Secado de fibras de sisal en lecho fijo: un anál1isis predictivo con modelos agrupados
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i10.9360Palabras clave:
Secado; Calor; Fibras de sisal; Modelos agrupados; Simulación.Resumen
Las fibras de sisal han despertado el interés de la academia y la industria, debido a sus excelentes características para su uso en diversas aplicaciones. Estas fibras, cuando se extraen de la planta, están húmedas y se someten a secado para reducir el contenido de humedad. El control del proceso de secado es de gran importancia para garantizar la calidad de las fibras en cuanto a resistencia mecánica y color. En este sentido, este trabajo tiene como objetivo estudiar teóricamente el secado de fibras de sisal en un horno con circulación de aire forzado. Se han propuesto modelos matemáticos para predecir el comportamiento transitorio del contenido promedio de humedad y la temperatura superficial, y el contenido de humedad de equilibrio de las fibras, en función de la temperatura del aire de secado y la concentración de vapor de agua en el lecho de fibras. Los resultados predichos de la cinética de secado y calentamiento y el contenido de humedad en equilibrio higroscópico de las fibras se presentan y comparan con los datos experimentales, en diferentes condiciones de funcionamiento. Se encontró que se obtuvo un buen ajuste, con un coeficiente de correlación mayor a 0,99, para todos los modelos analizados.
Citas
Alvarenga, L. C., Fortes, M., Pinheiro Filho, J. B., Hara, T. (1980). Transporte de umidade no interior de grãos de feijão preto sob condições de secagem. Revista Brasileira de Armazenamento, 5(1), 5-18. Obtido de http://www.centreinar.org.br/revistas.php.
Angrizani, C. A., Vieira, C. A. B., Zattera, A. J., Freire, E., Santana, R. M. C., Amico, S. C. (2006). Influência do comprimento da fibra de sisal e do seu tratamento químico nas propriedades de Compósitos com Poliéster. 17º CBECIMat - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Foz do Iguaçu, PR, Brasil. Obtido de https://docplayer.com.br/52075763-Influencia-do-comprimento-da-fibra-de-sisal-e-do-seu-tratamento-quimico-nas-propriedades-de-compositos-com-poliester-alegre-rs.html.
Appeluz. (2011). Associação dos Pequenos Produtores de Sisal de Santaluz/BA - Homenagem à Faustino, criador da máquina de sisal. Obtido de <http://blogdojaziel.blogspot.com.br/2011/03/homenagem-faustino-criador-da-maquina. html>.
Barreto, A. C. H., Rosa, D. S., Fechine, P. B. A., Mazzetto, S. E. (2011). Properties of sisal fibers treated by alkali solution and their application into cardanol-based biocomposites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 42(5), 492-500.
Bledzki, A. K., Gassan, J. (1999). Composite reinforced with cellulose based fiber. Progress in Polymer Science, 24, 221-274. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2011.01.008
Brooker, D. B., Bakker-Arkema, F.W., Hall, C.W. (1992). Drying and storage of grains and oilseeds. New York: AVI Book.
Cavalcanti, W. S., Carvalho, L.H., Alsina, O.L.S. Lima, A.G.B. De. (2004). Sorção de Água de Compósito Poliéster Insaturado Reforçados por Tecido de Juta e Tecido Híbrido Juta/Vidro. XVI CBECIMAT, Porto Alegre. Obtido de https://www.scielo.br/pdf/po/v20n1/aop_pol_0492.pdf
Chavami, K., Toledo Filho, R. D., Barbosa, N. P. (1999). Behaviour of composite soil reinforced with natural fibres. Cement & Concrete Composites, 21(1), 39-48. doi: https://doi.org/10.1016/S0958-9465(98)00033-X
Crank, J. (1975). The mathematics of diffusion. London: Oxford University Press.
Cruz, V. C. A., Nóbrega, M. M. S., Silva, W. P., Carvalho, L. H., Lima, A. G. B. (2011). An experimental study of water absorption in polyester composites reinforced with macambira natural fiber. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 42(11), 979-984. doi: https://doi.org/10.1002/mawe.201100840
D’almeida, A. L. F. S., Carvalho, L. H., D’almeida, J. R. M. (2006). Characterization of caroá (Neoglaziovia variegata) fibers. World Polimer Congress – 41st International Symposium on Macromolecules. Anais. Rio de Janeiro – Brazil. doi: https://doi.org/10.1002/macp.200600554
Diniz, J. F. B. (2018). Transferência de calor e massa em sólidos porosos com forma paralelepipédica. Estudo de caso: Secagem de fibras de sisal. Tese de Doutorado em Engenharia de Processos, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Brasil.
Diniz, J. F. B., Lima, E. S., Magalhães, H. L. F., Lima, W. M. P. B., Porto, T. R. N., Gomez, R. S., Moreira, G., Lima. A. G. B. (2020). Secagem de fibras de sisal em estufa com circulação forçada de ar: Um estudo experimental, Research, Society and Development, 9(10), 1-25. doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i10.9342
Fengel, D., Wegener, G. (1989). Wood: chemistry ultrastructure reactions. Berlin: Walter de Gruyter. Obtido de http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/handle/riufcg/2424
Ferreira, S. R., Lima, P. R. L., Silva, F. A., Toledo Filho, R. D. (2012). Influência de ciclos molhados-secagem em fibras de sisal sobre a aderência com matrizes de cimento Portland. Revista Matéria, 17(2), 1024-1034. doi: https://doi.org/10.1590/S1517-70762012000200008.
Fortes, M., Okos, M. R. (1980). Advances in drying. Washington: Hemisphere Publishing Corporation. Chapter Five: Drying theories: their bases and limitations as applied to foods and grains.
Ganjollo, A., Rahman, R. A., Bakar, J., Osman, A., Bimakd, M. (2011). Kinetics modeling of mass transfer using Peleg’s equation during osmotic dehydration of seedless guava (Psidium guajava L.): Effect of process parameters. Food and Bioprocess Technology, 5, 2151-2159. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-011-0546-2
Hall, C. W. (1980). Drying and storage of agricultural crops. Connecticut: AVI publishing company.
Ibrahim, M. H., Daud, W. R. W., Talib, M. Z. M. (1997). Drying characteristics of oil palm kernels. Drying Technology, 15(3-4), 1103-1117. doi: https://doi.org/10.1080/07373939708917281
Ishizaki, M.H., Leila L. Y. Visconte, Cristina R. G. Furtado, Márcia C.A. M., Leite Jean L. Leblanc. (2006). Caracterização Mecânica e Morfológica de Compósitos de Polipropileno e Fibras de Coco Verde: Influência do Teor de Fibra e das Condições de Mistura. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 16(3), 182-186. doi: https://doi.org/10.1590/S0104-14282006000300006
Keey, R. B. (1992). Drying of Loose and Particulate Materials. New York, Hemisphere Publishing Corporation.
Koprivica, G., Misljenovic, N., Bera, O., Levic´ L. (2013). Modeling of water loss during osmotic dehydration of apple cubes in sugar beet molasses. Journal of Food Processing and Preservation, 38(4), 1745-4549. doi: https://doi.org/10.1111/jfpp.12119
Lima, A. G. B. (1995). Estudo da secagem e dimensionamento de secador de casulos do bicho-da-seda. 1995. Dissertação Mestrado em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba, Campina Grande, PB, Brasil. Obtido de http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/handle/riufcg/8697
Lima, A. G. B. (1999). Fenômeno de difusão em sólidos esferoidais prolatos. Estudo de caso: secagem de bananas. Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica. UNICAMP, São Paulo. Obtido de http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265133
Lopes, F. F. M., Araújo, G. T., Nascimento, J. W. B., Gadelha, T. S., Silva, V. R. (2010). Estudo dos efeitos da acetilação em fibras de sisal. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14(7), 783-788. doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662010000700015
Martin, A. R., Martins, M. A., Mattoso, L. H. C., Silva, O. R. R. F. (2009). Caracterização Química e Estrutural de Fibra de Sisal da Variedade Agave Sisalana. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 19(1), 40-46. doi: http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282009000100011
Meneghetti, V. L., Aosani, E., Rocha, J. C., Oliveira, M., Elias, M. C., Pohnorf, R. S. (2012). Modelos matemáticos para a secagem intermitente de arroz em casca. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16(10), 1115-1120. doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012001000012
Mercali, G. D., Kechinski, C. P., Coelho, J. A., Tessaro, I. C., Marczak, L. D. F. (2011). Estudo da transferência de massa durante a desidratação osmótica de mirtilo. Brazilian Journal of Food Technology, 13(2), 91-97. doi: 10.4260/BJFT2010130200012
Mishira, S., Mohanty, A. K., Drzal, L. T., Misra, M., Hinrichsen, G. A. (2004). Review on pineapple leaf fibers, sisal fibers and their biocompositers. Macromolecular Materials and Engineering, 289, 955-974. doi: https://doi.org/10.1002/mame.200400132
Mothé, C. G., Araujo, C. R. (2004). Caracterização térmica e mecânica de compósitos de poliuretano com fibras de curauá. Polímeros: Ciência e Tecnologia, 14(4), 274-278. doi: https://doi.org/10.1590/S0104-14282004000400014.
Nabi Saheb, D., Jog, J. P. (1999). Natural fiber polymer composites: A review. Advances in Polymer Technology, 18(4), 351-363. doi: https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2329(199924)18:4<351::AID-ADV6>3.0.CO;2-X
Nascimento, J. J. S. (2002). Fenômenos de difusão transiente em sólidos paralelepípedos. Estudos de caso: secagem de materiais cerâmicos. Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica, Centro de Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, PB, Brasil.
Nóbrega, M. M. S. (2007). Compósitos de matriz poliéster com fibras de caroá neoglaziovia variegata: caracterização mecânica e sorção de água. Tese de Doutorado em Engenharia de Processos, Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande. Obtido de https://core.ac.uk/download/pdf/250089258.pdf
Nordon, P., David, H. G. (1967). Coupled diffusion of moisture and heat in hygroscopic textile materials, International Journal of Heat and Mass Transfer, 10(7), 853-899. doi: https://doi.org/10.1016/0017-9310(67)90065-8
Romero, L. L., Vieira, J. O. W. M., Martins, R. A., Medeiros, L. A. R. (1995). Fibras artificiais e sintéticas. Relato setorial. Rio de Janeiro: BNDES.
Santos, D. G. (2017). Estudo termo-hídrico e caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica reforçado com fibra vegetal: Simulação 3D e experimentação. Tese de Doutorado em Engenharia de Processos. Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande. Obtido de https://bdtd.ibict.br/vufind/Record/UFCG_3a541f663ef78f9702c2cc4a4a30d119
Silva, J. B. (2009). Simulação e Experimentação de Secagem de Tijolos Cerâmicos Vazados. Tese de Doutorado em Engenharia de Processo, Centro de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande. Obtido de https://bdtd.ibict.br/vufind/Record/UFCG_7f87c846c85fb2412ce24a4350689be9
Silva, J. S. (2008). Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas. Viçosa: Aprenda Fácil.
Silva, L. J., Panzera T. H., Christoforo A. L., Rubio, J. C. C., Scarpa F. (2012). Micromechanical analysis of hybrid composites reinforced with unidirectional natural fibres, silica microparticles and maleic anhydride. Materials Research, 15(6), 1003-1012. doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1516-14392012005000134
Silva, R. V. (2003). Compósito de resina poliuretana derivada de óleo de mamona e fibras vegetais. Tese de Doutorado na Escola de Engenharia de São Carlos. Universidade de São Paulo, São Carlos. Obtido de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-29082003-105440/publico/teseRosanaVilarimdaSilva.pdf
Silva, W. P., Amaral, D. S., Duarte, M. E. M., Mata, M. E. R. M. C., Silva, C. M. D. P. S., Pinheiro, R. M. M., Pessoa, T. (2013). Description of the osmotic dehydration and convective drying of coconut (Cocos nucifera L.) pieces: A three-dimensional approach. Journal of Food Engineering. 115(1), 121-131. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.10.007
Silveira, S. (2015). Manual de Matérias primas têxteis. CILAN – Centro de Formação Profissional para a Indústria de Lanifícios.
Spinacé, M. A. S., Janeiro, L. G., Bernardino, F. C. E, Paoli, M. A. (2009). Caracterização das Fibras de Sisal e de Curauá visando Aplicação em Compósitos Poliméricos. 32ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química. Obtido de http://www.sbq.org.br/32ra/
Strumillo, C., Kudra, T. (1986). Drying: principles, science and design. Gordon and Breach Science Publishers, New York, USA.
Wei, J., Meyer, C. (2014). Improving degradation resistance of sisal fiber in concrete through fiber surface treatment. Applied Surface Science, 289, 511-523. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.11.024
Zhou, F., Cheng, G., Jiang, B. (2014). Effect of silane treatment on microstructure of sisal fibers. Applied Surface Science, 292, 806-812. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.12.054
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