trab. vitor

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ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO DE SECAGEM 
 
 
 
 
JOYCE FABIANA PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONSELHEIRO LAFAIETE 
2018 
JOYCE FABIANA PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO DE SECAGEM 
 
 
Trabalho apresentado ao curso de Engenharia 
Química do Centro de Ensino Superior de 
Conselheiro Lafaiete, como requisito de 
avaliação para obtenção de créditos na 
disciplina de Operações Unitárias II. 
 
 
Professor: MSc. Vitor Araújo de S. Franco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONSELHEIRO LAFAIETE 
2018 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................. 4 
2. COMPORTAMENTO GERAL NA SECAGEM ...................................... 5 
2.1 Classes de materiais em função do comportamento na secagem ................................. 6 
3. MOVIMENTO DA UMIDADE ................................................................... 7 
3.1 Mecanismo da difusão ................................................................................................. 7 
3.2 Mecanismo da capilaridade.......................................................................................... 7 
4. CÁLCULO DO TEMPO DE SECAGEM ................................................ 10 
5. TEOR DE UMIDADE CRÍTICO ............................................................. 12 
6. PERÍODO A TAXA DECRESCENTE .................................................... 13 
6.1 Teor de umidade de equilíbrio ................................................................................... 13 
7.1 Secadores a bandeja ................................................................................................... 14 
7.2 Secadores-transportadores e secadores a túnel .......................................................... 15 
8. SÓLIDOS GRANULADOS ....................................................................... 16 
8.1 Secador rotatório ........................................................................................................ 16 
8.2 Secadores a tambor rotatório ..................................................................................... 16 
8.3 Secagem instantânea (flash) ....................................................................................... 16 
8.4 Secagem de lamas e pastas grossas ............................................................................ 17 
8.5 Secadores a tambor .................................................................................................... 17 
8.6 Secadores pulverizadores ........................................................................................... 17 
9. CONCLUSÃO ............................................................................................. 20 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................... 21 
 
 
4 
1. INTRODUÇÃO 
Secagem, é a transferência de um líquido que está num sólido molhado para uma fase gasosa 
não saturada. 
O processo de secagem, é idêntico a um processo de umidificação, exceto quanto à influência 
exercida pelo próprio sólido sobre o processo de secagem. Esta influência é considerável. A 
investigação da secagem e o cálculo das dimensões do equipamento de secagem devem levar 
em conta alguns problemas nas áreas da mecânica dos fluidos, da química das superfícies e da 
estrutura dos sólidos, além dos problemas de velocidade de transferência. Em muitos casos, o 
projeto perfeitamente cotado do secador é impossível, pois estes fenômenos físico-químicos 
são muito complicados e imperfeitamente compreendidos. 
Por exemplo, na secagem da madeira, parte do líquido é retida no interior das fibras. Esta 
umidade só pode migrar para o ar seco mediante a difusão através das fibras da parede. Uma 
vez que a difusão de umidade é muito lenta, a madeira pode estar completamente seca na 
superfície antes de o líquido escapar completamente. Esta secagem desigual pode provocar 
rachadura e empenamento da madeira. 
Outros exemplos é o da secagem de detergentes e secagem em tambor de produtos como leite 
e papas. 
 
 
5 
2. COMPORTAMENTO GERAL NA SECAGEM 
Na secagem de um sólido úmido, mediante um gás a uma temperatura e a uma umidade fixa, 
manifesta-se sempre um certo tipo de comportamento. A temperatura do sólido e a velocidade 
de secagem podem aumentar ou diminuir para chegarem às condições do regime permanente. 
Uma vez que as temperaturas do sólido tenham atingido a temperatura de bulbo úmido do gás, 
elas permanecem bastante estáveis e a taxa de secagem também permanece constante. Este 
período da secagem é o período de secagem a taxa constante. O período termina quando o sólido 
atinge o teor de umidade crítico. Além deste ponto, a temperatura da superfície eleva-se e a taxa 
de secagem cai rapidamente. O período de taxa decrescente pode ser bem mais dilatado que o 
período de taxa constante, embora a remoção de umidade seja muito menor. A taxa de secagem 
aproxima-se de zero, num certo teor de umidade de equilíbrio, que é o menor teor de umidade 
atingível, no processo de secagem, com o sólido nas condições a que está submetido. 
As Figs. 1.1 e 1.2 mostram curvas típicas de secagem, uma na base do teor de umidade contra 
o tempo e a outra na base da velocidade de secagem contra o tempo. O gráfico de teor de 
umidade contra o tempo (Fig. 1.1) é a forma que se deve obter com os dados de ensaios de 
secagem. A Fig. 1.2, que é o gráfico da velocidade de secagem em função do teor de umidade, 
é muito mais descritivo do processo de secagem. É o gráfico que se obtém derivando os dados 
na forma da Fig. 1.1; tem considerável flutuação de resultados e, por isso, razoável incerteza. 
Estas curvas típicas de secagem estão relacionadas aos mecanismos de realização da secagem. 
 
Tempo (9), h 
Fig. 1.1 Curva de secagem típica em condições constantes de secagem; teor de umidade em função do 
tempo. 
 
6 
 
Teor de umidade (R'), massa de líquido/massa de sólido seco 
Fig. 1.2 Curva de taxa de secagem típica em condições constantes de secagem; taxa (velocidade) de 
secagem em função do teor de umidade. 
 
2.1 Classes de materiais em função do comportamento na secagem 
Durante a secagem, é possível dividir os materiais em duas principais classes. 
• sólidos granulados ou cristalinos - retêm a umidade nos interstícios entre as partículas, 
ou em poros superficiais, rasos e abertos. O movimento da umidade é relativamente livre e 
ocorre em consequência da interação das forças gravitacionais e das forças de tensão superficial 
(ou capilares). No caso dos hidratos, as condições de secagem afetam o produto pela alteração 
do hidrato que se obtém, mas, fora isto, os materiais não são alterados pelas condições da 
secagem sobre uma ampla faixa de temperatura e de umidade. 
Exemplos: moinha de rocha, o dióxido de titânio, o amarelo de cromo e outros. Nestas 
substâncias, os teores de umidade no equilíbrio são usualmente muito próximos de zero. 
• Sólidos orgânicos ou é amorfa, ou fibrosa ou gelatinosa - retêm a umidade como parte 
integral da estrutura do sólido, ou então retêm-na no interior de fibras ou de poros delgados 
internos. A maior parte da secagem ocorre no segundo período de taxa decrescente. Os teores 
de umidade no equilíbrio são em geral elevados, o que indica ser significativa a quantidade de 
água que é retida intimamente na estrutura do sólido, ou em poros tão delgados que a sua 
pressão de vapor é significativamente reduzida. Quando a taxa de secagem for muito elevada, 
é possível que se estabeleçam diferenças tão grandes no teor de umidade no interior da amostraque a amostra racha ou empena. 
Exemplos: os ovos, os detergentes, as colas, o extrato de café solúvel, entre outros. 
 
 
7 
3. MOVIMENTO DA UMIDADE 
3.1 Mecanismo da difusão 
Os sólidos relativamente homogêneos, como os orgânicos fibrosos, as substâncias gelatinosas, 
as tortas porosas, a umidade movimenta-se, provavelmente, para a superfície em virtude da 
difusão molecular. 
A velocidade do movimento da umidade é então expressa pela lei de Fick (Eq. 11.13) alterada 
para aplicar-se a este caso particular. 
𝑑�̅�
𝑑𝜃
= 𝐷𝐿 ∗
𝜕2𝑋′̅̅̅̅
𝜕𝑥2
 (18.1) 
onde 
𝐷𝐿
∗= coeficiente de difusão do líquido aplicável ao movimento através do sólido, em m2/s ou ft 
2/h. 
A integração desta equação requer que as condições de contorno sejam conhecidas e que as 
características de 𝐷𝐿
∗ sejam especificadas. Nos casos mais simples, pode ser considerado 
constante, e a secagem ocorre apenas numa face de uma placa, cujas faces laterais e a face do 
fundo estão isoladas. 
Muitos sólidos alteram as características dos seus poros durante a secagem, de modo que é 
raramente constante. Além disso, a distribuição de umidade no teor de umidade crítico é 
raramente uniforme. Em algumas substâncias, como madeira e argila, verificou-se que a 
distribuição é praticamente parabólica, e existem as soluções da Eq. 18.1 com esta condição de 
contorno. 
3.2 Mecanismo da capilaridade 
Nos leitos de sólidos granulados, ou nas substâncias que têm uma estrutura com poros abertos, 
o mecanismo da difusão molecular é evidentemente inapropriado. Nestes materiais, o 
movimento do líquido dentro do sólido é consequência das forças resultantes das diferenças 
entre a pressão hidrostática e os efeitos da tensão superficial. 
A tensão superficial provoca uma pressão sob uma superfície líquida encurvada que é diferente 
da pressão sob uma superfície plana. No caso de uma esfera de raio r, pode-se demonstrar que 
−∆𝑃 = 
2𝛾
𝑟
 (18.3) 
onde 
−∆𝑃 = diminuição da pressão provocada pelos efeitos da tensão superficial, N/m2 (ou Ibf /in 2). 
𝛾 = tensão superficial na interface líquido e gás, N/m (ou Ibf /in). 
r = raio de curvatura da esfera, m (ou in). 
 
8 
O raio, é positivo no caso de uma bolha de gás imersa em líquido e negativo no caso de uma 
gotícula de líquido suspensa no gás. Quando se insere um pequeno tubo num líquido, conforme 
a Fig. 1.3, a ascensão do líquido no tubo pode ser determinada mediante um balanço de forças 
no ponto A. A superfície do líquido no tubo tem um raio de curvatura igual ao raio do tubo 
somente no caso em que o líquido molha completamente o tubo e o ângulo de contato na parede 
do tubo é igual a zero. Quando isto ocorre, o balanço de forças dá 
∆𝑧 =
𝑔𝑐 2𝛾
𝑟𝑔(𝜌𝐿− 𝜌𝑉)
 (18.4) 
 
 
 
 
 
Fig. 1.3 Efeito de capilaridade. 
Em teores mais baixos de umidade (entre C e D, na Fig. 1.2), a interface do líquido principia a 
afastar-se da superfície. Esta retração não é uniforme, pois os raios de curvatura dos meniscos 
líquidos na superfície não são uniformes. À medida que a secagem avança, o líquido dos poros 
maiores continua a recuar até atingir um "estrangulamento" no poro, onde então assume uma 
curvatura que se ajusta à curvatura dos outros poros cheios de líquido, ou, então, o líquido recua 
o suficiente para que o desequilíbrio das forças capilares seja anulado pelo desequilíbrio das 
forças gravitacionais. 
Escoamento do gás secante 
 
Fig. 1.4 Distribuição da umidade num leito sólido particulado, durante o primeiro período de taxa decrescente. 
A Fig. 1.4 mostra a fase sólida. A taxa global de secagem é reduzida, pois o calor e a massa 
devem, ambos, difundir-se através da camada superior do sólido. 
 
Δz 
 
9 
Escoamento do gás secante 
 
Fig. 1.5 Distribuição da umidade num leito sólido particulado, durante o segundo período de taxa decrescente. 
A Fig. 1.5 mostra a continuação da secagem, envolve uma distância cada vez maior para a 
difusão de calor e de massa. A situação física, no caso de um leito de sólidos granulados. 
Escoamento do gás secante 
 
Fig. 1.6 Distribuição da umidade num leito sólido particulado, no final do processo de secagem. 
 No final da secagem, a umidade presente está em pequenas bolsas, em poros pequenos, 
espalhadas por todo o sólido, conforme o esquema da Fig. 1.6. A superfície de secagem real é 
dispersa e descontínua, e o mecanismo que controla a taxa de secagem é o da difusão de calor 
e de massa através do sólido poroso. 
 
10 
4. CÁLCULO DO TEMPO DE SECAGEM 
Nos cálculos, a curva da velocidade de secagem deve ser analisada em cada uma das suas seções 
principais, pois os fatores de controle são diferentes em cada uma das diferentes partes da curva. 
A velocidade de secagem é definida por 
𝑅 = 
−𝑊𝑆 𝑑𝑋′̅̅̅̅
𝐴 𝑑𝜃
=
𝑁𝑎𝑀𝑎
𝐴
 (18.5) 
onde 
R = velocidade ou taxa de secagem, kg de líquido evaporado por s m 2 de superfície do sólido 
(ou Ib/h ft 2); 
Ws = peso do sólido seco, kg (ou Ib); 
𝑋′̅̅ ̅ = teor de umidade no sólido, kg de líquido/kg de sólido seco (ou Ib de líquido/lb de sólido 
seco). 
Reordenando e integrando para se ter o tempo de secagem, tem-se a seguinte equação: 
∫ 𝑑𝜃
𝜃
0
=
−𝑊𝑆 
𝐴
 ∫
𝑑𝑋′̅̅̅̅
𝑅
𝑋2′̅̅ ̅̅ ̅
𝑋1′̅̅ ̅̅ ̅
 (18.6) 
Onde 
𝑋1′̅̅ ̅̅ = teor de umidade no instante 0; 
𝑋2′̅̅ ̅̅ = teor de umidade no instante θ. 
No período de velocidade constante, R será constante e igual a RC e a Eq. 18.6 pode ser 
facilmente integrada e leva a 
𝜃𝐶 =
−𝑊𝑆 
𝐴𝑅𝐶
 (𝑋𝐶′̅̅ ̅̅ − 𝑋1′ ̅̅ ̅̅ ̅) (18.7) 
onde 
𝑋𝐶′ ̅̅ ̅̅ ̅ = teor de umidade ao término do período de velocidade constante, em kg de água/kg de 
sólido seco (ou lb de água/lb de sólido seco); 
𝑋1′̅̅ ̅̅ = teor de umidade no início do processo de secagem; 
θC = duração da secagem a taxa constante, s (ou h). 
Rc dependerá dos coeficientes de transferência de calor e de massa entre o meio secante e a 
superfície do sólido, pois 
𝑅𝐶 = 𝑘𝑌(𝑌𝑖 − 𝑌𝑉)𝑀𝑎 = 
ℎ𝑉 
𝜆
 (𝑇𝑉 − 𝑇𝑖) (18.8) 
onde os coeficientes de transferência aplicam-se da interface evaporante para a fase gasosa. 
 
11 
A taxa total de transferência de calor (qT) é 
𝑞𝑇 = ℎ𝑉𝐴(𝑇𝑉 − 𝑇𝑖) = ℎ𝑐𝐴(𝑇𝑉 − 𝑇𝑖) + ℎ𝑟𝐴(𝑇𝑊 − 𝑇𝑖) + 𝑈𝑘𝐴(𝑇𝑉 − 𝑇𝑖) (18.9) 
Onde 
hC = coeficiente de transmissão de calor pela convecção, do gás para a superfície sólida; 
hr = coeficiente da transmissão de calor radiante entre a superfície do material e as paredes da 
câmara de secagem; 
Uk = coeficiente global de transmissão de calor para a superfície de secagem pela convecção e 
pela condução através do leito até a superfície de evaporação; 
Tw = temperatura das paredes do espaço de secagem; 
Tv, Ti = temperatura do gás secante e da interface líquido-gás, respectivamente. 
Se as paredes da câmara de secagem estiverem na temperatura da fase gasosa, 
ℎ𝑉 = ℎ𝑐 + ℎ𝑟 + 𝑈𝑘 (18.10) 
O coeficiente de transferência total de calor é essencialmente um coeficiente de convecção e 
pode ser correlacionado por uma fórmula ao fator j corrente. Então, 
(
ℎ𝑉
𝐶𝑃𝐺𝑉
) (𝑁𝑃𝑟)
2 3⁄ = 𝑏 (
𝐷𝐺𝑉
𝜇
)
𝑛
 (18.11) 
São poucos os dados existentes que permitam a fixação segura das constantes na Eq. 18.11. 
Quase que todos os resultados experimentais publicados têm o ar como meio de secagem e por 
isso não podem ser usados para a verificação do expoente do número de Prandtl. O expoente 
2/3 é satisfatório para a secagem em vapor de água superaquecido e para a evaporação do álcool 
butílico, da água e do benzeno nos respectivos vapores superaquecidos. Os dados experimentais 
levam à equação 
(
ℎ𝑉𝐶𝑃𝐺𝑉
) (𝑁𝑃𝑟)
2 3⁄ = 26,6 (
𝐷𝐺𝑉
𝜇
)
−0,7
 (18.11a) 
Para a secagem a ar, foram correlacionados muitos dados experimentais" e a relação resultante 
(em unidades práticas inglesas) é 
ℎ𝑉 = 0,0128𝐺𝑉
 0,8 (18.12) 
A Eq. 18.12 é a recomendada para determinar-se o coeficiente durante o período a taxa 
constante, quando o ar é o meio de secagem. Neste caso, a temperatura superficial (Ti) pode ser 
tomada como a temperatura de bulbo úmido do ar. 
 
 
12 
5. TEOR DE UMIDADE CRÍTICO 
O teor de umidade crítico depende da facilidade com que a umidade se desloca no interior do 
sólido e, por isso, da estrutura porosa do sólido diante da velocidade de secagem. Os sólidos 
porosos com estrutura complicada e irregular tornam muito difícil prever o teor de umidade 
crítico. 
A Fig. 1.7 ilustra a dependência entre o teor de umidade crítico, a profundidade do leito e a taxa 
de secagem durante o período a taxa constante, na secagem da areia com vapor de água 
superaquecido. A Fig. 1.8 ilustra a dependência entre o teor de umidade crítico e a taxa de 
secagem constante, na operação de secagem da polpa de amianto pelo ar úmido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.7 Influências da taxa de secagem constante e da espessura do leito sobre o teor de umidade crítico, na 
secagem de areia pelo vapor de água superaquecido". 
0,12 
0,08 
0,04
0
0 0,4 0,8 1,2 1,6
T
eo
r 
d
e 
u
m
id
ad
e 
cr
ít
ic
o
 (
𝑋
𝐶
′
̅̅
̅̅
),
 l
b
 d
e 
H
2
O
/l
b
 d
e 
só
li
d
o
 s
ec
o
 
Taxa de secagem durante o período de taxa constante 
(RC), lb de H2O/h ft2 
• Profundidade do leito 1 in 
o Profundidade do leito 2 in 
o Profundidade do leito 3 in 
0,4 
 
 
0,3 
 
 
0,2 
 
 
0,1 
 0 0,05 0,10 0,15 0,20 
T
ax
a 
d
e 
se
ca
g
e
m
, 
lb
/h
 f
t²
 
Teor de umidade livre médio, lb/lb 
Fig. 1.8 Secagem de polpa de amianto ao ar. 21. Com a permissão da A. l. Ch. E., copirraite 1933.) 
 
13 
6. PERÍODO A TAXA DECRESCENTE 
A forma da curva de secagem durante o período a taxa decrescente é tão difícil de prever quanto 
o teor de umidade crítico. 
A vazão do gás, que influencia tão fortemente a taxa de secagem constante, torna-se cada vez 
mais inoperante à medida que a velocidade de secagem diminui. Esta diminuição da 
importância da vazão do gás provém do controle crescente da velocidade de secagem pela 
difusão de calor e de massa através do sólido poroso. 
Em muitos casos, a curva da velocidade de secagem contra o teor de umidade, durante o período 
de taxa decrescente, aproxima-se de uma reta que passa pelo teor de umidade crítico e vai até a 
origem. Então, 
𝑅
𝑋′̅̅̅̅
=
𝑅𝐶
𝑋𝐶̅̅ ̅̅ ′
 (18.13) 
onde o índice C refere-se ao teor de umidade crítico. 
 
6.1 Teor de umidade de equilíbrio 
A umidade permanece no sólido, qualquer que seja o tempo de secagem, desde que as condições 
da operação não se modifiquem. A umidade está em equilíbrio com o vapor contido no meio 
de secagem e é o teor de umidade de equilíbrio. 
A quantidade de umidade retida num sólido, em equilíbrio com um gás úmido, depende da 
estrutura do sólido, da temperatura do gás e do teor de umidade do gás. Em muitos materiais, 
depende também de o sólido reter, no início, mais ou menos líquido que o seu valor de 
equilíbrio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 20 40 60 80 
Umidade relativa, 
 Fig. 1.9 Teor de umidade de equilíbrio em alguns sólidos 
a 25 0 C. 
 
Fig.1.10Teor de umidade de equilíbrio da polpa 
ao sulfito mostrando a histerese. 
Teor de umidade de equilíbrio, massa de água/massa de sólido seco 
 
14 
Na Fig. 1.9 estão algumas curvas típicas do teor de umidade de equilíbrio contra a umidade. Os 
dados valem para o equilíbrio entre a água retida nos sólidos em contato com o ar úmido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Fig. 1.11 mostra a relação entre os diversos termos. Nesta figura, em qualquer umidade do 
gás, no ponto A, por exemplo, o teor de umidade de equilíbrio correspondente (𝑋𝐸̅̅̅̅ ′) pode ser 
lido no gráfico. 
 
7. APLICAÇÃO AO PROJETO DO EQUIPAMENTO DE SECAGEM 
Não é direta a aplicação dos princípios básicos ao projeto do equipamento de secagem. Além 
da dificuldade de previsão da curva de velocidade de secagem, surgem problemas sobre a 
variação das condições de secagem ao longo do secador. 
7.1 Secadores a bandeja 
E o tipo mais simples de secador, um exemplo a seguir na Fig. 1.12. O secador a bandeja é, 
essencialmente, uma câmara onde o material a ser seco é colocado em bandejas ou tabuleiros. 
O material a ser seco, no caso de ser constituído por folhas, pode também estar suspenso em 
cavaletes ou em ganchos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1.11 Tipos de umidade envolvidos na secagem de sólidos. 
Aquecedor 
Entrada 
de ar 
fresco 
Saída da 
descarga 
Fig. 1.12 Secador com 20 bandejas, típico. Esta unidade tem as bandejas com 30 por 40 in, separadas por 4 in. O 
aquecimento é, normalmente, feito pela troca térmica com o vapor de água, embora usem-se também, com 
frequência, secadores aquecidos a gás ou a corrente elétrica. 
 
15 
 
Quando as condições externas controláveis são constantes, as condições de secagem serão 
constantes em qualquer bandeja com os sólidos úmidos. 
Para conservar a energia e também controlar a umidade do ar no nível que leva ao melhor 
produto, é possível reciclar uma parte do ar. Neste caso de recirculação do ar, o processo em 
termos da umidade e da temperatura está representado na Fig. 1.6. A mistura de ar, contendo 
não só o ar fresco, mas também o reaquecido, entra no secador no ponto A e, depois de passar 
pelas bandejas, sai no ponto B. O resultado é uma economia direta de energia no combustível, 
embora seja necessário, proporcionalmente, um período de secagem mais dilatado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Temperatura do ar (TG) 
 
O secador-congelador, seca o material sob vácuo e, em muitos casos, a perda de líquido do 
material ocorre pela sublimação direta do estado sólido em temperaturas muito baixas. Este 
método de secagem é, essencialmente, um método de secagem caro, utilizável somente com 
produto de elevado preço unitário. O seu emprego restringe-se a produtos farmacêuticos ou café 
de alta qualidade. 
 
7.2 Secadores-transportadores e secadores a túnel 
Esta operação pode efetivar-se seja pela montagem das bandejas em vagonetes, seja pelo 
transporte do material mediante uma esteira transportadora, ou então no caso de material sob a 
forma de folha, pela movimentação da folha úmida apoiada em roletes, através do secador. O 
fluxo de ar pode ser transversal ao deslocamento do material, ou pode ser em contracorrente 
com o material, ou em corrente paralela. 
 
 
Fig. 1.13 Reaquecimento de ar num secador. 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. SÓLIDOS GRANULADOS 
Os materiais particulados, que correm soltos, podem ser difíceis de serem retidos numa tela 
metálica ou numa esteira transportadora com chapas perfuradas. 
8.1 Secador rotatório 
Os sólidos são derrubados, numa corrente contínua, na região do eixo do tambor rotatório, 
enquanto o ar é injetado através da cascata de grãos. O secador é inclinado, de modo que os 
sólidos avançam gradualmente desde o bocal de alimentação até o bocal de saída. Podem ser 
usados como meio secante ou gases de combustão,ou vapor superaquecido ou mesmo ar 
aquecido eletricamente. 
8.2 Secadores a tambor rotatório 
A superfície exposta do sólido é muito maior que a exposta nos secadores a tabuleiros ou nos 
túneis secadores; a taxa de secagem será muito maior. A taxa de secagem elevada é uma 
vantagem apenas quando se pode manter o ar não saturado. Por esta razão, os tubos aquecidos 
a vapor podem ser vantajosamente acoplados nos secadores rotatórios 
8.3 Secagem instantânea (flash) 
Os sólidos particulados são injetados numa corrente móvel de gás quente. A uma certa distância, 
a jusante do ponto de carga, os sólidos são separados do gás, usualmente num ciclone coletor. 
Fig. 1.14 Secador com esteira transportadora. As ventoinhas impelem o ar através da seção de aquecimento, 
localizada abaixo delas. O ar passa então pelo material úmido que é transportado pela esteira e retorna pelo 
fundo do calefator. A esteira transportadora é feita de chapa metálica perfurada, ou de tela metálica, e o 
aquecedor é usualmente do tipo que tem tubos de vapor, aletados. As larguras da esteira transportadora 
variam entre 1 5 in até 9 ft, e os comprimentos vão até 160 ft. Muitas vezes efetua-se uma pré-moldagem do 
material para aumentar a taxa de secagem e levar à obtenção de um produto mais desejável. A pré-moldagem 
pode ser feita em etapas de extrusão ou de granulação, ou pela simples raspagem do bolo removido de um 
filtro contínuo, de modo a fragmentá-lo em pedaços de dimensões razoavelmente uniformes. A espessura do 
material na esteira dependerá do tipo de substância processada, mas varia entre 0,5 e 6 in. 
 
17 
A secagem instantânea é especialmente útil quando se quer secar parcialmente uma pasta ou 
uma massa úmida, usando-se tempo de contato muito curto. 
A secagem descontínua de sólidos particulados pode ser realizada em secadores rotatórios 
cônicos, onde também os sólidos cascateiam através do meio secante. Estes secadores operam, 
frequentemente, sob vácuo. 
8.4 Secagem de lamas e pastas grossas 
Os materiais que não fluem livremente devem, nos casos gerais, ser mecanicamente agitados, 
espalhados sobre a superfície de secagem e raspados desta superfície à medida que a secagem 
vai progredindo. 
Os secadores a vácuo rotatórios, os secadores a parafusos geminados e os secadores de 
tabuleiros operam, muitas vezes, descontinuamente. A variação de potência do agitador em 
função do teor de umidade dos sólidos, de um destes secadores descontínuos, é bastante 
interessante. Em teor de umidade elevado, a lama escorre com relativa liberdade, mas à medida 
que a secagem avança, torna-se mais viscosa e pastosa. 
8.5 Secadores a tambor 
As lamas e as pastas podem ser secadas continuamente em secadores a tambor, desde que o 
produto seco não seja duro nem arenoso demais para danificar a superfície do tambor. Por isso, 
os secadores a tambor são usados com mais frequência para secar substâncias orgânicas. A 
suspensão a ser secada é espalhada pela superfície externa do secador, adere a ela, e a secagem 
se realiza enquanto o tambor efetua suas rotações. A velocidade de rotação é da ordem de 1 a 
10 rpm, nos casos normais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.6 Secadores pulverizadores 
Os secadores pulverizadores usam uma carga bombeável (solução, suspensão fina, geles, 
emulsões etc.) e produzem como produto um material pulverulento ou na forma de pequenas 
contas, com taxas variando desde unidades do porte piloto até unidades industriais com 
Faca 
raspadeira 
Tubo de carga 
Faca 
raspadeira 
Transportado
r 
Transportado
r 
Fig. 1.15 Diagrama esquemático do secador a tambor duplo, mostrando o dispositivo de 
alimentação, o sentido da rotação dos tambores e o sistema de descarga do produto. 
 
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produção de 25 ton/h de sólidos. Outra vantagem do secador pulverizador está na curta 
exposição do produto aos gases quentes, ao mesmo tempo que a evaporação do líquido das 
gotículas mantém a temperatura do produto baixa, até em presença de gases muito quentes. Os 
secadores pulverizadores são relativamente grandes e podem ser pouco eficientes na utilização 
da energia. 
Qualquer sistema de secagem a pulverização dispõe das seguintes partes principais: sistema 
atomizador, sistema de produção e de injeção de gás quente, câmara de secagem, sistema de 
separação sólido-gás e sistema de descarga do produto. 
 
Fig. 1.16 Instalação de secagem a pulverização para produzir 25 ton/h de concentrado de níquel numa instalação 
geminada. As duas câmaras de pulverização operam em paralelo. O aquecedor do gás de carga está à esquerda. Os 
ciclones e os depuradores a úmido à direita. O pequeno tanque, no fundo à direita, retém o líquido usado na 
reciclagem dos depuradores. O tanque de depósito da carga está por detrás deste tanque. 
 
Talvez a parte mais importante do sistema de secagem a pulverização seja o atomizador de 
carga. Usam-se normalmente três classes de atomizadores nestes secadores pulverizadores. 
A escolha do atomizador influencia o projeto de toda a câmara de secagem. Os bocais 
pulverizam o material numa direção axial e por isso têm que operar numa torre alta, 
relativamente elevada. 
No caso da atomização de misturas de álcool e glicerina por um jato de ar, Nukiyama e 
Tanasawa obtiveram 
𝐷𝑉𝑆 = 
1410√𝜎
𝑉𝑎 √𝜌𝐿
+ 191 (
𝜇
√𝜌𝐿𝜎
)
0,45
(
1000𝑄𝐿
𝑄𝐴
)
1,5
 (18.19) 
onde 
DVS = diâmetro médio Sauter, mícrons; 
Va = velocidade relativa entre o líquido e o ar, ft/s; 
σ = tensão superficial, dina/cm; 
µ = viscosidade do líquido, cP; 
 
19 
ρL = densidade do líquido, lb/ft3; 
QL, QA = vazão volumétrica do líquido e do ar. 
Friedman, Gluckert e Marshall correlacionaram o diâmetro médio Sauter mediante a equação 
adimensional 
𝐷𝑉𝑆
𝑟
= 0,4 (
𝐺
𝜌𝐿𝑁𝑟
)
0,6
(
𝜇
𝐺
)
0,2
(
𝜎𝜌𝐿𝐿𝑤
2
)
0,1
 (18.20) 
Onde 
r = raio do disco; 
G = velocidade mássica, lb/(tempo) (ft de Lw); 
σ = tensão superficial; 
Lw = perímetro molhado, ft; 
N = velocidade do disco, rpm. 
Os efeitos diferem acentuadamente de produto para produto, e somente algumas poucas 
generalizações podem ser feitas em relação a eles. 
 
 
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9. CONCLUSÃO 
O processo de secagem possui grande importância para as indústrias, pois de modo geral a ela, 
está presente na maioria dos processos. 
Os secadores discutidos neste trabalho constituem apenas alguns entre os diversos tipos que 
existem no mercado. Em condições especiais alguns secadores podem ser fundamentalmente 
diferentes, como por exemplo os secadores a infravermelho. No entanto a maioria difere 
somente em detalhes secundários. 
 
 
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10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
FOUST, Alan S.; WENZEL, Leonard A.; CLUMP, Curtis. W.; MAUS, Louis; ANDERSEN, 
L. Bryce. Princípios das Operações Unitárias. 2 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015.