ESTIMATIVA DO COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA E VALIDAÇÃO DE UM MODELO DINÂMICO NÃO LINEAR PARA UM SECADOR SOLAR

Resumo

ESTIMATIVA DO COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA E VALIDAÇÃO DE UM MODELO DINÂMICO NÃO LINEAR PARA UM SECADOR SOLAR

VICTOR GONÇALVES CREMONEZ¹, DILE PONTAROLO STREMEL², JORGE LUIS MONTEIRO DE MATOS³, RICARDO JORGE KLITZKE⁴

¹ Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, Avenida Lothário Meissner, 632, Jardim Botâmico, Curitiba, Paraná, Brasil. Faculdade de Tecnologia de Curitiba – FATEC-PR, Itacolomi, 450, Portão, Curitiba, Paraná, Brasil. E-mail: victor.cremonez@gmail.com; direcaoacademica@fatecpr.edu.br

² Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, Avenida Lothário Meissner, 632, Jardim Botâmico, Curitiba, Paraná, Brasil, E-mail: dile.stremel@gmail.com

³ Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, Avenida Lothário Meissner, 632, Jardim Botâmico, Curitiba, Paraná, Brasil, E-mail: mailjmatos.ufpr.br

⁴ Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, Avenida Lothário Meissner, 632, Jardim Botâmico, Curitiba, Paraná, Brasil. E-mail: rjkklitzke@gmail.com

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi estimar o coeficiente de transferência de massa e validar um modelo dinâmico não linear para um secador solar de madeira e biomassa. Para tal, foi construída uma estufa solar para secagem de madeira serrada e biomassa, com aproximadamente 1m³ de capacidade. Na estufa, foram secas tábuas de Eucalyptus spp.. Para a modelagem dinâmica foi proposto um balanço dinâmico em torno do material sólido, levando em conta a perda cinética da taxa de secagem em que esta depende do coeficiente de transferência de massa, parâmetro este que será ajustado levando em consideração a dinâmica do ambiente de secagem. Na otimização, foi utilizado o método dos mínimos quadrados não linear. Como resultado, foi possível elaborar um modelo dinâmico para a perda de umidade em relação ao tempo na secagem solar, bem como o coeficiente de transferência de massa. É possível concluir que o coeficiente de transferência de massa e os modelos encontrados podem ser utilizados para estimar os parâmetros de secagem em outras condições ambientais, como outra época do ano, outra cidade ou até outro país, melhorando assim as perspectivas do uso da secagem solar no meio rural.

Palavras-chave: taxa de secagem, secagem de madeira, secagem de biomassa.

ESTIMATION OF MASS TRANSFER COEFFICIENT AND VALIDATION OF A NON-LINEAR DYNAMIC MODEL FOR A SOLAR DRYER

ABSTRACT: The aim of this work was to estimate the mass transfer coefficient and to validate a dynamic non-linear model for a solar wood and biomass dryer. For this purpose, a solar dryer greenhouse was built to dry sawn wood and biomass, with approximately 1m³ of capacity. In the solar dryer, were dried boards of Eucalyptus spp.. For dynamic modeling, a dynamic balance around the solid material was proposed, taking into account the kinetic loss of the drying rate, which depends on the mass transfer coefficient, a parameter that will be adjusted taking into account the dynamics of the drying environment. in optimization, the nonlinear least squares method was used. As a result, it was possible to develop a dynamic model for the loss of moisture in relation to time in solar drying, as well as the mass transfer coefficient. It is possible to conclude that the mass transfer coefficient and the models found can be used to estimate drying parameters in other environmental conditions, such as: another time of the year, another city or even in another country, thus improving the prospects for the use of solar drying in rural areas.

Keywords: drying rate, wood drying, biomass drying.