Evaluation of a solar drying system for kaolin processing: polycarbonate coating x polypropylene coating

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i9.18187

Keywords:

Kaolin Drying; Solar dryer; Thermal yield; Solar energy.

Abstract

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.

References

Costa, N. L., Leite Filha, M. de S., Conceição, J. A. S. e S. da., Gomes, Í.de A., Santana, V. L., Fernandes, J. F. de S., Lima Junior, C. de, & Grilo, M. B. (2021) Evaluation of a direct exposure solar drying system for pineapple under meteorological conditions in the northeastern semiarid region. Research, Society and Development, 10, e31910817399

Costa, A. R. S. (2018). Sistema de secagem solar para frutos tropicais e modelagem da secagem de banana em um secador de coluna estática. Tese de Doutorado (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal.

Farias, R. P. (2011). Secagem de banana em estufa: efeitos térmicos e geométricos. (2011). Tese de Doutorado (Programa de Pós-graduação em Engenharia de Processos). Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.

Fernandes, J. F. S. (2021). Desenvolvimento experimental de um secador solar especial com sílica gel como dessecante do ar de secagem. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade federal de Campina Grande.

Gomes, I. de A. & Grilo, M. B. (2015). Utilização de um Secador Solar de Frutas com Aproveitamento Multienergético na Desidratação de Abacaxi.: Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia.

Gomes, I.A. (2017). Desenvolvimento Experimental de um Secador Solar de Frutas com Aproveitamento Multienergético. 2017. 121p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Campina Grande, UFCG. Campina Grande, PB. 2017.

Grilo, M. B. (2007). Fundamentos da Energia Solar: conceitos básicos e aplicações. Editora da Universidade Federal de Campina Grande, EDUFCG.

Grim, R. (1958). Clay Mineralogy. New York: McGraw-Hill, (Geological Science Series), p. 29.

Instituto Nacional de Meteorologia. (2020). http:www.inmet.gov.br/portal

Krang, E. G., Onwe, D. N. & Onda, D. O. (2015). Development of a direct passive solar dryer for crayfish (Procambarus clarkii). International Journal of Engineering Research and Science & Technology, 4 (2): 153-164.

Kumar, m., Sansaniwal, s. K. & Hatark, p. (2016). Progress in solar dryers for drying various commodities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 55: 346-360.

Leite Filha, M. de S.., Silva, M. B., Gomes, Í. de A., Grilo, M. B., Costa, N. L., Conceição, J. A. S. e S. da, Santana, V. L., & Fernandes, J. F. de S. (2021) Development of a flat solar collector for a drying system using factorial experimental design. Research, Society and Development, 10, e39010716755

Lima, A. G. B. (1999). Fenômeno de Difusão em Sólidos Esferoidais Prolatos. Estudo de caso: secagem de banana. 1999. 265p., Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica), Universidade Estadual de Campinas, Unicamp. 1999.

Murray, H. H., Keller, W. Kaolins, kaolins, & kaolins. (1996). In: Murray, H. H., Bundy, W., Harvey, C. Kaolin Genesis and Utilization, The Clay Minerals Society: Boulder, 1-24.

Mustayen, A. G. M. B., Mekhilef, S., & Saidur, R. (2014). Performance study of different solardryers: a review. Renewableand Sustainable Energy Reviews, 34, 463-470.

Nunes, A. G. (2016) Desenvolvimento Experimental de um Secador Solar Multienergético para Secagem de Frutas. 2016. 199 p., Tese (Doutorado em Engenharia Processos) Universidade Federal de Campina Grande.

Nunes, A.G., Gomes, Í de A., & Grilo, M. B. (2014). Testes Experimentais com Secador Solar de Exposição Direta para Desidratação de Abacaxi. In: VIII Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, 2014, CONEM 2014, Anais..., 8, 1-7,

Nunes, A. G., Gomes, I. A., Junior, J. S. S., & Grilo, M. B. (2013). Estudos para Determinação do Modelo Matemático Representativo de Experimentos com Secagem de Banana Usando Energia Solar e Gás Liquefeito de Petróleo. Revista Magistra, UFSC.

Peneiro, J. C., Melo, L. P., & Coradi, T. B. (2010). Construção de aquecedor solar de baixo custo sem cobertura: análise experimental da eficiência térmica para vários ensaios. Revista de Ciência e Tecnologia. 10, 18-34.

Proetti, S. (2018). As pesquisas qualitativa e quantitativa como métodos de investigação científica: Um estudo comparativo e objetivo. Revista Lumen, 2.

Santana, V. L. (2017) Beneficiamento de caulim na região do Junco do Seridó/PB e Equador/RN através da classificação de partículas em hidrociclones. 95p. Dissertação (Mestrado em Exploração Petrolífera e Mineral). Universidade Federal de Campina Grande, UFCG. Campina Grande, PB. 2017.

Published

28/07/2021

How to Cite

SANTANA, V. L. .; GRILO, M. B. .; FERNANDES, J. F. de S. .; COSTA, N. L. .; LEITE FILHA, M. de S. .; CONCEIÇÃO, J. A. S. e S. da .; GOMES, Ítalo de A. .; LIMA, W. S. .; ALMEIDA, A. B. L. de . Evaluation of a solar drying system for kaolin processing: polycarbonate coating x polypropylene coating. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 9, p. e37710918187, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i9.18187. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/18187. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Engineerings