Secador solar com coletor de tubo de polietileno para secagem de grãos de milho

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Data

2018-07-04

Orientador

Biaggioni, Marco Antonio Martin

Coorientador

Pós-graduação

Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Curso de graduação

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Tese de doutorado

Direito de acesso

Acesso abertoAcesso Aberto

Resumo

Resumo (português)

A secagem é considerada a etapa de maior gasto energético na produção de grãos, sendo normalmente efetuada com a queima de biomassa, como a lenha, por exemplo. Do ponto de vista financeiro, a secagem de grãos continua sendo dispendiosa e inviável para pequenos agricultores. O objetivo deste trabalho foi projetar, construir e avaliar a viabilidade técnica e econômica de um coletor solar de tubo de polietileno em espiral, destinado à secagem de grãos de milho, em leito fixo, para pequenas propriedades rurais. O coletor foi testado em três condições distintas: sem cobertura, com cobertura de plástico de estufa e com cobertura de vidro. A área do coletor é 4,18 m2 . A caracterização do coletor foi feita com o levantamento do rendimento térmico, sua curva de eficiência e da perda de carga no coletor. O desempenho do sistema de secagem foi avaliado com a determinação do consumo específico de energia, tempo de secagem, temperatura da massa de grãos e plenum e custo de secagem. Foi realizada também uma simulação do tempo e custo de secagem em comparação com secador comercial. O coletor com cobertura de vidro obteve os melhores resultados com temperatura média na saída do coletor de 69,87°C, entrada de 35°C e eficiência térmica de 19%. Os coeficientes de absortividade e perdas registrados foram FR(τα)=0,150, FRUL=1,101, respectivamente. O vidro proporcionou acréscimo de 21% na eficiência em relação ao plástico de estufa e 150% em relação a configuração sem cobertura. A perda de carga para todas as configurações foi em torno de 40 mmca. O tempo de secagem foi de 4,5 horas, sendo o consumo específico de energia de 280,96 KJ/kg e a eficiência do sistema de secagem de 11,6%. O custo de confecção do equipamento foi de R$ 1.296,00 e na simulação de secagem foi verificado que para secar 20 sacos de milho o custo é de R$ 3,56 por saco, sendo necessários 3 coletores e um tempo total de 24 horas.

Resumo (português)

Drying is considered the greater energy expenditure stage in the grains production, being usually carried out with biomass burning, such as firewood. Financially, grains drying process continues to be costly and infeasible for small farmers. The objective of this study was to design, build and evaluate the technical and economic feasibility of a solar collector with a spiral polyethylene tube for grain drying process in a fixed plate for small farms. The collector was tested in three different conditions: without cover, with greenhouse plastic cover and with glass cover. The collector area is 4,18m2. The collector characterization was done measuring the thermal yield, its efficiency curve and collector load losses. The drying system performance was determined by the specific energy consumption, drying time, grain and plenum temperature and drying cost. A simulation of drying time and cost was also performed in comparison to commercial dryer. The collector with glass coverage obtained the best results with average temperature at the collector outlet of 69,87 °C, 35° C inlet and 19% of thermal efficiency. The coefficients of absorbance and losses were FR(τα) = 0.150; FR UL 1,101, respectively The glass provided 21% increase in efficiency compared to the plastic cover and 150% relative to the configuration without cover. The pressure drop for all configurations was around 40 mmca. The drying time was 4,5 hours, the specific energy consumption was 280,96 KJ/kg and the drying system efficiency was 11,6%. The cost of manufacture of the equipment was R$ 1.296,00 and in the drying simulation was found that to dry 20 bags of corn the cost was R$ 3,56 per bag, requiring 3 collectors and a total time of 24 hours.

Descrição

Idioma

Português

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