus resultados podem ser 
observados na tabela 3 a seguir, e seu comportamento observado na figura 3.É 
importante dizer que a área utilizada no cálculo do fluxo foi a área total de 
contato do filtro com o ar de secagem, ou seja, 2*A. 
 
Tabela 3 - Dados calculados de taxa de secagem e teor de umidade em função do 
tempo. 
 t (min) X Fluxo (g/m² min) 
0 0.966138831 - 
1 0.93397072 20.77170418 
2 0.900507918 21.18971061 
3 0.871227965 20.42872454 
4 0.836868838 20.8681672 
5 0.804700727 20.8488746 
6 0.764465691 21.70418006 
-0.2 
0 
0.2 
0.4 
0.6 
0.8 
1 
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 
T
e
o
r 
d
e
 U
m
id
a
d
e
 
Tempo (min) 
7 0.735584105 21.26779972 
8 0.702718853 21.26205788 
9 0.6686585 21.34333691 
10 0.632506722 21.54340836 
12 0.542675032 22.78670954 
14 0.423662982 25.02067065 
16 0.428045015 21.71623794 
18 0.367792053 21.46480886 
20 0.311622348 21.1318328 
25 0.189024998 20.07202572 
30 0.098794941 18.66881029 
35 0.033562394 17.20532843 
40 -0.036350961 16.18327974 
45 -0.029877502 14.29224723 
50 -0.033861169 12.91446945 
 
 
 
 
Figura 3 - Gráfico da Taxa de secagem em função do teor de umidade (X). 
 
Alguns pontos encontram-se discrepantes os quais podem ser 
justificados por erros amostrais. A maior taxa de secagem ocorreu quando o 
teor de umidade estava entre 0,4 e 0,5. 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 
Ta
xa
 d
e
 S
e
ca
ge
m
 (
g/
m
² 
m
in
) 
X 
Relacionando alguns dados é possível realizar o cálculo do coeficiente 
de transferência de calor experimental e teórico. 
Da Tabela 1, observa-se que a temperatura do ar era marcada pelo 
termopar a 64 ºC no termopar. Nessa temperatura, tem-se que a densidade do 
ar corresponde à 1,06 kg/m³. Assim, tendo a velocidade do ar, calculou-se a 
velocidade mássica da corrente do ar: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A partir da equação encontrada na literatura, calculou-se o coeficiente de 
transferência de calor para evaporação adiabática, sendo dado pela equação 
empírica: 
 
 
 
Sendo dado em 
 
 
 para obter h em 
 
 
 
Assim: 
 
 
 
 
 
 
 
Para o cálculo do valore experimental tem-se a equação: 
 
 
 
 
 
 
Nota-se que o fluxo da equação (5) corresponde à taxa constante de 
evaporação, que pode ser obtida da Figura 2 ou da Tabela 2 para os pontos no 
qual essa condição é satisfeita. Para esses pontos (três de maiores umidade) 
tem-se que o fluxo tem um valor aproximadamente constante igual a 21.42 
g/(m² min). 
Os valores das temperaturas de bulbos e área são dados na Tabela 1. 
Para o valor do calor latente da água na temperatura de bulbo úmida 
tem-se aproximadamente 2436 J/g. 
Substituindo os valores na equação (5): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sendo assim, os valores experimental e teórico apresentaram média 
concordância, indicando que os dados do experimento poderiam ter sido 
coletados devidamente durante a prática, e um cuidado nas medidas de 
temperaturas de bulbo seco e úmido. 
 
 
4. CONCLUSÕES 
 
É possível concluir que o experimento foi válido, uma vez que o ponto 
crítico de secagem foi obtido através da curva de secagem e, com o auxílio do 
gráfico do teor de umidade em função do tempo, determinou-se o tempo 
necessário para secar o papel filtro sob as mesmas condições. 
O desvio entre os coeficientes de transporte de calor teórico e 
experimental pode ser justificado pela dificuldade em manter a constância da 
temperatura e a falta de habilidade ao pesar o papel filtro em cada intervalo de 
tempo, permitindo que a água continuasse evaporando e consequentemente, 
acarretando um erro. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1] Apostila de Laboratório da Engenharia Química II – Módulo: Secagem – 
Rede Interna DEQ/UEM; 
 
[2] Sisson, L. E. – “Fenômenos de Transporte”, Editora Guanabara, Rio de 
Janeiro, 1988; 
 
[3] McCabe W.L., Smith J.C., Harriott P. - Unit Operations of Chemical 
Engineering  4ª Edição - McGraw-Hill; 
 
[4] GEANKOPLIS, Christie John. Transport processes and separation process 
principles: includes unit operations. 4th ed. Upper Saddle River: Prentice Hall 
PTR.