Search

Fil: Nelli, Silvana Sofia. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ingeniería. Laboratorio de Gestión Tecnológica y Estadística Aplicada; Argentina. Fil: Mantulak, Mario José. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ingeniería. Laboratorio de Gestión Tecnológica y Estadística Aplicada; Argentina. Fil: Feltan, Corina M. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ingeniería. Departamento Ingeniería Electromecánica; Argentina. Fil: Bresciani, Julio Cesar. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ingeniería. Laboratorio de Gestión Tecnológica y Estadística Aplicada; Argentina. En la República Argentina, Provincia de Misiones, la industria forestal es una actividad muy importante, sin embargo, son pocos los aserraderos que cuentan con un sistema apropiado de secado de madera. Estos aserraderos son los de mayor envergadura, mientras que los más pequeños en general realizan el secado al aire libre. En este trabajo se han realizado ensayos del funcionamiento de un prototipo de secador solar de madera con el objetivo de comparar las condiciones de secado en el prototipo con respecto al secado al aire libre y así brindar una alternativa sustentable a estos pequeños aserraderos. Dichos ensayos consistieron en realizar el secado de madera de pino mediante el prototipo y se contrastaron dichos resultados con un grupo testigo de secado natural. El secado fue por radiación solar y convección forzada de aire caliente generados por los colectores solares. Las variables medidas fueron humedad, temperatura ambiente y en el interior del secador solar. Los principales resultados obtenidos fueron, una reducción de humedad que ronda el 50 por ciento, mientras que la temperatura se incrementó alrededor de un 90 por ciento en el interior del prototipo, en comparación con las mediciones realizadas al aire libre. In the Argentine Republic,In Misiones Province, the forestry industry constitutes a highly important activity; however, few sawmills have an appropriate wood drying system. These sawmills are the largest ones, while the smallest generally use an air-drying system. In order to provide a sustainable alternative for small sawmills, in this work, tests were carried out on the operation of a solar wood dryer prototype.Themes to obtain a functionality and performance determination of this prototype; andtothisend, pinewood was used to perform the tests. The results were contrasted with the natural drying control group. Solar Radiation And convection hot air generated by the solar collectors were used for frying. The variables measured were humidity, ambient temperature and temperature inside the solar dryer. Compared to air-drying measurements, the main results were a humidity reduction of around 50 percent and a temperature increase of around 90percent inside the prototype. In addition, it was found that wood dried with air-drying system presented stains and fungal growth,while wood dried in the prototype did not show these drawbacks.

The country's energy matrix has undergone changes, moving towards sustainability. To reduce the consumption of fossil fuels and the consequent emission of greenhouse gases, the use of briquettes presents itself as a viable and attractive alternative. The green coconut residue, which can be used for the manufacture of briquettes, is a biomass of natural, renewable origin and constitutes a large portion of urban waste. The following work has as main objective the energetic use of the green coconut husk in the form of briquettes. In one of the stages of manufacturing the briquettes, a solar dryer based on the IAPAR model produced with recycled material was used. Temperatures above 70°C were recorded inside the dryer, while the outside was around 30°C. Because of this, water is eliminated from the shells, which lose around 80% of their moisture in approximately 20 days. The literature points out that briquettes should be made with a moisture content of 8% to 23%, depending on the biomass. The briquettes were produced with a manual press and subjected to several analyzes based on NBR 8112/86, ASTM D5373/2008, ASTM D4208/2007 and NBR 8633/84. The analyzes showed the following results: fixed carbon content -1.71%, moisture - 16.58%, ash - 3.0%, volatiles - 95.30%, elemental chemical composition - Carbon 40.44%, Hydrogen 4 .26% and Sulfur 0.78%; upper calorific value - 15.36 MJ/kg and lower - 15.17 MJ/kg. According to the data obtained, it is possible to replace the firewood with coconut husk briquettes. La matriz energética del país ha sufrido cambios, avanzando hacia la sostenibilidad. Para reducir el consumo de combustibles fósiles y la consecuente emisión de gases de efecto invernadero, el uso de briquetas se presenta como una alternativa viable y atractiva. El residuo de coco verde, que puede utilizarse para la fabricación de briquetas, es una biomasa de origen natural renovable y constituye una gran parte de los residuos urbanos. El siguiente trabajo tiene como objetivo principal el aprovechamiento energético de la cáscara de coco verde en forma de briquetas. En una de las etapas de fabricación de las briquetas se utilizó un secador solar basado en el modelo IAPAR producido con material reciclado. En el interior del secadero se registraron temperaturas superiores a 70°C, mientras que en el exterior rondaron los 30°C. Debido a esto, se elimina el agua de las conchas, que pierden alrededor del 80% de su humedad en aproximadamente 20 días. La literatura señala que las briquetas deben hacerse con un contenido de humedad de 8% a 23%, dependiendo de la biomasa. Las briquetas fueron producidas con prensa manual y sometidas a varios análisis basados ​​en la NBR 8112/86, ASTM D5373/2008, ASTM D4208/2007 y NBR 8633/84. Los análisis arrojaron los siguientes resultados: contenido de carbono fijo -1,71%, humedad - 16,58%, cenizas - 3,0%, volátiles - 95,30%, composición química elemental - Carbono 40,44%, Hidrógeno 4,26% y Azufre 0,78%; poder calorífico superior - 15,36 MJ/kg e inferior - 15,17 MJ/kg. Según los datos obtenidos, es posible sustituir la leña por briquetas de cáscara de coco. A matriz energética do país tem sofrido alterações, encaminhando-se para a sustentabilidade. Para diminuir o consumo de combustíveis fósseis e consequente emissão de gases do efeito estufa, a utilização de briquetes apresenta-se como uma alternativa viável e atrativa. O resíduo do coco verde, que pode ser utilizado para a fabricação de briquetes, é uma biomassa de origem natural, renovável e constitui uma grande parcela em massa do resíduo urbano. O seguinte trabalho tem como objetivo principal o aproveitamento energético da casca do coco verde na forma de briquetes. Em uma das etapas da fabricação dos briquetes, foi utilizado um secador solar baseado no modelo IAPAR produzido com material reciclado. Foram registradas temperaturas acima de 70°C no interior do secador, enquanto a externa era em torno de 30°C. Por conta disso, água é eliminada das cascas, que perdem em torno de 80% da umidade em aproximadamente 20 dias. A literatura aponta que os briquetes devem ser feitos com teor de umidade de 8% a 23%, dependendo da biomassa. Os briquetes foram produzidos com prensa manual e submetidos a diversas análises baseadas nas NBR 8112/86, ASTM D5373/2008, ASTM D4208/2007 e NBR 8633/84. As análises apresentaram os seguintes resultados: teor de carbono fixo -1,71%, umidade - 16,58%, cinzas - 3,0%, voláteis - 95,30%, composição química elementar - Carbono 40,44%, Hidrogênio 4,26% e Enxofre 0,78%; poder calorífico superior - 15,36 MJ/kg e inferior - 15,17 MJ/kg. De acordo com os dados obtidos, é possível substituir a lenha por briquetes da casca de coco.

The present work aims to evaluate a low cost direct exposure solar drying system, easy to operate, accessible to family farmers and of high efficiency that uses desiccant for drying air in the city of Campina Grande - PB. The methodology used consisted in the construction of two dryers of identical characteristics and dimensions, which, when experimentally tested, one of them was (integrated) to a desiccant unit (desiccant chamber) while the other was without a chamber. The outlet temperatures obtained in the dryers with and without desiccant chambers were close, different from the value of the relative humidity of the air. The average relative humidity of the drying air recorded was approximately 16.8% in the dryer with desiccant, while in the dryer without desiccant the average was approximately 17.6%. The collected data allowed the realization of the energy balance of the solar dryer, resulting in the calculation of the thermodynamic efficiency of the solar dryers, which was on average 38.89% for the dryers with desiccant and 36.93% for the dryer without desiccant. The average mass efficiency of the drying process was around 99% for the dryer with desiccant and 98% for the dryer without desiccant. Finally, it was possible to conclude that the use of desiccant materials can help to improve the thermal performance of an equipment, and that bentonite was the most efficient desiccant compared to charcoal and rice. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar un sistema de secado solar de exposición directa de bajo costo, fácil de operar, accesible a los agricultores familiares y de alta eficiencia que utiliza desecante para el secado del aire en la ciudad de Campina Grande - PB. La metodología utilizada consistió en la construcción de dos secadores de idénticas características y dimensiones, los cuales al ser probados experimentalmente uno de ellos estaba (integrado) a una unidad desecante (cámara desecante) mientras que el otro no tenía cámara. Las temperaturas de salida obtenidas en los secadores con y sin cámaras desecantes fueron cercanas, diferentes al valor de la humedad relativa del aire. La humedad relativa promedio del aire de secado registrada fue de aproximadamente 16,8% en el secador con desecante, mientras que en el secador sin desecante el promedio fue de aproximadamente 17,6%. Los datos recolectados permitieron la realización del balance energético del secador solar, dando como resultado el cálculo de la eficiencia termodinámica de los secadores solares, que fue en promedio 38,89% para los secadores con desecante y 36,93% para el secador sin desecante. La eficiencia de masa promedio del proceso de secado fue de alrededor del 99 % para el secador con desecante y del 98 % para el secador sin desecante. Finalmente, se pudo concluir que el uso de materiales desecantes puede ayudar a mejorar el desempeño térmico de un equipo, y que la bentonita fue el desecante más eficiente en comparación con el carbón vegetal y el arroz. O presente trabalho tem como objetivo avaliar um sistema de secagem solar de exposição direta de baixo custo, fácil operação, acessível aos produtores da agricultura familiar e de elevada eficiência que utiliza dessecante para o ar de secagem na cidade de Campina Grande – PB. A metodologia utilizada consistiu na construção de dois secadores de características e dimensões idênticas, que, quando testadas experimentalmente, um deles estava (integrado) a uma unidade dessecante (câmara dessecante) enquanto o outro estava sem câmara. As temperaturas de saída obtidas nos secadores com e sem câmara dessecante foram próximas, diferente do valor da umidade relativa do ar. A média de umidade relativa do ar de secagem registrada foi de aproximadamente 16,8% no secador com dessecante, enquanto no secador sem dessecante a média foi de aproximadamente 17,6%. Os dados coletados possibilitaram a realização do balanço de energia do secador solar, resultando no cálculo do rendimento termodinâmico dos secadores solares, o qual foi em média 38,89% para os secadores com dessecante e 36,93% para o secador sem dessecante. A média da eficiência mássica do processo de secagem ficou em torno de 99% para o secador com dessecante e 98% para o secador sem dessecante. Por fim, foi possível concluir que o uso de materiais dessecantes pode auxiliar na melhora do rendimento térmico de um equipamento, e que a bentonita foi o dessecante mais eficiente comparativamente ao carvão vegetal e arroz.

espanolEn esta investigacion, se planteo como objetivo determinar la velocidad de secado del Aguaymanto (Physalis Peruviana L.) en tres tipos secadores solares, para lo cual se diseno y construyo los prototipos: directo, indirecto y mixto. El secado fue por radiacion solar y conveccion natural de aire caliente generados por los colectores solares. Durante los ensayos se registraron las condiciones meteorologicas: la velocidad de viento media de 1,11 m/s, la humedad relativa del aire ambiente (HR) vario de 16% a 52% y la temperatura ambiental minima y maxima fueron 14,7 °C (287,8 K) y 26,4 °C (299,5 K). La humedad inicial (bs) fue de 4,53 y la humedad final de 0,07; 0,12 y 0,10 (kg agua/kg solido seco) respectivamente. Las velocidades de secado alcanzaron valores de: 0,0287; 0,0208 y 0,0407 (kg agua /hora·m2). El tiempo de secado: 41 h para el tipo directo, 56 h para el indirecto 56 h y 29 h del mixto. Los secadores solares es una alternativa viable, natural, economica y de facil manejo para el deshidratado de los alimentos. EnglishIn this research, the objective was to determine the drying rate of aguaymanto (Physalis Peruviana L.) in three different solar dryers. To accomplish this aim three prototypes were designed and built direct, indirect, and mixed dryer. The drying process went through solar radiation and natural hot air convection generated by solar collectors. During rehearsals, weather conditions were recorded: average wind speed of 1.11 m/s, the relative air humidity (RH) ranged from 16% to 52%, and the minimum and maximum ambient temperature were 14.7 °C (287.8 K) and 26.4 °C (299.5 K). The initial moisture (bs) was 4.53 and the final moisture of 0.07; 0.12 and 0.10 (kg water/kg dry solid), respectively. Drying rates reached values: 0.0287; 0.0208 and 0.0407 (kg water/hour·m2). Drying time: 41 h for direct type, 56 h for indirect 56 h, and 29 h mixed. Solar drying is a viable, natural, economical, and easy alternative to use for food de-hydration.

This work aimed to contribute to the evaluation of a solar drying system used in the drying of kaolin, developed to be applied in the region of the Pegmatitic Province of Borborema (PPB). The drying process was analyzed for the climatic conditions of the city of Campina Grande in the state of Paraíba, comparing the advantages and disadvantages of using three types of coverage in the solar drying system: polycarbonate, polypropylene and without coverage. As a methodology, three experiments were carried out, two in identical solar dryers, with direct exposure, one with a polycarbonate cover and another with a polypropylene cover, the third experiment was with solar drying in the open air. The experiments were performed on the same day and at the same location to allow comparisons. The drying time of the kaolin, the thermal efficiency of each drying system, the amount of water removed from the kaolin per unit of time and the specific energy consumption for each experiment were evaluated. The kaolin used had an initial moisture content, on a wet basis, of 30%, and each kaolin sample had 1000 g. The main experimental results obtained showed that the solar drying reduced the kaolin moisture from 30% to 5%, leaving it in suitable conditions for the following stages of processing. In conclusion, it was observed that the solar dryer with polycarbonate cover was more thermally efficient (38.24%) compared to the dryer with polypropylene cover (35.59%), in addition to the dry kaolin reaching the water content in desired wet base in less time. The dryer with a polycarbonate cover also obtained lower specific energy consumption rates, thus requiring less energy to carry out the drying process. Este trabajo tuvo como objetivo contribuir a la evaluación de un sistema de secado solar utilizado en el secado de caolín, desarrollado para ser aplicado en la región de la Provincia Pegmatítica de Borborema (PPB). Se analizó el proceso de secado para las condiciones climáticas de la ciudad de Campina Grande en el estado de Paraíba, comparando las ventajas y desventajas de utilizar tres tipos de cobertura en el sistema de secado solar: policarbonato, polipropileno y sin cobertura. Como metodología se realizaron tres experimentos, dos en secadores solares idénticos, con exposición directa, uno con cubierta de policarbonato y otro con cubierta de polipropileno, el tercer experimento fue con secado solar al aire libre. Los experimentos se realizaron el mismo día y en el mismo lugar para permitir las comparaciones. Se evaluó el tiempo de secado del caolín, la eficiencia térmica de cada sistema de secado, la cantidad de agua removida del caolín por unidad de tiempo y el consumo energético específico para cada experimento. El caolín utilizado tenía un contenido de humedad inicial, en base húmeda, del 30%, y cada muestra de caolín tenía 1000 g. Los principales resultados experimentales obtenidos mostraron que el secado solar redujo la humedad del caolín de un 30% a un 5%, dejándolo en condiciones adecuadas para las siguientes etapas de procesamiento. En conclusión, se observó que el secador solar con cubierta de policarbonato fue más eficiente térmicamente (38,24 %) en comparación con el secador con cubierta de polipropileno (35,59 %), además de que el caolín seco alcanzó el contenido de agua en base húmeda deseada en menor tiempo. El secador con cubierta de policarbonato también obtuvo menores índices de consumo energético específico, por lo que requirió menos energía para llevar a cabo el proceso de secado. Esse trabalho teve como objetivo contribuir para avaliar um sistema de secagem solar usado na secagem de caulim, desenvolvido para ser aplicado na região da Província Pegmatítica da Borborema (PPB). Foi analisado o processo de secagem para as condições climáticas da cidade de Campina Grande no estado da Paraíba, comparando-se as vantagens e desvantagens do uso de três tipos de cobertura no sistema de secagem solar: policarbonato, polipropileno e sem cobertura. Como metodologia, foram realizados três experimentos, sendo dois em secadores solares idênticos, de exposição direta, um com cobertura de policarbonato e outro com cobertura de polipropileno, o terceiro experimento foi com secagem solar ao ar livre. Os experimentos foram realizados no mesmo dia e na mesma localidade, para permitir as comparações. Foram avaliados o tempo de secagem do caulim, o rendimento térmico de cada sistema de secagem, também a quantidade de água retirada do caulim por unidade de tempo e o consumo específico de energia, para cada experimento. O caulim utilizado possuía teor de umidade inicial, em base úmida, de 30%, e cada amostra de caulim possuía 1000 g. Os principais resultados experimentais obtidos mostraram que a secagem solar reduziu a umidade do caulim de 30% para 5%, deixando-o em condições adequadas às etapas seguintes de beneficiamento. Como conclusão, observou-se que o secador solar com cobertura de policarbonato se mostrou mais eficiente termicamente (38,24%) em comparação ao secador com cobertura de polipropileno (35,59%), além do caulim seco atingir o teor de água em base úmida desejado em menor tempo. O secador com cobertura de policarbonato também obteve índices de consumo específico de energia menores, demandando assim menos energia para realizar o processo de secagem.

The Brazilian Northeast stands out, among other things, for its fruit production and the availability of solar energy. However, the production of dried fruit in this region of the country is still not expressive. Studies on food drying have been developed around the world, since the traditional drying process in an oven requires large investments and high electricity consumption, increasing the cost of the final product. Solar drying in equipment built with low-cost materials and whose operation and maintenance can be performed without the need for highly complex actions, becomes an appropriate technology for family farming. The objective of this work was to compare the performance of an indirect exposure solar dryer in different climates and meteorological conditions. For that, experimental drying tests were carried out, in the drying of silver bananas, in the cities of Campina Grande, PB and Pombal, PB, in periods of greater and lesser intensity of solar radiation. It was possible to observe the influence of the temperature and relative humidity conditions of the ambient air and the incidence of solar radiation on the drying time. Average thermal yield of 30,04% and average drying time of 13,5 hours were obtained, results similar to those reported in the literature. El Nordeste brasileño se destaca, entre otras cosas, por su producción de frutas y la disponibilidad de energía solar. Sin embargo, la producción de frutos secos en esta región del país aún no es expresiva. Se han desarrollado estudios sobre el secado de alimentos en todo el mundo, ya que el proceso tradicional de secado en horno requiere grandes inversiones y un alto consumo eléctrico, aumentando el costo del producto final. El secado solar en equipos construidos con materiales de bajo costo y cuya operación y mantenimiento se puede realizar sin necesidad de acciones de alta complejidad, se convierte en una tecnología apropiada para la agricultura familiar. El objetivo de este trabajo fue comparar el desempeño de un secador solar de exposición indirecta en diferentes climas y condiciones meteorológicas. Para ello, se realizaron pruebas experimentales de secado, en el secado de banano plateado, en las ciudades de Campina Grande, PB y Pombal, PB, en períodos de mayor y menor intensidad de radiación solar. Se pudo observar la influencia de las condiciones de temperatura y humedad relativa del aire ambiente y la incidencia de la radiación solar en el tiempo de secado. Se obtuvieron rendimiento térmico promedio de 30,04% y tiempo de secado promedio de 13,5 horas, resultados similares a los reportados en la literatura. O Nordeste brasileiro destaca-se, entre outros aspectos, pela produção de frutas e pela disponibilidade de energia solar. No entanto, a produção de frutas secas nessa região do país ainda não é expressiva. Estudos sobre a secagem de alimentos vêm sendo desenvolvidos em todo mundo, já que o processo de secagem tradicional em estufa demanda grandes investimentos e alto consumo de energia elétrica, elevando o custo do produto final. A secagem solar em equipamentos construídos com materiais de baixo custo e cuja operação e manutenção possam ser executadas sem necessidade de ações de elevada complexidade, torna-se uma tecnologia apropriada para a agricultura familiar. O objetivo deste trabalho foi comparar o desempenho de um secador solar de exposição indireta em climas e condições meteorológicas distintas. Para tanto, testes experimentais de secagem foram realizados, na secagem de banana prata, nas cidades de campina Grande, PB e Pombal, PB em períodos de maior e menor intensidade de radiação solar. Foi possível observar a influência das condições de temperatura e umidade relativa do ar ambiente e da incidência de radiação solar no tempo de secagem. Obteve-se rendimento térmico médio de 30,04% e tempo médio de secagem de 13,5 horas, resultados similares aos reportados na literatura.

En el proceso de elaboración y transformación de la madera, el secado es la fase que mayor tiempo y energía consume. Ante la elevada inversión en infraestructura y los altos costos de los energéticos para los secadores convencionales ha sido necesario buscar alternativas viables y de bajo costo para dicha actividad. Una de ellas es el aprovechamiento de la energía calórica mediante el diseño de secadores solares. Normalmente la rentabilidad de uno de estos aparatos depende del costo total del colector, por lo que la tendencia es hacia la simplicidad, que disminuirá al máximo el gasto inicial en infraestructura y de operación, para incrementarla. Además, con el desarrollo de materiales baratos y de buen comportamiento en aplicaciones solares, como los plásticos, es más eficiente utilizar este tipo de insumo para el secado de madera. En el estudio que se describe a continuación se realizó la evaluación económica de un secador solar tipo invernadero. Se calculó el valor actual o flujo de efectivo descontado, el periodo de retorno de la inversión y su rentabilidad. El costo del proceso de secado solar por carga es de $17,675.00, que al comercializar la madera genera un ingreso de $43,000.00 y una utilidad de $25,325.00. El ingreso anual es de $215,925.00. La recuperación de la inversión se logra al terminar la cuarta carga de secado, con una rentabilidad del 240%.

This work aimed to contribute to the evaluation of a solar drying system used in the drying of kaolin, which is under development in the region of the Pegmatitic Province of Borborema (PPB), between the states of Paraíba and Rio Grande do Norte. The experiments were carried out in a direct exposure solar dryer and outdoor solar drying. Two prototype dryers with different types of coverage were tested, one with a polycarbonate coating and the other with a polypropylene coating, to evaluate the influence of the transparent coating on the efficiency of the drying process. A comparison was also made between the two dryers and outdoor solar drying, evaluating the drying time of kaolin and the thermal efficiency of the equipment. The amount of water removed from the kaolin per unit of time and the specific energy consumption were other indicators evaluated for each drying process, and were important to corroborate the need to use new drying technologies in the PPB region, which has high intensity incident solar irradiation throughout the year, but which still uses firewood as energy source to carry out the drying step in the kaolin processing. The main experimental results obtained showed that solar drying in the dryers reduced kaolin moisture from 30% to 5%, leaving it in a position to proceed to the next processing step, 240 minutes faster compared to solar air drying free. It was already possible to observe that the solar dryer with polycarbonate cover proved to be more thermally efficient compared to the dryer with polypropylene cover. New experiments are being carried out seeking to insert solar energy as a major energy source, replacing firewood and aiming to improve the efficiency of the drying process and give sustainability to the kaolin processing actions in the PPB region. Este trabajo tuvo como objetivo contribuir a la evaluación de un sistema de secado solar utilizado en el secado de caolín, que se encuentra en desarrollo en la región de la Provincia Pegmatítica de Borborema (PPB), entre los estados de Paraíba y Rio Grande do Norte. Los experimentos se llevaron a cabo en un secador solar de exposición directa y secado solar al aire libre. Se probaron dos prototipos de secadores con diferentes tipos de cobertura, uno con revestimiento de policarbonato y otro con revestimiento de polipropileno, para evaluar la influencia del revestimiento transparente en la eficiencia del proceso de secado. También se realizó una comparación entre los dos secadores y el secado solar exterior, evaluando el tiempo de secado del caolín y la eficiencia térmica del equipo. La cantidad de agua extraída del caolín por unidad de tiempo y el consumo específico de energía fueron otros indicadores evaluados para cada proceso de secado, y fueron importantes para corroborar la necesidad de utilizar nuevas tecnologías de secado en la región de PPB, que tiene irradiación solar incidente de alta intensidad. durante todo el año, pero que todavía utiliza leña como fuente de energía para realizar la etapa de secado en el procesamiento del caolín. Los principales resultados experimentales obtenidos mostraron que el secado solar en los secadores redujo la humedad del caolín de 30% a 5%, dejándolo en condiciones de pasar al siguiente paso de procesamiento, 240 minutos más rápido en comparación con el secado con aire solar libre. Ya se pudo observar que el secador solar con cubierta de policarbonato demostró ser más eficiente térmicamente en comparación con el secador con cubierta de polipropileno. Se están realizando nuevos experimentos que buscan insertar la energía solar como principal fuente de energía, en sustitución de la leña y con el objetivo de mejorar la eficiencia del proceso de secado y dar sostenibilidad a las acciones de procesamiento del caolín en la región del PPB. Esse trabalho teve o objetivo de contribuir para avaliar um sistema de secagem solar usado na secagem de caulim, que se encontra em desenvolvimento na região da Província Pegmatítica da Borborema (PPB), entre os estados da Paraíba e Rio Grande do Norte. Os experimentos foram realizados em um secador solar de exposição direta e na secagem solar ao ar livre. Foram testados dois protótipos de secadores com diferentes tipos de cobertura, um com cobertura de policarbonato e outro com cobertura de polipropileno, para avaliar a influência da cobertura transparente quanto a eficiência do processo de secagem. Foi realizada uma comparação entre os dois secadores e a secagem solar ao ar livre, sendo avaliado o tempo de secagem do caulim e o rendimento térmicos dos equipamentos. A quantidade de água retirada do caulim por unidade de tempo e o consumo específico de energia foram outros indicadores avaliados para cada processo de secagem, e foram importantes para corroborar a necessidade de utilização de novas tecnologias de secagem na região da PPB que dispõe de elevada intensidade de irradiação solar incidente durante todo o ano, mas que ainda utiliza lenha como energético para realizar a etapa de secagem no beneficiamento do caulim. Os principais resultados experimentais obtidos mostraram que a secagem solar nos secadores reduziu a umidade do caulim de 30% para 5%, deixando-o em condições de seguir para a próxima etapa de beneficiamento, 240 minutos mais rápido em comparação com a secagem solar ao ar livre. Foi possível observar que o secador solar com cobertura de policarbonato se mostrou mais eficiente termicamente em comparação ao secador com cobertura de polipropileno. Novos experimentos estão sendo realizados buscando inserir a energia solar como energético de maior protagonismo, substituindo a lenha e visando melhorar a eficiência do processo de secagem e dar sustentabilidade as ações no beneficiamento do caulim, na região da PPB.

En este trabajo se realizó una investigación sobre los secadores solares, y la construcción de curvas de secado de un secador solar indirecto con almacenamiento térmico, para el grano de cacao. Las condiciones de operación del secador se plantearon a partir de la radiación de la Ciudad de Cúcuta, en conjunto a las usadas en [1]. En este mismo se encontró la teoría para el análisis del colector mediante un enfoque analítico, por lo cual se comparó con un análisis mediante la Dinámica de Fluidos computacional o CFD por sus siglas en inglés. Dicha comparación demostró que el método CFD modela mejor la temperatura de la salida del colector en las horas de la tarde, cuando la radiación empieza a descender y el almacenamiento térmico hace que el descenso de la temperatura no sea tan abrupto. De igual manera se construyeron las curvas de secado para ambos casos, donde no se encontraron diferencias muy marcadas. Debido a la falta de datos verificados, del uso del secador solar escogido en el secado de cacao y bajo las condiciones de operación antes mencionadas, no se puede cuantificar la diferencia de las variables obtenidas con datos verificados. No obstante, se validó el modelo recreando las condiciones de [1], determinando que la diferencia con los resultados de este último, no superan el 1,6%. De la misma forma, mediante las curvas de secado para el cacao, obtenidas de [2] se comprobó que las curvas calculadas, concuerdan con lo obtenido en dicha investigación para un periodo de un día. Por lo cual el análisis realizado sirve para darse a la idea de las capacidades del secador solar indirecto con almacenamiento térmico, en el secado del grano de Cacao. In this work, an investigation was carried out on solar dryers, and the construction of drying curves of an indirect solar dryer with thermal storage, for the cocoa bean. The operating conditions of the dryer were established from the radiation of the City of Cúcuta, together with those used in [1]. In this same, the theory for the analysis of the collector was found through an analytical approach, for which it was compared with an analysis by means of computational Fluid Dynamics or CFD for its acronym in English. This comparison showed that the CFD method better models the collector outlet temperature in the afternoon hours, when radiation begins to drop and thermal storage makes the temperature drop not so abrupt. In the same way, the drying curves were constructed for both cases, where no very marked differences were found. Ingeniero Mecánico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado

The main objective of this work was to present the main competitive factors that affect the introduction of the equipment, a solar sanitary sludge dryer, downstream of the current domestic sewage treatment process that takes place in an ETE – Sewage Treatment Station – in Brazil. This study addressed, from the point of view of the ETE, the factors that threaten and those that favor the verticalization and competitiveness of the sanitary treatment chain. For this purpose, a single case study was used, using a quantitative and exploratory approach, with data collection carried out at an ETE in the state of São Paulo. From this work, it can be concluded that the use of the solar dryer in solving sludge problems generated by ETEs stands out in meeting important economic and environmental goals. The result of the investigation of the case study demonstrated that the verticalization of the sanitary process by introducing solar drying is an important process for the management of sewage sludge, as it reduces the mass and volume of the sludge and, consequently, reduces the cost of handling, transporting and disposing of this sludge O objetivo primordial deste trabalho foi apresentar os principais fatores competitivos que afetam a introdução do equipamento, secador solar de lodo sanitário, a jusante do corrente processo de tratamento do esgoto doméstico que ocorre em uma ETE – Estação de Tratamento de Esgoto – no Brasil. Este estudo abordou, do ponto de vista da ETE, os fatores que ameaçam e os que favorecem a verticalização e a competitividade da cadeia de tratamento sanitário. Para esta finalidade, foi empregado um estudo de caso único, utilizando-se de uma abordagem quantitativa e exploratória, com coleta de dados feita junto a uma ETE no estado de São Paulo. A partir deste trabalho, pode-se concluir que o uso do secador solar na resolução de problemas do lodo gerado pelas ETEs se destaca no cumprimento de metas econômicas e ambientais importantes. O resultado da investigação do estudo de caso demonstrou que a verticalização do processo sanitário pela introdução da secagem solar constitui um processo importante para o gerenciamento do lodo de esgoto, pois pela redução da massa e o volume do lodo e, consequentemente, reduz-se o custo de manuseio, transporte e descarte deste lodo.

Brazil nuts are often used for direct consumption or in the preparation process of water-soluble extract. After obtaining the water-soluble extract, a large amount of Brazil nut residues with good sensory characteristics are generated. Thus, this study aimed to dry Brazil nut processing residues in layers with different thicknesses in a direct solar dryer as well as by direct exposure to the sun, in order to fit different mathematical models to the experimental data of drying kinetics, and calculate the drying rates and effective diffusivity. The drying procedures began at 9 a.m. on a concrete base, for samples dried by direct exposure to the sun, and in a solar dryer constructed with expanded polystyrene foam zinc plated and a glass cover. The mass loss of the samples was monitored by weighing at regular times until the hygroscopic equilibrium was obtained. The direct solar dryer had temperatures about 80% higher than those recorded in the open environmental air temperature. Drying rates were higher in dehydrations performed in the solar dryer compared to the drying by exposure to the sun. The Midilli model was selected as the most adequate for predicting the drying of the samples under all experimental conditions, showing coefficients of determination above 0.99. The effective diffusion coefficients of moisture were higher in samples dehydrated in the solar dryer when compared to those dried by exposure to the sun. Regarding the research conducted under the experimental conditions of this study, the performance of the solar dryer to dry Brazil nut processing residues was satisfactory. Resumo A castanha-do-Brasil é frequentemente utilizada para consumo direto ou utilizada no processamento de extrato hidrossolúvel. Após obtenção do extrato hidrossolúvel, é gerada uma grande quantidade de farinha de castanha-do-Brasil com boas características sensoriais. Assim, objetivou-se secar a farinha de castanha-do-Brasil com diferentes espessuras de camada em secador solar de uso direto e por exposição direta ao sol, além de ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais de cinética de secagem e calcular as taxas de secagem e a difusividade efetiva. As secagens foram iniciadas às 9 h da manhã, em base de concreto, para as amostras secadas por exposição ao sol, e em secador solar, construído com chapa de zinco revestido de poliestireno expandido e possuindo um vidro como cobertura. A perda de massa das amostras foi monitorada através de pesagens em tempos regulares até obter equilíbrio higroscópico. O secador solar de uso direto apresentou temperaturas cerca de 80% superiores em comparação às temperaturas registradas no ambiente. As taxas de secagem foram maiores nas desidratações realizadas no secador solar em comparação à secagem por exposição ao sol. O modelo de Midilli foi selecionando como o mais adequado para predição da secagem das amostras em todas as condições experimentais, apresentando coeficientes de determinação superiores a 0,99. Os coeficientes de difusão efetivos de umidade foram maiores nas amostras desidratadas no secador solar em comparação à secagem por exposição ao sol. Nas condições experimentais deste estudo, o desempenho do secador solar para secagem de farinha residual de castanha-do-Brasil mostrou-se satisfatório.

The brewing industries generate large amounts of barley residues (RM), which can be used as animal feed. However, the high moisture of RM can lead to losses due to mold or fermentation. In this context, solar drying can be an advantageous operation, as it will favor storage and transportation, while it keeps the waste nutritional quality. Thus, the aim of this work was to study the drying of RM using two equipments: a solar greenhouse and a fixed bed solar dryer. Initially, a study of the drying kinetics was performed at different temperatures, obtaining the Page model as the one that best represents the RM drying kinetics. In the solar drying tests, it was possible to determine the influence of factors such as solar radiation and wind speed on the temperatures obtained, as well as on the drying rate in both equipments. Computational fluid dynamics analysis of the fixed bed dryer showed the best way to feed air into the dryer, which favors drying. However, the solar greenhouse proved to be more efficient, promoting a more homogeneous drying of the material. Las industrias cerveceras generan grandes cantidades de residuos de malta (RM), que pueden usarse como alimento para animales. Sin embargo, la alta humedad del residuo puede provocar pérdidas de material debido al moho o la fermentación. En este contexto, el secado solar puede ser una operación ventajosa, ya que facilitará el almacenamiento y el transporte, al tiempo que conservará la calidad nutricional de los desechos. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue estudiar el secado de RM utilizando dos equipos: invernadero solar y secador solar de lecho fijo. Inicialmente, se realizó un estudio de la cinética de secado del material a diferentes temperaturas, obteniendo el modelo de Page como el que mejor representa la cinética de secado del RM. En las pruebas de secado solar, fue posible determinar la influencia de factores como la radiación solar y la velocidad del viento en las temperaturas obtenidas, así como en la velocidad de secado en ambos equipos. El análisis de dinámica de fluidos computacional del secador de lecho fijo mostró la mejor manera de alimentar aire al secador, lo que favorece el secado. Sin embargo, el invernadero solar demostró ser más eficiente, promoviendo un secado más homogéneo del material. As indústrias cervejeiras geram grande quantidade de resíduos de malte (RM), que podem ser empregados como ração animal. No entanto, a alta umidade do resíduo pode implicar em perdas do material devido à mofo ou fermentação. Nesse contexto, a secagem solar pode ser uma operação vantajosa, pois irá facilitar o armazenamento e transporte, conservando também a qualidade nutricional do resíduo. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a secagem do RM empregando dois equipamentos: estufa solar e secador solar de leito fixo. Inicialmente, foi realizado um estudo da cinética de secagem do material em diferentes temperaturas, obtendo-se o modelo de Page como o que melhor representa a cinética de secagem do RM. Nos testes de secagem solar, foi possível determinar a influência de fatores como a radiação solar e velocidade do vento sobre as temperaturas obtidas, bem como sobre a taxa de secagem em ambos os equipamentos. Análises de fluidodinâmica computacional do secador de leito fixo mostraram a melhor forma de alimentação do ar dentro do secador, que favorece a secagem. No entanto, a estufa solar se mostrou mais eficiente, promovendo uma secagem mais homogênea do material.

Resumen Se presenta la evaluación del comportamiento térmico de tres secadores solares en régimen pasivo de flujo, diseñados para ser utilizados en las condiciones ambientales de la Costa Caribe Colombiana. Se realizaron experiencias de campo que proporcionaron resultados de eficiencia térmica que se comparan con los proporcionados por una simulación computacional. La simulación se realiza a partir de los balances de energía en cada componente de los secadores. Datos atmosféricos de la locación correspondientes a los días en que se hicieron las pruebas de campo se utilizaron para alimentar la simulación que se realizó usando software específico de licencia de uso libre. Se observa coherencia entre los resultados procedentes de la simulación y los obtenidos a partir de la medición directa. Abstract This article presents the evaluation of the thermal behavior of three solar dryers in a passive flow regime designed for the environmental conditions of the Colombian Caribbean Coast. Field experiments were conducted to obtain thermal efficiency results that were compared with those supplied by a computer simulation. The latter was based on energy balances in each component of the dryers. Atmospheric data of the location on the days the field tests were carried out were used as input for a simulation created using specific open-source software. Consistency is observed between the results from the simulation and those obtained from direct measurement.

El cacao nativo fino de aroma tiene mayor demanda por sus propiedades organolépticas y fisicoquímicas que aseguran su calidad. El presente estudio realizó la comparación de prototipos innovadores para el secado de Theobroma cacao L, mediante secadores solares por convección forzada, convección natural y tipo túnel en la Cooperativa APROCAM, ubicada en la provincia de Bagua, Amazonas, Perú. Se determinó la cinética de secado, características fisicoquímicas y organolépticas del cacao beneficiado en los tres tipos de secadores, utilizando 8 kg de producto fermentado con una humedad del 55% en cada secador con tres repeticiones. El análisis de datos se realizó en software SPSS 20.0 para obtener la cinética de secado. Para los análisis fisicoquímicos y organolépticos se utilizó un DCA y DBCA, respectivamente, y el software Statistix 8. Los resultados experimentales indican que el secador por convección natural necesitó un tiempo de 19 horas para alcanzar la humedad de equilibrio y/o comercial entre 7 y 8 %, es decir tres y cinco horas menos comparado con el secador por convección forzada y tipo túnel, respectivamente. La cinética de secado, en los secadores, está representada por ecuaciones lineales y logarítmicas. El análisis fisicoquímico se encontró dentro de los rangos establecidos en otros estudios; el porcentaje de grasa con valores entre 36 y 42% y proteína de 10 a 15% mostrando diferencias significativas por tratamiento; sin embargo, el secador forzado mostró mejores resultados. El análisis organoléptico de aroma y sabor arrojó niveles de aceptable a bueno, en los tres tratamientos.

En el presente trabajo se determina la influencia del acumulador solar térmico de cambio de fase y calor sensible en el funcionamiento de sistemas solares familiares como la cocina y secador solar. Para ello, se caracteriza las propiedades térmicas de la parafina como un material local de cambio de fase. La estructura del acumulador parte del concepto de ser modular de placa compacta, cuyas dimensiones se determinan mediante la simulación térmica en Comsol Multiphysics. Para mejorar la transferencia de calor desde el material de cambio de fase, se incorpora aletas internas y/o externas en el acumulador para acelerar el proceso de carga y descarga de la energía térmica. Se ha logrado diseñar 2 tipos de módulos de acumulador solar térmico de 30 cmx20 cmx3 cm uno que incorpora sólo aletas internar y otro, aletas internas y externas; cada módulo encapsula 1 kg de parafina y acumula energía hasta el punto de fusión de 0,06 kWh con densidad de energía de 51,81 kWh/m3. Dos módulos del acumulador se incorporan a una cocina solar y otros dos a un secador solar de cabina, con lo que se logra estabilizar la temperatura del aire de la cabina de cocción y del aire que ingresa a la cámara de secado durante el proceso de carga del acumulador. Cuando cesa la intervención de la radiación solar, la temperatura del aire que ingresa a la cámara de secado se mantiene mayor a 30 oC por un intervalo de 2 h lo que optimiza el proceso de secado del producto.

Resumen El objetivo de la presente fue modelar el comportamiento térmico de un secador solar típico para café tomando en consideración algunas configuraciones geométricas en la apertura de ventanas, en pos de mejorar las condiciones de secado natural al interior de la estructura. El modelo se simuló con datos experimentales en un secador solar típico en Colombia con Ansys CFX®. Los resultados mostraron que la geometría con una apertura del 25 % en la ventana para la salida del aire aumentó la temperatura sobre la capa de café hasta 4,2 °C con respecto a la temperatura ambiente, lo cual garantiza uniformidad en el secado, mientras la geometría típica con una apertura del 100 % aumentó la temperatura hasta 3,6 °C, no obstante, con ambas aperturas se aumentó la humedad relativa sobre la capa de café hasta 0,7 % con respecto a la humedad relativa ambiental. Con la apertura máxima de las ventanas disminuyó la humedad relativa del aire. Abstract The objective of the present investigation was to computationally model a typical solar dryer for coffee, considering some alternative geometric configurations in the opening of windows to improve the thermal conditions within the drying structure which enable the water removal process of wet parchment coffee. The model was simulated in Ansys CFX® software. Simulation results showed that the geometry with an opening of 25 % in the air output window increased temperature in the coffee layer to 4.2 °C over room temperature, guaranteeing uniform drying, whereas the typical geometry with a 100 % opening increased temperature to 3.8 °C. When the maximum window opening for input and output of air was used, the relative humidity of air within the dryer decreased in comparison with the other geometries. Resumo O objetivo do presente trabalho foi modelar o comportamento térmico de um secador solar típico para café ao levar em consideração algumas configurações geométricas na abertura de janelas, a fim de melhorar as condições de secagem natural no interior da estrutura. O modelo foi simulado com dados experimentais em um secador solar típico na Colômbia com Ansys CFX®. Os resultados mostraram que a geometria com uma abertura de 25 % na janela para saída do ar aumentou a temperatura sobre a camada de café até 4,2 °C com respeito à temperatura ambiente, o que garante uniformidade na secagem, ao passo que a geometria típica com uma abertura de 100 % aumentou a temperatura até 3,6 °C, não obstante, com ambas as aberturas houve um aumento da umidade relativa sobre a camada de café de até 0,7 % em comparação com a umidade relativa ambiental. Com a abertura máxima das janelas a umidade relativa do ar diminuiu.

The search for the reduction of production costs and for the diversification of the commercialization of agricultural products is necessary when looking to ensure autonomy and increase income for farmers. The use of solar dryers for the dry fruits production provides an excellent alternative for consideration. However, in order to introduce this technology, one must understand the drying kinetics for a given product. This paper’s purpose was to study the intermittent drying kinetics of banana in a hybrid dryer. The drying was performed in a hybrid dryer composed of a solar collector (photothermal energy), a drying chamber containing Banana-Prata cut into cylindrical and disc shapes and a power-driven exhaust system. The process occurred during four sequential days, totaling 78 h of operation and 12 h of intermittence. The effective drying period took 39 h, with a temperature and relative humidity inside the drying chamber of 43.4 °C and 45.3%, respectively, and an air speed of 1.0 m.s-1. In the first few hours of drying, a sharp decrease in the moisture content was verified. During this period, the maximum and minimum drying temperatures were approximately 42 and 28 °C, respectively. A higher reduction in the moisture content of the disc samples was observed when compared to the cylindrical shape. After the intermittence period, a peak of moisture ratio was observed, followed by a marked loss of water in the fruit in both formats. The results have shown that the Page model is the one that better applies to the experimental data for the intermittent solar drying of banana in both shapes. RESUMO A busca pela redução de custos de produção e diversificação de comercialização de produtos agrícolas torna-se necessária para autonomia e aumento de renda dos produtores rurais. A utilização de secadores solares para produção de frutas secas consiste em excelente alternativa a ser adotada. No entanto, para a introdução desta tecnologia deve-se ter conhecimento da cinética de secagem para determinado produto. Objetivou-se estudar a cinética de secagem intermitente da banana em secador híbrido. A secagem foi realizada em secador híbrido composto por coletor solar (energia fototérmica), câmara de secagem contendo banana prata nos formatos cilíndrico e disco e sistema de exaustão (energia elétrica). O processo ocorreu em quatro dias seguidos, totalizando 78 h de operação e 12 h de intermitência. O período efetivo de secagem ocorreu durante 39 h, com temperatura e umidade relativa média no interior da câmara de 43,4 °C e 45,3%, respectivamente, e velocidade do ar 1,0 m.s-1. Verificou-se nas primeiras horas de secagem acentuada redução da razão de umidade. Nesse período, a temperatura máxima e mínima de secagem foi aproximadamente de 42 e 28 ºC, respectivamente. Observou-se maior redução do teor de água das amostras em disco quando comparado ao formato cilíndrico. Após o período de intermitência, constatou-se pico de razão de umidade, seguido de acentuada perda de água pela fruta em ambos os formatos. Os resultados evidenciaram que o modelo de Page é o que melhor se ajusta aos dados experimentais da secagem intermitente solar da banana em ambos formatos.

As indústrias cervejeiras geram grande quantidade de resíduos de malte (RM), que podem ser empregados como ração animal. No entanto, a alta umidade do resíduo pode implicar em perdas do material devido à mofo ou fermentação. Nesse contexto, a secagem solar pode ser uma operação vantajosa, pois irá facilitar o armazenamento e transporte, conservando também a qualidade nutricional do resíduo. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a secagem do RM empregando dois equipamentos: estufa solar e secador solar de leito fixo. Inicialmente, foi realizado um estudo da cinética de secagem do material em diferentes temperaturas, obtendo-se o modelo de Page como o que melhor representa a cinética de secagem do RM. Nos testes de secagem solar, foi possível determinar a influência de fatores como a radiação solar e velocidade do vento sobre as temperaturas obtidas, bem como sobre a taxa de secagem em ambos os equipamentos. Análises de fluidodinâmica computacional do secador de leito fixo mostraram a melhor forma de alimentação do ar dentro do secador, que favorece a secagem. No entanto, a estufa solar se mostrou mais eficiente, promovendo uma secagem mais homogênea do material.

El estudio tuvo por objetivo evaluar dos tipos de sistemas de secado de almidón de yuca (el secado tradicional al ambiente, sobre piso de cemento recubierto con polietileno negro de calibre número 6, y el eco tecnológico con armazón de madera, placa metálica y cubierta de vidrio). El trabajo se ejecutó en la comunidad de San Pablo de Tarugo, Chone-Manabí. Se construyó el secador solar y se lo adaptó a las condiciones de la zona. Para la medición del porcentaje de humedad del almidón, al ingreso y salida de ambos sistemas, se empleó el método convencional No. 925.09 AOAC. Se observó que el contenido de humedad inicial del almidón fluctúa entre 42,6% y 44,9%. Con el sistema de secado solar ecotecnológico, se registró temperaturas promedios de 31ºC y 60ºC, en la mañana y tarde, respectivamente. Igualmente, mediante el mismo sistema, se obtuvo el menor porcentaje de humedad de salida equivalente a 11,7%. Por lo tanto, el secador solar ecotecnológico es una opción viable en el secado del almidón de yuca, a pesar de las variaciones diarias del estado del tiempo.