Validação de método de monitoramento contínuo em processos de umidificação utilizando estufa de secagem

Abstract

O controle do teor de umidade é um processo comum na indústria, pois produtos com alto teor de umidade facilmente sofrem contaminação microbiológica. Porém a medida das perda de água dos produtos ainda é feita de maneira manual, comparando-se o peso inicial com o peso seco . Baseado na necessidade de se aprofundar os conhecimentos sobre a transferência de água do produto para o ar aquecido durante o processo de secagem, testou-se nessa pesquisa a validação de uma rotina de monitoramento contínuo da transferência de massa da água de um recipiente para o ar aquecido de uma estufa de secagem. O objetivo desta pesquisa foi minimizar o erro teórico em relação ao experimental, para então utilizar os resultados obtidos para viabilizar a realização de um experimento didático voltado para o estudo do processo de umidificação do ar. Para tal, realizaram-se 15 experimentos com intervalos de tempo variando entre 20 minutos e uma hora. Para os experimentos com duração entre 20 e 30 minutos, os valores das variáveis de controle foram coletados de 2 em 2 minutos. Para os experimentos de uma hora, os valores das variáveis de controle foram coletados a cada cinco minutos. Para a vaporização da água dentro do contêiner, foram utilizados três tipos de aquecedores de água: um bloco aquecedor de impressora 3D com monitoramento de temperatura via Arduino, um aquecedor de água com regulagem automática de temperatura e um ebulidor elétrico comum. Ao longo dos experimentos, uma série de melhorias foi proposta para otimizar o processo de homogeneização do vapor que saía do recipiente com o ar aquecido do forno de secagem, como o uso de um ventilador USB e de um disco difusor de papelão. Dois equipamentos também foram usados para medir a umidade e a temperatura do ar que saia da estufa de secagem. Baseado no percentual de erro entre as medidas experimentais e teóricas, o experimento com o menor erro foi o Experimento 10, em que se utilizou um vidro de Nescafé® como recipiente para água, um ebulidor elétrico para esquentar a água dentro do recipiente e o termo-higro-anemômetro para realizar as medidas.