Obtención de difusividad térmica y másica del proceso de secado sobre placas cerámicas con adición de relaves de diatomeas
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i10.32174Palabras clave:
Secado; Difusividad de masa; Difusividad térmica; Parámetros estimados de difusividad.Resumen
La etapa de secado es el procedimiento más relevante en la producción industrial de ladrillos cerámicos, ya que la calidad final del producto está directamente relacionada con el éxito de esta operación. El conocimiento de la difusividad térmica y másica del material facilita el modelado matemático, lo que nos aporta un mayor dominio del proceso. Con este propósito, se realizó experimentalmente el secado de ladrillos cerámicos macizos con diferentes porcentajes de relaves de diatomeas en un horno con circulación de aire forzado. Los experimentos se realizaron en base a un diseño experimental 2k con tres factores: las temperaturas de secado (333 y 383 K), el tiempo de homogeneización de la mezcla (30 y 60 min), y el porcentaje de relaves (10 y 30%). A partir de la matriz de resultados, se aplicó el algoritmo de Levenberg-Marquardt para minimizar la diferencia entre las curvas de secado y calentamiento teóricas y experimentales, obteniendo así las difusividades térmica y másica. Todavía en posesión de la matriz de resultados, aplicamos un modelo de regresión para obtener una ecuación para estimar los valores de difusividad. Las curvas de secado y calentamiento que se construyeron a partir de las difusividades estimadas mostraron una buena concordancia con los datos experimentales y se validaron dentro de un intervalo de confianza del 99 %.
Citas
ABCERAM – Associação Brasileira de Cerâmica. Informações técnicas: definição e classificação. Disponível em: https://abceram.org.br/definicao-e-classificacao/. Acesso em: 5 abr. 2022.
ABDI – Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial. (2016). Estudo técnico setorial da cerâmica vermelha: subsidio para a elaboração do plano de desenvolvimento sustentável da cadeia produtiva de cerâmica vermelha. Brasília.
Betsuyaku, R. Y. (2015). Construção de ecotijolos com adição de areia diatomácea. Dissertação (Mestrado Profissional em Materiais) – Centro Universitário de Volta Redonda, Volta Redonda- RJ, Brasil.
Costa, R. F., Ferreira, A. D., Silva Jr, J. J. da, Barbosa, P. M. A., Bandeira, D. J. A., Rezende, M. L. de S., Nascimento, J. J. da S. (2021). Drying of clay/diatomite hybrid ceramic plates: An experimental study. Research, Society and Development, v. 10, n. 8, p. e13710817174, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i8.17174.
Ferrer, M., Peña, G., Vera, E. (2013). Estrutura, porosidade e resistência mecânica à flexão de cerâmicas porosas feitas com espuma antiderrapante vermelha e poliuretano. Revista Colombiana de Física, v. 45, n. 3, p. 214-217.
Incropera, F. P., Dewitt, D. P., Bergman, T. L., Lavine, A. S. (2014). Fundamentos de transferência de calor e de massa. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC.
Letelier, V., Tarela, E., Muñoz, P., Moriconi, G. (2016). Assessment of the mechanical properties of a concrete made by reusing both: brewery spent diatomite and recycled aggregates. Construction and Building Materials, v. 114, p. 492-498.
Lima, E.S. de, Lima, W. M. P. B. de, Silva, S. K. B. M. da, Magalhães, H. L. F., Nascimento, L. P. C., Gomez, R S., Porto, T. R. N., Lima, A. G. B. de. (2020). Drying of industrial ceramic bricks and process parameter estimation: an advanced concentrated approach. Research, Society and Development, v. 9, n. 12. DOI: 10.33448/rsd-v9i12.11391.
Lima, W. (2017). Transferência de calor e massa em sólidos porosos com geometria complexa via análise concentrada: modelagem e simulação. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.
Lopez, A., Iguaz, A., Esnoz, A., Virseda, P. (2000). Thin-layer drying behaviour of vegetable waste from wholesale market. Drying Technology, v. 18, n. 4-5, p. 995-1006. DOI: 10.1080/07373930008917749.
Macedo, A. R. S., Silva, A. S., Da Luz, D. S., Ferreira, R. L. S., Lourenço, C. S., Gomes, U. U. (2020). Estudo do efeito da diatomita nas propriedades físico-mecânicas do concreto. Cerâmica, v. 66, n. 377, p. 50-55.
Medeiros, F. K., Aquino, R. C. A., Rodrigues, A. M. T., Silva, H. C., Dias, I. B. C., Ferreira, H. S. (2014). Produção de tijolos maciços e placas cerâmicas de revestimento com adição de óleo lubrificante usado. Cerâmica Industrial, v. 19, n. 2, p. 38-45. DOI: 10.4322/cerind.2014.071.
Monteiro, F. M., Costa, F. A., Machado, T. G., Assis, R .B. (2017). Caracterização de argila caulinítica da região metropolitana de Natal-RN – parte 1. 72º Congresso Anual da ABM. Anais do Congresso Anual da ABM.
Montgomery, D. C., Runger, G. C. (2016). Estatística aplicada e probabilidade para engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
Nascimento, L. P. Castanheira; Silva, S. K. B. M., Lima, E. S., Magalhães, H. L. F., Lima, W. M. P. B.; Gomez, R. S., Porto, T. R. N., Lima, A. G. B. (2020). Secagem de tijolos cerâmicos argilosos industriais: uma investigação teórica usando modelos concentrados. Research, Society and Development, v. 9, n. 11. DOI: 10.33448/rsd-v9i11.10064.
Qiu, M., Chen, X., Fan, Y., Xing, W. (2017). Ceramic membranes. Comprehensive Membrane Science and Engineering (Second Edition), v. 1, p. 270-297. DOI: 10.1016/b978-0-12-409547-2.12243-7.
Silva, J. B., Almeida, G. S., Lima, W. C. P. B., Neves, G. A., Lima, A. G. B. (2011). Heat and mass diffusion including shrinkage and hygrothermal stress during drying of holed ceramics bricks. Defect and Diffusion Forum, v. 312-315, p. 971-976. DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.312-315.971.
Silva, S. K. B. M. (2018). Secagem de tijolos cerâmicos industriais: estimativa de parâmetros de processo via modelo concentrado. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.
Taheri-Garavand, A., Rafiee, S., Keyhani, A. (2011). Study on effective moisture diffusivity, activation energy and mathematical modeling of thin layer drying kinetics of bell pepper. Australian Journal of Crop Science, v. 5, n. 2, p. 128-131.
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