ads:
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA, SECAGEM
(FRITURA DE IMERSÃO E LEITO FIXO) E
ISOTERMA DE DESSORÇÃO DO BAGAÇO
DE CANA
JOYCE MARIA GOMES DA COSTA
2008
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
JOYCE MARIA GOMES DA COSTA
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA, SECAGEM (FRITURA DE IMERSÃO
E LEITO FIXO) E ISOTERMA DE DESSORÇÃO DO BAGAÇO DE
CANA
Dissertação apresentada à Universidade Federal de
Lavras como parte das exigências do Programa de
Pós-Graduação
Stricto Sensu em Ciência dos
Alimentos para obtenção do título de “Mestre”.
Orientador
Prof. Dr. Jefferson Luiz Gomes Corrêa
LAVRAS
MINAS GERAIS - BRASIL
2008
ads:
Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
Costa, Joyce Maria Gomes da.
Caracterização física, secagem (fritura de imersão e leito fixo) e
isoterma de dessorção do bagaço de cana / Joyce Maria Gomes da Costa .
-- Lavras : UFLA, 2008.
100 p. : il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Lavras, 2008.
Orientador: Jefferson Luiz Gomes Corrêa.
Bibliografia.
1. Energia. 2. Biomassa . 3. Aproveitamento de resíduos. 4.
Transferência de calor
. I. Universidade Federal de Lavras. II. Título.
CDD-662.88
JOYCE MARIA GOMES DA COSTA
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA, SECAGEM (FRITURA DE
IMERSÃO E LEITO FIXO) E ISOTERMA DE DESSORÇÃO
DO BAGAÇO DE CANA
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras, como parte das exigências do
Programa de Pós-Graduação
Stricto Sensu em
Ciência de Alimentos para obtenção do título de
“Mestre”.
APROVADA em 15 de Agosto de 2008.
Prof. Dra. Soraia Vilela Borges
UFLA
Profa. Dra. Mônica Elisabeth Torres Prado
UFLA
________________________________________
Prof. Dr. Jefferson Luiz Gomes Corrêa
UFLA
(Orientador)
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2008
DEDICATÓRIA
Dedico esta dissertação primeiramente à Deus. Sem Ele nada seria
possível.
Aos meus pais, Jayme e Imaculada, e minhas irmãs, Janaína e Viviane
Aos meus orientadores e aos meus verdadeiros amigos.
Em memória da minha avó Maria do Rosário, e à Carla Cristina de quem
sempre lembrarei com muito carinho.
“Recordar o bem recebido é fazer-se merecedor
de tudo quanto amanhã possa nos ser oferecido”
González Pecotche
AGRADECIMENTOS
Antes de começar a dar nomes aos vários autores que contribuíram para
a realização deste trabalho, agradeço, primeiramente, a Deus, por estar sempre
presente em minha vida e por tornar tudo possível.
Antes de tudo, confesso que confeccionar estes agradecimentos não foi
uma tarefa fácil, pois tive receio de cometer injustiças e, por esquecimento, não
mencionar aqui nomes de pessoas que também contribuíram para este trabalho.
Há dois anos me arrisquei em uma nova cidade e, durante este período,
houve muitos novos acontecimentos, entre eles mudança de hábitos, novas
amizades, convívio com pessoas de diversas culturas e costumes, com os quais
me identifiquei, ou não, e também obstáculos, impedimentos e decepções. Mas,
hoje, estou certa de que serviram como aprendizagem e experiência, e com êxito
consegui superar, com a ajuda de Deus e de tantas pessoas que têm a minha
eterna gratidão. Entre estas pessoas destacam-se os meus pais, Jayme e
Imaculada, que, pela existência, amor, ajuda e apoio incondicionais, foram os
principais responsáveis por mais uma conquista.
As minhas irmãs, Janaína e Viviane, eternas companheiras, amigas
verdadeiras que nunca me dispensaram apoio, carinho e atenção. Aos meus
cunhados, Cleber e Maurinho, pela amizade e carinho.
Ao meu orientador, professor Dr. Jefferson Luiz Gomes Corrêa, pela
oportunidade oferecida, paciência, orientação e, principalmente, pelo bom
convívio durante estes dois anos de trabalho. Com ele tive a oportunidade de
enriquecer meu conhecimento com suas argumentações científicas, sugestões e
dicas de pesquisa. Agradeço pelas intermináveis horas de leitura e correções de
artigos, pela dedicação e, principalmente, pela atenção que sempre me
dispensou. Suas correções foram muito úteis e sempre bem-vindas. Além de
tudo, agradeço pela amizade e confiança. Agradeço também a Raquel, que
sempre me recebeu muito bem. Muito obrigada por tudo!
A minha co-orientadora, prof. Dra. Soraia Vilela Borges, pela amizade,
conselhos, ensinamentos e por nunca ter me negado ajuda quando eu mais
precisei, transmitindo sua experiência e incentivo, por meio de suas palavras e
conselhos que sempre foram suficientes para ter força e continuar seguindo com
persistência até alcançar meu objetivo. Obrigada por tudo, sobretudo pela
confiança que sempre depositou em mim. Você tem minha eterna gratidão.
Ao prof. Dr. José Guilherme, que tanto contribuiu com seu apoio,
carinho, amizade. Seus ensinamentos, que se iniciaram desde a graduação, foram
sempre válidos e serviram de alicerce para chegar até aqui. Também agradeço à
Olga, uma pessoa maravilhosa que também conquistou minha amizade por tanto
carinho e atenção.
Ao Grupo Dinâmico: Milene, Gustavo, Daniel, Renan, Evandro,
Viviane, Bruno, Carla (
in memoriam) e Fabiano. Todos vocês foram muito
importantes para a concretização deste trabalho pela enorme contribuição. As
dicas, o apoio e a dedicação foram essenciais. Obrigada pelos vários momentos
prazerosos durante o experimento. O ótimo convívio que tivemos consolidou em
amizades que serão para mim eternas.
À Dra. Sílvia Nebra e ao prof. Dr. Flávio Borém, pela oportunidade e
grande contribuição. À profa. Joelma, pelo apoio e atenção, especialmente na
fase final.
Ao DEX, em especial a Rosi (a todos da república Bananinha), Patrícia,
Nádia e aos professores Renato, Marcelo e Augusto, pela ajuda nas análises
estatísticas.
Aos amigos de Lavras: Tati (BH-Lavras), Dri, Marry e Abel. Felizes são
as pessoas que, como eu, tiveram a oportunidade de conhecê-los.
À “Mansão dos Estudantes”, principalmente Zilda e Rosi. Ao trio Neto,
Fael e Thi. Obrigada pelos vários momentos felizes que compartilhamos. A
Laurinha e André. Valeu!
Aos amigos de BH que sempre torcem e se preocupam comigo: Raquel,
Jonas, Bárbara e Síntia. Amo muito vocês!
A Danizinha, por todos os momentos divertidos que passamos juntas!
Obrigada pelo companheirismo, amizade, paciência e correções. A Lu que, com
pouco tempo de convívio, me ajudou nesta etapa final.
Às Usinas Luciânia e Ester, e ao restaurante da UFLA, por cederem,
respectivamente, o bagaço de cana e o óleo reutilizado, com os quais foram
realizados os experimentos relativos a este trabalho.
Ao DCA e, em especial, à Dra. Mônica pelas sugestões e correções; aos
funcionários do DCA (Tina e Creusa), do DEG (Eder, José Henrique e
Eduardo), do DZO (Prof. José Cleto) e do DEF (prof. Paulo Trugillo). Obrigada
pela oportunidade de realizar os testes aqui reportados. Ao Johnson, pela
parceria e apoio.
À Fapemig (Processo 2021305 e Processo CAG APQ-3415-3.12/07), e à
Finep (Processo 01-06-004700), pelo suporte financeiro.
“Eu não sei qual o segredo do sucesso,
mas o segredo do fracasso
é tentar agradar
a toda a gente.”
Bill Cosby
SUMÁRIO
Página
LISTA DE SÍMBOLOS.........................................................................................i
LISTA DE TABELAS.........................................................................................iii
LISTA DE FIGURAS..........................................................................................iv
RESUMO............................................................................................................vii
ABSTRACT ......................................................................................................viii
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................1
2 REFERENCIAL TEÓRICO..............................................................................5
2.1 Cana-de-açúcar ...............................................................................................5
2.1.1 Bagaço de cana ............................................................................................8
2.2 Secagem........................................................................................................12
2.2.1 Teor de água...............................................................................................13
2.3 Secagem: fritura por imersão........................................................................15
2.3.1 Meio de fritura ...........................................................................................17
2.3.2 Transferência de calor e massa através da fritura ......................................19
2.4 Secagem: Leito Fixo.....................................................................................20
2.5 Isotermas de sorção de bagaço de cana.........................................................23
3. MATERIAIS E MÉTODOS...........................................................................26
3.2 Caracterização do Material...........................................................................26
3.2.1 Procedência................................................................................................26
3.2.2 Distribuição granulométrica.......................................................................27
3.2.3 Formação de Grumos.................................................................................27
3.2.4 Percentual de fibras e pó............................................................................28
3.3 Fritura por Imersão .......................................................................................30
3.3 Planejamento Experimental ..........................................................................38
3.4.1 Primeira Fritura de imersão .......................................................................38
3.4.2 Segunda Fritura de imersão .......................................................................39
3.4.3 Terceira Fritura de imersão........................................................................39
3.5 Secagem em leito fixo...................................................................................39
3.6 Isoterma de Dessorção..................................................................................41
3.7 Modelagem Matemática ...............................................................................43
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................47
4.1 Caracterização do bagaço de cana ................................................................47
4.1.1 Análise granulométrica ..............................................................................47
4.1.2 Formação de grumos..................................................................................49
4.1.3 Percentual de fibras e pó............................................................................51
4.1.4 Densidade aparente....................................................................................54
4.1.4.1 Densidade aparente com separação granulométrica ...............................54
4.1.4.2 Densidade aparente sem separação granulométrica................................56
4.2 Fritura por imersão........................................................................................57
4.2.1 Primeira fritura de imersão ........................................................................57
4.2.2 Segunda fritura de imersão ........................................................................64
4.2.2.1 Teor de água............................................................................................64
4.2.2.2 Teor de óleo ............................................................................................66
4.2.2.3 Poder calorífico.......................................................................................68
4.2.3 Terceira fritura de imersão.........................................................................71
4.2.3.1 Teor de água............................................................................................71
4.2.3.2 Teor de óleo ............................................................................................75
4.3 Secagem por leito fixo..................................................................................77
4.4 Isoterma de dessorção...................................................................................82
5 CONCLUSÕES ...............................................................................................87
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................89
i
LISTA DE SÍMBOLOS
d diâmetro de uma partícula esférica [mm]
Fc valor facultado [-]
FV fonte de variação [-]
GL grau de Liberdade [-]
m massa [kg]
Pr área calculada [-]
PA passante acumulado [%]
PR passante retido [g]
PCI poder calorífico inferior [MJ/kg]
PCS poder calorífico superior [MJ/kg]
QM quadrado médio [-]
SE erro padrão da estimativa [-]
SQ soma de quadrados [-]
T temperatura [ºC]
t tempo [s]
v volume [m
3
]
x fração mássica [-]
X
a
’ teor de água do sólido [-]
X
o
teor de óleo do sólido [-]
X
i
teor de água inicial [-]
X
f
teor de água final [-]
densidade [kg m
-3
]
φ
umidade relativa [%]
ii
Subscritos:
b.s. base seca [-]
b.u. base úmida [-]
p partícula [-]
pe peneira [-]
Superescritos:
médio [-]
iii
LISTA DE TABELAS
Página
TABELA 1
Distribuição granulométrica do bagaço de cana
50
TABELA 2
Análise granulométrica do bagaço de cana para análise de
fibras e pó
52
TABELA 3
Fração mássica para os dois tipos de partículas de bagaço
53
TABELA 4
Distribuição granulométrica do bagaço de cana com teor
de água de 62% b.u. (Usina Luciânia)
58
TABELA 5
Análise de Variância do teor de água do bagaço de cana
(Variáveis: tipo de óleo-tamanho-tempo)
63
TABELA 6
Análise de Variância do teor de água do bagaço de cana
(Variáveis: temperatura-tempo)
65
TABELA 7
PCI e Teor de água do bagaço de cana caracterizados por
diversos autores
70
TABELA 8
Distribuição granulométrica do bagaço de cana
72
TABELA 9
Análise de Variância do teor de água do bagaço de cana
(Variáveis: temperatura-tamanho-tempo)
73
TABELA 10
Modelos matemáticos ajustados aos dados experimentais
de secagem de bagaço de cana em leito fixo nas
temperaturas de 50; 60 e 70 ºC
78
TABELA 11
Modelos matemáticos ajustados aos dados experimentais
de isoterma de dessorção do bagaço de cana à 50 ºC
85
iv
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 1
Usinas termelétricas à biomassa em operação e
potência instalada por estado – situação em setembro
de 2003.
7
FIGURA 2
Estrutura geral do bagaço de cana-de-açúcar. 9
FIGURA 3
Esquema do funcionamento do terno de moenda. 11
FIGURA 4
Princípio da secagem de bagaço de cana através dos
gases de exaustão da caldeira.
13
FIGURA 5
Fatores interferentes ao processo de fritura. 17
FIGURA 6
Representação dos diferentes períodos de secagem. 21
FIGURA 7
Fluxograma do processo de Fritura de Bagaço de
cana.
33
FIGURA 8
Montagem experimental do processo de fritura por
imersão.
34
FIGURA 9
Unidade Condicionadora de Ar de Laboratório. 42
FIGURA 10
Câmara Condicionadora de Ar 42
FIGURA 11
Distribuição granulométrica do bagaço de cana da
Usina Luciânia obtida com teor de água de 5,00%
(b.u.).
48
FIGURA 12
Distribuição granulométrica do bagaço de cana da
Usina Ester obtida com teor de água de 6,30% (b.u.).
48
Lista de Figuras (… Continua…)
v
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 13
Influência do teor de água no diâmetro médio das
partículas.
51
FIGURA 14
Densidade Aparente das partículas de pó e fibras do
bagaço de cana.
54
FIGURA 15
Densidade Aparente do bagaço de cana em função
do teor de água.
57
FIGURA 16
Curva de secagem de bagaço de cana por fritura em
dimensões diferentes das partículas de bagaço.
59
FIGURA 17
Teor de óleo durante a fritura de bagaço de cana com
dimensões de 3,55 e 0,90 mm.
60
FIGURA 18
Óleo incorporado em função do teor de água do
bagaço com dimensões de 3,55 e 0,90 mm
61
FIGURA 19
Cinética de secagem para a fritura de imersão do
bagaço de cana.
66
FIGURA 20
Curva de incorporação de óleo na secagem de
bagaço de cana por fritura nas temperaturas de
110ºC e 140ºC.
67
FIGURA 21
Curva de incorporação de óleo em função do teor de
água do bagaço de cana nas temperaturas de 110ºC e
140ºC – Método Soxhlet.
68
Lista de Figuras (… Continua…)
vi
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 22
Variação do poder calorífico do bagaço de cana
durante a fritura.
69
FIGURA 23
Cinética de secagem para a fritura por imersão do
bagaço de cana.
74
FIGURA 24
Influência do teor de água do bagaço de cana em
função das dimensões de bagaço de cana.
75
FIGURA 25
Curva de incorporação de óleo na secagem de
bagaço de cana por fritura na temperatura de 130ºC
em tamanhos diferentes das partículas de bagaço.
76
FIGURA 26
Curva de incorporação de óleo na secagem de
bagaço de cana por fritura na temperatura de 160ºC
em tamanhos diferentes das partículas de bagaço.
77
FIGURA 27
Valores experimentais e estimados pelo modelo de
Page para a secagem de bagaço de cana nas
temperaturas de 50; 60 e 70ºC.
82
FIGURA 28
Isoterma de dessorção de bagaço de cana à 50ºC. 83
vii
RESUMO
COSTA, Joyce Maria Gomes da. Caracterização física, secagem (Fritura de
imersão e leito fixo) e isoterma de dessorção do bagaço de cana.
2007. 100 p.
Dissertação (Mestrado em Ciências dos alimentos) – Universidade Federal de
Lavras, Lavras, MG
*
.
Este trabalho objetivou caracterizar o bagaço de cana procedente de duas usinas
sucroalcooleiras; obter curvas de cinéticas de secagem do bagaço em dois
métodos diferentes: fluxo cruzado em leito fixo e secagem por fritura de
imersão; e obter isoterma de dessorção do bagaço de cana. A caracterização do
bagaço foi feita através de análises granulométricas com avaliação do percentual
de fibras e pó, formação de grumos e densidade aparente. O bagaço de cana
úmido foi seco por fritura com variação do tamanho das partículas, tipo de óleo,
tempo e temperatura. Foram avaliadas cinéticas de teor de água, teor de óleo
incorporado durante o processo de fritura e valor energético do bagaço frito. A
redução do teor de água e a incorporação de óleo pelo bagaço mostraram-se
dependentes do tamanho das partículas, e a incorporação de óleo durante o
processo de fritura apresentou-se inversamente proporcional ao teor de água do
bagaço. Houve um aumento do poder calorífico do bagaço de cana frito,
atingindo valores na ordem de 38,86 MJ/kg. A secagem em leito fixo foi
realizada com ar à 50; 60 e 70 ºC e 0,9 m.s
-1
. A isoterma de dessorção (25 a 75%
de umidade relativa) foi obtida à 50 ºC. Os resultados obtidos pela secagem em
leito fixo e isoterma de dessorção foram ajustados com diversos modelos da
literatura. Os modelos com melhores ajustes foram o de Page (1949) para a
cinética de secagem em leito fixo e o de Jaafar & Michalowski (1990) para a
isoterma de dessorção.
Palavras-chaves: Energia, biomassa, aproveitamento de resíduos, transferência
de calor e massa.
_____________________
*
Comitê de Orientação: Dr. Jefferson Luiz Gomes Corrêa – UFLA
**
Co-orientadores: Dra. Soraia Vilela Borges – UFLA
Dr. Flávio Meira Borém – UFLA
viii
ABSTRACT
COSTA, Joyce Maria Gomes da. Physical characterization, Drying
(Immersion Frying and bed fixed) and Desorption isotherm of the sugar
cane bagasse.
2007. 100 p. Dissertation (Master Program in Food Science) –
Federal University of Lavras, Lavras, MG
*
.
This work objectified characterize the bagasse of sugar cane from two sugar-
alcohol-industry; obtained drying kinetic curves of the bagasse in two different
methods: cross flow in bed fixed and drying of immersion frying; obtained
desorption of isotherm of the sugar cane bagasse. The characterization of the
bagasse was made through grain sized analyses with evaluation of the
percentage of fibres and dust, formation of grumos and apparent density. The
moisture bagasse of sugar cane was dry for frying with variation of the size of
particles, type of oil, time and temperature. The reduction of the moisture
content and the oil text incorporated for the bagasse had revealed dependents of
the size of particles, and the oil incorporation during the process frying was
presented inversely proportional to the moisture content of the bagasse. It had an
increase of the calorific power of the sugar cane bagasse I fry, reaching values in
the order of 38,86 MJ/kg. They had been evaluated kinetic of moisture content,
oil text incorporated during the frying process and energy value of the fry
bagasse. The drying in bed fixed was make through with air to 50; 60 and 70 ºC
and 0.9 m s
-1
. The desorption isotherm (25 to 75% of relative humidity) obtained
at 50 ºC. Data of desorption isotherm and fixed bed drying desorption were fit
with several models of literature. The models with better adjustments were
model of Page (1949) for kinetic of drying in fixed bed, and of Jaafar &
Michalowski (1990) for the desorption isotherm.
Key-Words: Energy, biomass, waste use, heat and mass transfer.
_____________________
*
Guidance Commitee: Dr. Jefferson Luiz Gomes Corrêa – UFLA
**
Co-Adviser: Dra. Soraia Vilela Borges – UFLA
Dr. Flávio Meira Borém – UFLA
1
1 INTRODUÇÃO
O Brasil é um país tropical e em desenvolvimento, com abundantes
recursos de biomassa, dentre estes, os advindos da cana-de-açúcar,
primariamente, produzida para a obtenção de açúcar e álcool. O país é o maior
produtor mundial de cana-de-açúcar, isoladamente o maior produtor de açúcar e
de álcool e o maior exportador mundial de açúcar (Rípoli et al., 2000).
O sistema agroindustrial da cana-de-açúcar é um dos mais antigos, está
ligado aos principais eventos histórico, e é de enorme importância para o país. A
partir dos anos 1970, este sistema passou por importante transformação,
deixando de ser exclusivamente voltado para o setor de alimentos, para destinar-
se ao setor energético, por meio do Proálcool (Waack et al., 1998).
Os principais produtos gerados pelo sistema agroindustrial da cana-de-
açúcar são o açúcar, o álcool e outros subprodutos, como o bagaço de cana
(material fibroso gerado após a moagem da cana), que corresponde a,
aproximadamente, 30% da cana moída e tem grande importância, do ponto de
vista energético, para o setor sucroalcooleiro.
Grande parte do bagaço produzido é utilizada pelas próprias usinas no
aquecimento de caldeiras e na geração de energia elétrica. Sua utilização como
combustível ocorre nas unidades geradoras de vapor (caldeiras) para
movimentar turbinas e gerar energia utilizada na moagem e para eventual
retorno à rede pública de distribuição.
Assim, como fonte alternativa mais adequada para a resolução da
questão energética no Brasil, o bagaço de cana deixou de ser visto como resíduo
e passou a ser utilizado como um combustível importante, devido ao baixo
impacto ambiental.
2
Devido à grande quantidade produzida e às suas características físicas e
químicas, esse material encontra um vasto campo de utilização, além do
emprego como fonte energética na produção de ração animal, na indústria
química, na fabricação de papel, papelão e aglomerados, como material
alternativo na construção civil, na produção de biomassa microbiana e como
adsorvente de contaminantes orgânicos (Silva et al
., 2007).
A situação atual da maioria das usinas de açúcar e álcool do Brasil,
especialmente no estado de São Paulo, é de auto-suficiência do consumo de
energia dentro da indústria. Ou seja, todos os acionamentos mecânicos dos
equipamentos, iluminação e bombeamentos nos processos de produção são
supridos pelas turbinas da própria usina e toda a demanda do processo no
aquecimento do caldo, evaporação, cozimento e destilação é suprida pelo vapor
de escape das turbinas (Ramos et al
., 2003).
Até o início da década de 1980, a ineficiência energética dos sistemas da
cogeração era evidente, começando pela baixa eficiência das caldeiras, pois o
bagaço era considerado um rejeito indesejado no processo de produção de
açúcar e álcool. A ineficiência tecnológica, tanto do ponto de vista da
transferência de calor como dos sistemas de recuperação e aproveitamento
efetivo do vapor, também gerava um consumo exagerado de vapor no processo.
Tendo em vista o grande excedente de bagaço produzido pelo setor
sucroalcooleiro, o processo de cogeração passou a ser considerado uma
alternativa complementar em função da significativa quantidade de energia que
pode ser injetada na rede elétrica. Essa demanda motivou as usinas a investirem
em tecnologias mais eficientes na utilização do bagaço como combustível.
Paiva et al. (1998) e Souza-Santos et al
.(1998) estudaram a eficiência
energética do processo de queima do bagaço de cana e observaram que, para se
obter maior eficiência no processo de queima, é necessário que o bagaço tenha
um teor de umidade entre 20% a 30% em base úmida (b.u.). De forma geral, este
3
produto sai das moendas com 50% de umidade (b.u.). Do ponto de vista
energético, a umidade contida no bagaço após sua extração limita a eficiência
das caldeiras, sendo necessário excesso de ar que propicia a perda de calor
sensível através dos gases de exaustão (MIC – STI, citado por Barbosa, 1992).
Quando se armazena o bagaço, o açúcar residual e o alto teor de
umidade propiciam o crescimento de microrganismos e estimula uma
fermentação exotérmica que afeta diretamente as características do material,
deteriorando-o e, muitas vezes, provocando uma combustão espontânea não
desejável (Pellegrini, 2002).
O bagaço de cana, portanto, necessita passar por um beneficiamento que
viabilize sua estocagem e, conseqüentemente, melhore o seu aproveitamento
como insumo energético ou como matéria-prima industrial.
Visando obter uma melhora no processo de reaproveitamento deste
subproduto como combustível, a secagem proporcionará maior eficiência de
queima do bagaço, importante, sobretudo, nos picos de maior demanda. De
acordo com Pellegrini (2002), existem diversas formas de secagem de bagaço de
cana. Entre os possíveis sistemas, podem-se relacionar os secadores que utilizam
os gases de exaustão de caldeiras como meio de aquecimento; os secadores
munidos de gerador autônomo de energia (geralmente, queima de resíduos da
biomassa) e o sistema misto, o qual utiliza gases à baixa temperatura (130º-
150ºC) que recebem uma complementação por parte de uma fonte autônoma de
energia, propiciando a elevação da temperatura dos mesmos.
Nas usinas, o método normalmente utilizado para secagem do bagaço é
pelo contato direto com os gases de escape da caldeira. Destaca-se a utilização
do secador pneumático e do secador ciclônico para secagem de bagaço de cana,
conforme relatado por Sosa-Arnao et al
.(2006) e por Corrêa (2003) que
apresentaram uma revisão sobre secagem de bagaço de cana por meio dos
equipamentos descritos.
4
Dentre as diversas formas de secagem, ressalta-se a fritura por imersão
como um método alternativo, no qual o produto é imerso em um banho de óleo a
uma temperatura superior ao ponto de ebulição da água, normalmente entre
150º-200ºC (Silva, 2003). Trata-se de uma operação unitária bastante utilizada
para a secagem de alimentos (Varela et al
., 1988).
Neste processo, o óleo quente é utilizado como meio de transferência de
calor para produtos diversos (Oreopoulou et al
., 2006). Recentemente, foram
registrados métodos alternativos para a secagem de resíduos como o lodo e o
bagaço de cana, aos quais utilizam a fritura por imersão (Silva et al., 2005;
Corrêa & Rudolph, 2007).
Assim, este trabalho foi realizado com os objetivos de:
- caracterizar as propriedades físicas, como teor de água, granulometria,
densidade aparente, percentual de fibras e pó, formação de grumos e valor
energético do bagaço de cana procedente de usinas sucroalcooleiras;
- empregar a secagem por fritura como um método alternativo para a
secagem de bagaço de cana, que apresenta a vantagem de incorporação de óleo,
com geração de um material de grande poder calorífico. Nesta etapa foram
testados o tipo de óleo para fritura, a influência da temperatura do óleo, o tempo
de imersão e o tamanho das partículas de bagaço para as variáveis
independentes: teor de água final, incorporação de óleo e poder calorífico do
material frito;
- obter isotermas de dessorção e cinéticas de secagem do bagaço de cana
em um secador do tipo leito fixo e ajustar os dados experimentais com diversos
modelos advindos da literatura.
5
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Cana-de-açúcar
A cana-de-açúcar tem quase 500 anos de história neste país. Nos últimos
30 anos, graças aos empreendedores do setor sucroalcooleiro, a atividade tomou
o leme da eficiência no universo da agroenergia, deixando de ser apenas uma
planta alimentícia para se tornar um novo paradigma da energia limpa e
renovável, na área dos combustíveis e da eletricidade (Jank, 2007).
O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, seguido por
Índia e Austrália (UNICA, 2007), cuja produção é uma das atividades
econômicas mais importantes do país, devido, principalmente, à sua elevada
eficiência e competitividade. Neste setor encontram-se as usinas
sucroalcooleiras que, atualmente, utilizam o bagaço de cana como combustível
num sistema de cogeração (Ensinas et al., 2006).
O processamento industrial da cana tem potencial para dar origem a uma
série de matérias-primas para as indústrias de transformação, química e
biotecnológica. O desenvolvimento dessas potencialidades tem sido aprimorado
em diversos centros de pesquisa e desenvolvimento do Brasil e do exterior.
Além disso, oportunidades surgem por conta do aumento da demanda por
combustíveis ecologicamente corretos e pelo apelo ambiental gerado pela
participação das usinas no mercado de crédito de carbono, por conta da geração
de energia a partir do bagaço (Monteiro et al., 2005).
A energia da biomassa, quando produzida de forma eficiente e
sustentável, traz inúmeros benefícios ambientais e sociais, em comparação com
os combustíveis fósseis. Esses benefícios incluem o melhor manejo da terra, a
criação de empregos, o uso de áreas agrícolas excedentes nos países
6
industrializados, o fornecimento de vetores energéticos modernos, a redução de
níveis de emissão de CO
2
e o controle de resíduos (Waack et al., 1998).
Junqueira (2006) destaca que, atualmente, o Brasil é líder em projetos de
créditos de carbono registrados na ONU. A grande maioria dos programas
brasileiros de redução das emissões de carbono envolve projetos de geração de
energia elétrica a partir do bagaço da cana-de-açúcar.
O Protocolo de Kyoto determinou a redução, por parte dos países
desenvolvidos, das emanações de CO
2
em 5%, em relação aos níveis de poluição
de 1990. Esse acordo entrou em vigor em 2005, visando estabelecer medidas
concretas na luta contra o aquecimento global do planeta, no período entre 2008
e 2012 (Oliveira, 2007).
Os produtos energéticos da cana (etanol e bagaço) têm contribuído
largamente para a redução das emissões de gases que contribuem para o
agravamento do efeito estufa no Brasil, por meio da substituição de
combustíveis fósseis, ou seja, gasolina e óleo combustível (NAE, 2004)
Dessa forma, o sistema agroindustrial da cana-de-açúcar atravessa,
desde 2002, um período de grande dinamismo de seu processo de crescimento,
que faz lembrar o período áureo do Proálcool (1974-1983).
De acordo com a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (UNICA,
2008), atualmente, há mais de 320 unidades de processamento de cana-de-açúcar
que operam no país. Geograficamente, a distribuição das usinas acompanha a
concentração da produção de cana-de-açúcar. Na região centro-sul, o estado de
São Paulo se destaca como maior produtor nacional, com aproximadamente 60%
da produção, seguido do Paraná e de Minas Gerais. Na região norte-nordeste, os
principais produtores são Alagoas, Pernambuco e Paraíba, respectivamente
(Oliveira, 2007). No mapa da Figura 1 observam-se as usinas termelétricas à
biomassa em operação e em potência instalada por estado no Brasil.
7
FIGURA 1: Usinas termelétricas movidas à biomassa em operação e potência
instalada por estado – situação em setembro de 2003.
Fonte: Elaborado com a base em dados da Agência Nacional de Energia Elétrica
– ANEEL, banco de informações de geração – BIG. 2003.
8
Segundo o Relatório de Produção Agrícola do Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE), em 2007, a cultura da cana-de-açúcar cresceu
7% em relação ao ano anterior. Esse crescimento, segundo IBGE, é resultado do
surgimento de novas áreas plantadas. O estado de São Paulo, cuja produção de
cana é mais relevante, responde por cerca de 57% de toda a produção nacional.
De acordo com o relatório, em 2007, São Paulo cresceu 5,3% em relação ao
obtido em 2006. Justifica-se esse incremento, sobretudo, pelo lado do consumo
interno e pelas expectativas do crescimento da demanda do mercado mundial.
2.1.1 Bagaço de cana
O bagaço é um subproduto do processamento da cana na indústria
sucroalcooleira e a fonte energética da maior importância para essa indústria. É
constituído de água, fibras, principalmente celulose e de pequenas quantidades
de matérias em solução na água, água esta proveniente da embebição e do caldo,
constituído por açúcar e impurezas (Barbosa, 1992).
Sendo um material fibroso, de baixa densidade, com ampla variedade de
tamanhos e uma umidade de 50% (em base úmida), torna-se de grande interesse
caracterizar as propriedades das partículas de bagaço, devido à necessidade de
aplicação de procedimentos para o desenho de transportadores, alimentadores,
sistemas de secagem e sistemas de combustão, entre outros aspectos (Pietro,
2003).
O bagaço de cana caracteriza-se por apresentar partículas classificadas
como fibras e pó. As fibras correspondem às partículas com formato próximo de
um cilindro e de um prisma elíptico e o pó às partículas extremamente
irregulares, com formato semelhante a um disco ou a uma esfera (Hugot, 1964;
Nebra & Macedo, 1988; Corrêa, 2003). O bagaço apresenta, também,
propriedades típicas, como entrelaçamento das fibras, presença de pó coesivo e
larga distribuição granulométrica (Brossard et al., 2000).
9
A composição do bagaço e suas características variam amplamente:
conteúdo de água com 45% a 55%, podendo ser ainda maior, dependendo do
método de extração do caldo; conteúdo de fibra (fração sólida orgânica insolúvel
em água presente no talo da cana), de 40% a 50%; sacarose, 4% a 5%; açúcares
redutores 0,5% e conteúdo de cinzas não dissolvidas, de 1% a 1,5% (IBIPTI,
1999).
Quimicamente, o bagaço de cana é composto por celulose, hemicelulose
e lignina, principais polímeros naturais e pequenas quantidades de outros
compostos, classificados como componentes estranhos (ICIDCA-GEPLACEA-
PNUD, 1990). Na Figura 2 é apresentada a estrutura geral do bagaço de cana,
com os seus respectivos grupos químicos.
FIGURA 2: Estrutura geral do bagaço de cana-de-açúcar (Mohan, 2005).
10
A composição do bagaço de cana varia de acordo com a variedade da
cana, seu grau de maturação, método de colheita e o processo e eficiência da
extração (Barbosa, 1992).
Os métodos mais utilizados para a extração do caldo são a extração por
moendas e a extração por difusão. Na grande maioria das usinas em todo o
mundo, a extração do açúcar de cana é efetuada por meio de moendas (Roca et
al., 2006), um mecanismo estritamente volumétrico que consiste em deslocar o
caldo contido na cana. Este deslocamento é conseguido fazendo a cana passar
entre dois rolos, submetidos à determinada pressão e rotação, sendo o volume
gerado menor que o volume da cana. Este processo de extração é determinante
para a produção de um bagaço final em condições de propiciar uma queima
rápida nas caldeiras (COPERSUCAR, 2008).
Cada conjunto de rolos de moenda constitui um terno de moenda. O
número de ternos utilizados no processo de moagem varia de quatro a sete e
cada um deles é formado por três rolos principais, denominados rolo de entrada,
rolo superior e rolo de saída. Normalmente, as moendas contam com um quarto
rolo, denominado rolo de pressão, que melhora a eficiência de alimentação. A
carga que atua na camada de bagaço é transmitida por um sistema hidráulico que
atua no rolo superior (COPERSUCAR, 2008). Um esquema do funcionamento
do terno de uma moenda é mostrado na Figura 3.
11
FIGURA 3: Esquema do funcionamento do terno de moenda.
A partir da quantidade de caldo extraída do bagaço após cada terno, têm-
se a quantidade ou a porcentagem de fibra no bagaço (Jais, 2007). Quanto maior
o número de ternos, maior a eficiência da extração da moenda (Marques, 2008).
Portanto, a variedade, o tipo de preparo, bem como as características do
processo de extração são fatores determinantes das propriedades físicas do
bagaço de cana e essenciais para o projeto e o dimensionamento de
equipamentos industriais, tais como caldeiras, pré-ar, economizador, secador de
bagaço e gaseificador.
De acordo com Hugot (1964), mesmo submetendo a pressões
consideráveis e repetidas, nunca é possível extrair a totalidade de seu caldo.
Obtém-se um bagaço com conteúdo de água (ou teor de água) mínimo de 45% a
50% (b.u.), em geral, nas melhores condições, de 40% (b.u.).
12
Dessa forma, para extrair a maior quantidade possível do açúcar no
bagaço, recorre-se ao sistema de embebição, que consiste em adicionar água ao
bagaço para diluir o caldo remanescente e aumentar a extração da sacarose após
este ser submetido pela última moenda.
Devido a este processo de embebição, torna-se necessário empregar o
processo de secagem após a etapa de lavagem do bagaço, com a finalidade de
aumentar a eficiência de sua queima. Além de proporcionar o aumento da
eficiência, a secagem também possui outras vantagens, como facilitar o
manuseio, o transporte, o armazenamento e a conservação do bagaço.
2.2 Secagem
A secagem é um dos mais difundidos processos de transferência de calor
e massa, com aplicações em diversas áreas da engenharia. Os estudos sobre
fenômenos de transporte que ocorrem durante a secagem em materiais
particulados são de interesse não somente tecnológico, devido às suas inúmeras
aplicações industriais, mas também de interesse técnico-científico, por causa da
complexidade que o material apresenta.
A secagem pode ser definida como um processo simultâneo de
transferência de energia e massa entre o produto e o ar de secagem, que consiste
na remoção do excesso de água contida no material por meio de evaporação,
geralmente causada por convecção forçada de ar aquecido (Mujumdar, 2006;
Brooker et al., 1974).
Em usinas sucroalcooleiras, normalmente, a secagem do bagaço de cana
é feita utilizando-se a energia contida na corrente de gases de exaustão das
caldeiras como meio de aquecimento. Esta secagem é indicada para armazenar o
insumo durante o período de entressafra ou para quando é usado como matéria-
prima em outras indústrias, tais como de papel e celulose, alimentícias e de
13
bebidas e, principalmente, para a otimização energética da caldeira (IBICT,
2008).
Segundo Strumillo & Kudra, (1986), os materiais úmidos possuem
diferentes propriedades físicas, químicas, mecânicas e estruturais, parâmetros
que podem influenciar significativamente no processo de secagem. Porém, na
prática, o mais importante são as propriedades mecânica e estrutural e o tipo de
água presente no material.
O aproveitamento da energia extraída das caldeiras através dos gases de
exaustão para secagem de biocombustíveis está ilustrado na Figura 4.
FIGURA 4: Princípio da secagem de bagaço de cana através dos gases de
exaustão da caldeira (Wimmerstedt, 2006).
2.2.1 Teor de água
Segundo Strumillo e Kudra (1986), Mujumdar (2006) e Borém et al.
(2008), existem quatro tipos de água que diferem pela natureza das ligações
14
químicas e físicas existentes entre os compostos e a molécula de água, e da
predominância de compostos polares e apolares. Esses tipos são definidos como:
água de constituição, que é removida por reações de oxidação da
molécula a ela ligada, uma vez que ocorrem somente ligações
covalentes;
água adsorvida em moléculas e macromoléculas através de
forças de Van der Waals e ligações de hidrogênio. Durante a
secagem, essa é parcialmente retirada, dependendo das
características do material e das condições de secagem;
água solvente, encontrada sob tensão osmótica, que retém
diferentes substâncias dissolvidas nas células por meio de um
grande número de ligações íon-dipolo;
água absorvida, constituída pela água de impregnação. Esse tipo
de água ocorre nos capilares e nos espaços vazios, sendo
retirada mecanicamente pelas forças capilares; é bastante móvel
e facilmente removida pelo processo de secagem.
Se a água não estiver ligada (ligação física e ou química) às estruturas
dos sólidos, é caracterizada como água livre e a energia envolvida no processo
será correspondente ao calor latente de vaporização. E, se a água estiver ligada, a
energia necessária para a sua evaporação será maior (Park et al., 2001).
De acordo com Mujumdar (2006), todo conteúdo de água presente em
um material não higroscópico corresponde à água livre. Neste caso, uma dada
temperatura de secagem poderá ser suficiente para remover tanto a água ligada
quanto a água livre de um material úmido.
Para o bagaço de cana, pode-se dizer que a água presente refere-se à
água absorvida ou à água superficial, pois ela é proveniente da lavagem do
bagaço após a extração do caldo. Portanto, a remoção deste tipo de água torna-se
15
fácil quando se utilizam os fenômenos simultâneos de transferência de calor e
massa durante a secagem.
2.3 Secagem: fritura por imersão
Dentre as formas de secagem, pode-se apontar a operação de fritura, que
consiste na imersão do material úmido em um banho de óleo ou gordura com
temperatura mais alta que o ponto de ebulição da água. Esta operação é bastante
utilizada para a secagem de alimentos (Varela, et al., 1988), entretanto, uma
variação atual e ainda pouco estudada é a utilização deste processo para outros
materiais que não alimentos, como nos trabalhos de Vitrac (2000), Arbalosse
(2001), Silva et al
.(2005) e Peregrina et al.(2006). Estes últimos autores
trabalharam com resíduo de tratamento de água municipal e obtiveram um
produto de menor volume, teor de umidade bastante baixo em poucos minutos
de processamento, ainda com óleo absorvido. O produto final apresenta alto
poder calorífico e é facilmente manipulável. Outros autores também registraram
métodos alternativos utilizando a fritura para a secagem de resíduos, como lodo
e bagaço de cana (Silva et al
., 2005; Corrêa & Rudolph, 2007, Costa et al.,
2007).
No processo de secagem por fritura, o óleo quente é utilizado como
meio de transferência de calor para produtos diversos (Oreopoulou et al., 2006).
O calor fornecido ao produto pelo óleo (fonte externa) é utilizado para a
elevação da temperatura inicial do mesmo à temperatura superior à de ebulição
da água (calor sensível) e para a evaporação da água do produto (calor latente)
havendo ainda perdas para o ambiente (Rodrigues, 1997).
Para o emprego em alimentos, o contato do produto com o meio quente
induz à ocorrência de uma série de reações químicas e físicas que conduzem às
mudanças na cor, na textura, no desenvolvimento de uma crosta e do sabor e,
16
mais importante, nas taxas elevadas de transferência de calor e massa (Silva,
2004).
A água do material desempenha importante papel durante o processo de
fritura, recebendo calor do óleo quente que está em contato com o produto. A
conversão de água no estado líquido para o estado vapor consome parte da
energia do óleo. Assim, mesmo que o óleo esteja em temperaturas acima de
100ºC, a temperatura do produto se mantém na temperatura de ebulição da água,
até que toda a água existente seja removida. O calor é, então, conduzido desde a
superfície até o interior do produto (Blumenthal, 1991; Kozempel, 1991).
O trabalho aqui apresentado é distinto de outros que relatam sobre
métodos de secagem para bagaço de cana. A fritura por imersão é um método
bastante corriqueiro para a secagem de alimentos, por ser um processo rápido
quando comparado aos outros métodos de secagem e também por apresentar
outras vantagens, dentre elas a de acentuar o sabor e a textura do produto final.
Recentemente, alguns autores (Corrêa et al., 2007; Silva et al., 2005; Vitrac,
2002) publicaram trabalhos que adotaram a fritura por imersão como método
para a secagem de resíduos e outras substâncias, como lodo de esgoto, bagaço de
cana e madeira.
Na literatura, encontram-se vários trabalhos relevantes sobre fritura por
imersão, entretanto, o de Farkas et al. (1996a e b) destaca-se por ressaltar este
processo de uma forma genérica e aplicável a outras substâncias. Dessa forma,
os procedimentos utilizados pela metodologia convencional serviram de auxílio
aos testes aqui relatados e foram, então, adotados conceitos e procedimentos
básicos deste processo para materiais não alimentares, mas que possuem
propriedades similares, tais como o bagaço de cana.
Os diversos fatores que intercedem e afetam o complexo processo de
fritura estão ilustrados na Figura 5.
17
FIGURA 5: Fatores interferentes ao processo de fritura (Varela, 1988).
2.3.1 Meio de fritura
O meio empregado para a fritura são os óleos e as gorduras e, segundo
Gamble et al. (1988) e Jorge et al. (2005), a temperatura, o tempo de residência,
o tipo de óleo, a relação superfície/volume do óleo, o tipo de aquecimento e a
natureza do material são fatores importantes que devem ser considerados durante
este processo.
As altas temperaturas que se utilizam no processo de fritura (110º a
170ºC) produzem acelerada penetração de calor, levando à rápida secagem do
produto quando imerso ao meio. Além disso, considerando que uma parte do
óleo utilizado como meio de transferência de calor é absorvida pelo produto,
18
verifica-se a manutenção do produto conservado seco por períodos prolongados
(Cella et al., 2002).
O tempo de aquecimento do óleo influencia na quantidade de compostos
de alteração formados durante a fritura. O sistema intermitente de aquecimento
das frituras descontínuas é muito mais destrutivo para os óleos e gorduras de
frituras que no sistema de aquecimento contínuo. Uma das explicações atribui
este efeito ao fato de que, em elevada temperatura, as reações oxidativas
ocorrem fundamentalmente na superfície de contato com o ar; já durante o
resfriamento, ao diminuir a velocidade das mesmas e aumentar a solubilidade do
ar, favorece-se a entrada de ar na massa, produzindo maior quantidade de
hidroperóxidos e radicais livres durante o posterior aquecimento (Corsine &
Jorge, 2006).
O óleo empregado na fritura é um dos componentes mais críticos do
processo. Muitos óleos podem ser utilizados, sendo os mais comuns os óleos de
soja, milho, algodão, palma e também a mistura de dois ou mais tipos de óleo.
O óleo utilizado no processo de fritura de um alimento pode sofrer certas
degradações, provocando um aumento da quantidade de matéria graxa absorvida
pelo alimento. Portanto, é necessário um controle efetivo do estado de
degradação do óleo, no decorrer do processo (Lemaire et al., 1997).
Entretanto, dentre as formas de minimizar o custo de produção do
bagaço seco por meio da fritura por imersão, utiliza-se como meio de
aquecimento o óleo residual de fritura, uma vez que as suas propriedades
indesejadas ocasionadas pela reutilização não são influentes neste tipo de
processo.
19
2.3.2 Transferência de calor e massa através da fritura
De acordo com Vitrac et al. (2000), o comportamento geral da perda de
água durante o processo de fritura pode ser descrito em três fases de acordo com
a temperatura no centro do produto:
1. aquecimento inicial até o ponto de ebulição da água livre, juntamente
com vaporização da umidade superficial;
2. uma faixa constante de temperatura próxima ao ponto de ebulição,
durante a qual a maior parte da água livre é vaporizada, e
3. um aumento da temperatura do material até a temperatura do óleo,
com baixas taxas de secagem.
A transferência de calor que ocorre no processo de fritura é realizada
pela combinação da convecção por meio do contato da superfície do produto
com o óleo e uma condução do calor para o interior do produto (Athanase, 1998;
citado por Querido, 2005).
A velocidade de transmissão de calor ao interior do produto é
dependente da diferença entre a temperatura do banho (óleo) e a temperatura de
ebulição da água do produto. Esta diferença de temperatura constitui a força
motriz: quanto mais se eleva esta diferença, mais rapidamente se dá a
desidratação (Athanase, 1998).
No processo de fritura, admitem-se dois mecanismos que explicam o
fenômeno de transferência de calor: convecção, controlada pela diferença de
temperatura entre o óleo e o ponto de ebulição da água, e difusão, controlada
pela diferença de umidade através do sólido (Mittelman et al., 1984).
Entretanto, muitos autores (Silva, 2003; Costa et al. 1998; Farkas &
Hubbard, 2000; Baik & Mittal, 2005) vêm utilizando a transferência de calor
convectiva como fenômeno adequado para a fritura como processo de secagem.
20
2.4 Secagem: Leito Fixo
Diante da escassez de informações sobre o comportamento dos materiais
particulados e fibrosos frente a diferentes condições de secagem, os estudos em
leito fixo crescem em importância pelo fato de esse tipo de leito constituir a base
para a compreensão dos fenômenos fundamentais que permeiam os estudos em
outros leitos particulados.
A intensidade da secagem, a qual reflete a mudança do conteúdo de
umidade com o tempo, é influenciada significativamente pelos parâmetros do
processo de secagem, tais como temperatura, umidade relativa do ar, velocidade
do ar e também pela geometria da partícula (Strumillo & Kudra, 1986).
O fenômeno de secagem é fundamentado no conhecimento do conteúdo
inicial e final de água do material, da relação da água com a estrutura sólida e do
transporte da água do interior do material até a sua superfície, em que a umidade
de equilíbrio corresponde ao teor de água final que o produto pode atingir se o
processo for conduzido num determinado período de tempo sem alterações de
temperatura, pressão e umidade do ar.
As características específicas de cada produto, associadas às
propriedades do ar de secagem e ao meio de transferência de calor adotado,
determinam diversas condições de secagem. Entretanto, a transferência de calor
e de massa entre o ar de secagem e o produto é fenômeno comum a qualquer
condição de secagem. Normalmente, o processo de secagem tem um
comportamento que pode ser tomado como padrão, o qual pode ser dividido em
três períodos. As curvas predominantes no processo de secagem estão ilustradas
na Figura 6.
21
FIGURA 6: Representação dos diferentes períodos de secagem.
Fonte: (Park, 2007).
22
De acordo com Park et al. (2007), a curva (a) representa a diminuição do
teor de água (base seca) do produto durante a secagem, o conteúdo de umidade
do produto em base seca em relação à evolução do tempo de secagem, isto é, é a
curva obtida pesando-se o produto, durante a secagem, numa determinada
condição de secagem.
A curva (b) representa a velocidade (taxa) de secagem do produto,
variação do conteúdo de umidade do produto por tempo em relação à evolução
do tempo.
A curva (c) representa a variação da temperatura do produto durante a
secagem.
O primeiro período representa o início da secagem. Nesse período
ocorre uma elevação gradual da temperatura do produto e da pressão de vapor de
água. Essas elevações têm prosseguimento até o ponto em que a transferência de
calor seja equivalente à transferência de massa (água).
O segundo período caracteriza-se pela taxa constante de secagem. A
água evaporada é a água livre. A transferência de massa e de calor é equivalente
e, portanto, a velocidade de secagem é constante. Enquanto houver quantidade
de água na superfície do produto suficiente para acompanhar a evaporação, a
taxa de secagem será constante.
No terceiro período, a taxa de secagem é decrescente. A quantidade de
água presente na superfície do produto é menor, reduzindo-se, portanto, a
transferência de massa. A transferência de calor não é compensada pela
transferência de massa; o fator limitante nessa fase é a redução da migração de
umidade do interior para a superfície do produto. A temperatura do produto
aumenta, atingindo a temperatura do ar de secagem. Quando o produto atinge o
ponto de umidade de equilíbrio em relação ao ar de secagem, o processo é
encerrado.
23
Em muitos casos de secagem de produtos alimentícios não se observa o
período de taxa constante de perda de água (Romero-Pena et al., 2003).
Entretanto, para o bagaço de cana, pode-se dizer que a secagem ocorre somente
por meio dos dois primeiros períodos, sendo o primeiro correspondente à
elevação da temperatura até o momento em que a transferência de calor
compensa a transferência de massa e o segundo período, aquele em que a taxa de
secagem é constante, uma vez que toda água presente no bagaço é proveniente
do processo de lavagem sendo, portanto, considerada como água superficial ou
livre.
Dentre os trabalhos acadêmicos sobre secagem de bagaço, citados nas
revisões de Corrêa et al. (2004) e de Sosa-Arnao et al. (2006), encontram-se os
de Massarani & Valença (1981), Valença & Massarani (1982) e Medeiros &
Massarani (1982) que estudaram a secagem em leito fixo.
Vijayaraj et al. (2006a) fizeram um estudo sobre a secagem de bagaço
de cana em leito fixo e utilizaram, em seus testes, diferentes temperaturas,
velocidades, teor de água e espessura da camada de bagaço. Os dados obtidos
naquele trabalho foram ajustados utilizando-se modelos matemáticos de
secagem. Em outro trabalho, Vijayaraj et al. (2006b) estudaram a análise
energética e exergética por meio da secagem de bagaço de cana. Os ensaios de
secagem de bagaço, para ambos os trabalhos, foram realizados em câmaras de
secagem com leito fixo que mantinham condições controladas de temperatura e
velocidade.
2.5 Isotermas de sorção de bagaço de cana
Em estudos de secagem, o conhecimento das isotermas de sorção é
bastante importante para estabelecer o teor de água do produto máximo durante
a armazenagem (Zhang et al., 1996).
24
O estudo da isoterma de sorção, que relaciona o teor de água com a
umidade relativa de equilíbrio, fornece informações relevantes para a adequação
dos parâmetros de secagem. Essa relação depende de diversos fatores, tais como
da estrutura física da superfície do material, composição química e afinidade
com a água (Kurozawa et al., 2005).
Quando um material é exposto a certa umidade, ele perde ou ganha água
para ajustar sua própria umidade a uma condição de equilíbrio com o ambiente.
Isto ocorre quando a pressão de vapor d’água na superfície do material se iguala
à pressão de vapor d’água do ar que o envolve (Treyball, 1982).
Entretanto, em condições específicas, o material não pode perder uma
quantidade de água maior que aquela que tem em equilíbrio com o ar de
secagem, ou seja, não pode ter um teor de água menor que o referente à umidade
de equilíbrio. Dessa forma, a umidade de equilíbrio é que determina o teor
mínimo de umidade que o material pode atingir dentro das condições
operacionais estabelecidas, sendo de fundamental importância na modelagem do
processo de secagem (Prado, 1999).
Uma isoterma de sorção pode ser obtida em duas direções: adsorção e
dessorção. A primeira é feita quando um material mais seco é colocado em
várias atmosferas, aumentando a umidade relativa e medindo o aumento de peso
devido ao ganho de água. Na segunda, o material inicialmente úmido é colocado
sob as mesmas condições ambientais utilizadas na adsorção, sendo medida a
perda de peso devido à saída de água (Labuza, 1968).
A curva de dessorção possui valores de umidade de equilíbrio superiores
aos da isoterma de adsorção a uma dada atividade de água. A diferença entre
estas duas curvas, denominada histerese, pode ocorrer devido a diversos fatores,
tais como condensação capilar, mudanças na estrutura física do material,
impurezas na superfície e mudança de fase (Rahman, 1995).
25
Pelo fato de o bagaço de cana ser um material com alto teor de água, ele
deve perder água para o ambiente até atingir o equilíbrio. A perda de água de um
produto define a sua não-higroscopicidade, que é marcante no bagaço de cana e
torna-se uma característica fundamental a influenciar os processos de manuseio,
estocagem e secagem.
Desse modo, é importante o estudo do equilíbrio higroscópico, uma vez
que determina o teor de água mínimo que o produto pode atingir sob
determinadas condições de secagem.
As curvas de umidade de equilíbrio podem ser obtidas
experimentalmente por meio dos métodos dinâmico e estático. No método
dinâmico, o material é submetido a fluxos de ar sob condições controladas de
temperatura e umidade relativa, até que seja atingido o equilíbrio. No método
estático, o equilíbrio higroscópico entre o material e o ambiente sob condições
controladas é atingido sem movimentação do ar (Wang & Brennan, 1991; Jayas
& Mazza, 1993; Chen, 2000).
A metodologia de controle de umidade relativa mais utilizada é a que
utiliza compostos químicos, tais como soluções aquosas de ácido sulfúrico e
soluções saturadas de sais (Pinedo, 2002).
Entretanto, encontram-se na literatura estudos recentes os quais utilizam
uma unidade condicionadora de ar de laboratório conectada ao um secador de
fluxo cruzado de ar para a construção de isotermas de sorção e de curvas de
cinética de secagem de produtos agrícolas. Segundo Fortes et al. (2006), este
equipamento fornece condições geométricas de transferência de calor e massa e
termodinâmicas, de forma a assegurar que o ar que entra na câmara possa ser
condicionado a uma temperatura de ponto de orvalho desejado e, após
aquecimento, atingir a temperatura de bulbo seco desejada.
26
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A parte experimental deste estudo foi dividida em três etapas. Na
primeira etapa foi feita a caracterização física do bagaço de cana proveniente de
duas diferentes usinas sucroalcooleiras. Neste item foram feitas análises de
densidade aparente, granulometria, conteúdo de fibras e pó, formação de
grumos, e teor de água do bagaço. Este estudo foi realizado no Departamento de
Ciência dos Alimentos da Universidade Federal de Lavras.
A segunda parte deste trabalho, realizada no Departamento de Ciência
dos Alimentos e no Departamento de Engenharia Florestal da Universidade
Federal de Lavras, apresenta o estudo da secagem do bagaço de cana utilizando
o método de fritura de imersão em condições variadas de tempo, temperatura e
tamanho das partículas do bagaço.
O terceiro estudo foi realizado no Departamento de Engenharia Agrícola
da Universidade Federal de Lavras, onde foram realizados testes de secagem do
bagaço de cana em leito fixo com fluxo cruzado de ar e, em outro ensaio, a
isoterma de dessorção do bagaço de cana úmido.
3.2 Caracterização do Material
3.2.1 Procedência
As amostras de bagaço de cana foram cedidas gentilmente pelas usinas
Luciânia (Louis Dreyfus Commodities), localizada em Lagoa da Prata, Minas
Gerais, Brasil e Ester, na cidade de Cosmópolis, São Paulo, Brasil. Deve-se
observar que a granulometria do bagaço é função do tipo de extração (moagem
ou difusor, e tipo de moenda ou difusor). A extração do caldo das usinas que
cederam bagaço para este trabalho é feita através de moendas. As usinas
27
Luciânia e Ester apresentam, respectivamente, três e seis ternos em cada
moenda.
3.2.2 Distribuição granulométrica
Esta análise foi realizada no Laboratório de Análises e Microestruturas
do Departamento de Ciência dos Alimentos da UFLA. Neste item, foi feita a
caracterização das amostras de bagaço com relação ao tamanho e ao formato de
partículas procedentes das usinas Luciânia e Ester.
A distribuição granulométrica das amostras de bagaço foi feita por meio
do método das peneiras padronizadas, como citado por Foust (1982), utilizando
o conjunto de peneiras padronizadas da série Tyler (4; 8; 14; 28; 35 e 48 mesh).
O cálculo do diâmetro médio das amostras de bagaço estudadas foi feito
utilizando-se a Equação1, relativa ao cálculo de diâmetro médio de Sauter.
(1)
O diâmetro médio de Sauter foi utilizado neste trabalho pela sua melhor
adequação. A distribuição granulométrica com o uso de peneiras é mais
adequada para partículas que apresentam formato próximo a uma esfera. O
bagaço de cana é formado basicamente de partículas com formato próximo ao de
um cilindro, porém, este método foi utilizado aqui pela sua praticidade. As
partículas cilíndricas do bagaço de cana apresentam diversos comprimentos e
diâmetros.
3.2.3 Formação de Grumos
Corrêa (2003) reportou em seu trabalho que, ao realizar análise
granulométrica de bagaço de cana úmido, ocorre formação de grumos com
aderência das partículas menores às maiores, devido ao incremento do teor de
28
água presente no bagaço. Assim, foi testada a influência do teor de água na
granulometria do bagaço. As amostras foram umidificadas por meio de aspersão
de água, obtendo-se cinco teores de água diferentes e, em seguida, foi feita a
análise granulométrica com o mesmo conjunto de peneiras padronizadas da série
Tyler (4; 8; 14; 28; 35 e 48 mesh). A quantidade de água adicionada ao bagaço
foi calculada de acordo com a Equação 4 mencionada no item 3.2.6, para os
teores de água de 16,61%, 29,02%, 34,53%, 42,32%, 52,18%, 64,37% e 66,74%
(b.u.) e uma determinada massa de bagaço úmido.
Após umidificação, as amostras foram homogeneizadas manualmente.
Para análise, foram utilizadas amostras de 60,00 g em três repetições para cada
teor de água de bagaço. A agitação foi feita durante 20 minutos, tempo este
estabelecido após verificar que não houve influência significativa sobre a
variação percentual da massa retida em cada peneira.
3.2.4 Percentual de fibras e pó
Posteriormente às análises granulométricas, foi feita uma separação
manual do material em fibras e pó de cada uma das peneiras de malha 4, 8, 14,
28, 35, 48 e fundo. Para as partículas mais finas, a separação foi feita com o
auxílio de uma pinça.
3.2.5 Densidade Aparente
A densidade aparente foi realizada em duas etapas, sendo a primeira
determinada para as partículas de fibra e pó separadas manualmente após análise
granulométrica e a segunda, determinada para o bagaço sem a prévia separação
granulométrica.
A determinação foi feita em duplicata, utilizando-se um picnômetro de
25 mL e tolueno como solvente, conforme recomendado por Mohsenin (1970).
O tolueno foi escolhido devido à sua baixa tendência a penetrar os poros no
29
interior das partículas. A massa de amostra utilizada em cada determinação foi
de, aproximadamente, 1,0000 g.
A determinação da densidade aparente requer encontrar o volume total
da amostra antes que o tolueno penetre seus poros. O volume da amostra é
encontrado subtraindo-se o volume do picnômetro vazio pelo volume de tolueno
que ocupa o espaço vazio (não preenchido pela amostra). A determinação do
volume ocupado pelo tolueno requer medidas precisas da massa do picnômetro
vazio, da massa da amostra e da massa total do picnômetro contendo a amostra
com tolueno. A massa do tolueno no picnômetro é igual à massa total
(picnômetro + tolueno + bagaço) menos a massa do picnômetro vazio e do
bagaço. Dividindo-se a massa obtida pela densidade do tolueno, o volume do
tolueno é dado de acordo com a Equação 2.
tolueno
bagaçopicnômetrototal
tolueno
tolueno
tolueno
ρ
m-m-m
=
ρ
m
=v
(2)
A densidade aparente do bagaço foi calculada através da Equação 3.
)tolueno()picnômetro(
)picnômetro()bagaço+picnômetro(
v-v
m-m
=
(3)
3.2.6 Teor de Água
A determinação do teor de água final foi feita por meio da secagem em
estufa, à temperatura de 105ºC, durante 24 horas (AOAC, 2005). A
30
determinação do teor de água em base seca e úmida foi calculada de acordo com
as Equações 4 e 5. Esta metodologia foi empregada para a caracterização física
do bagaço, secagem por fritura, isotermas de dessorção e secagem em leito fixo.
úmido.bagaço+água
água
bu
'
a
mm
m
=X
(4)
(5)
3.3 Fritura por Imersão
As amostras de bagaço utilizadas neste item foram cedidas pela Usina
Luciânia (Louis Dreyfus Commodities), Lagoa da Prata, MG, em agosto de
2007. O tipo de extração desta usina é feito por moendas.
A secagem por fritura foi feita utilizando-se um aquecedor da marca
Quimis e um recipiente de vidro (tipo pirex) contendo 1,5 L de óleo de soja
reutilizado. Amostras de 1,5 g de bagaço foram acondicionadas em sachês de
papel previamente seco, do tipo utilizado como embalagem de ervas para a
elaboração de chás. Este dispositivo foi utilizado para que não se perdesse
material particulado durante o processo de fritura.
No processo de fritura por imersão, alguns ensaios foram feitos com ou
sem prévia separação granulométrica das amostras. Para os ensaios em que foi
avaliada a influência do tamanho das partículas de bagaço no processo de fritura,
o procedimento decorreu da seguinte forma: anteriormente à secagem de bagaço
de cana por fritura, foi realizada uma análise granulométrica de uma amostra de
osecbagaço
água
bs
m
m
=X
31
bagaço de cana úmido com as seguintes peneiras padronizadas da série Tyler:4,
8, 14, 28, 35 e 48 mesh. O material retido nas peneiras 4; 8; 14 e 28 mesh foi
reumidificado para posterior fritura. A escolha das faixas de tamanho testadas
foi feita com base nos maiores valores de fração mássica obtidos em análise
granulométrica.
A aspersão de água no bagaço foi feita após análise granulométrica, pois
se verificou, em ensaios preliminares, que ocorria perda do conteúdo de água do
bagaço durante a agitação das peneiras. O material de cada peneira foi
homogeneizado e deixado em repouso por três horas, para a uniformização do
teor de água.
A leitura da temperatura foi feita por meio de um termômetro de vidro
com mercúrio como fluido e escala 0º a 300ºC. Para a homogeneização da
temperatura do óleo, foi utilizado um agitador magnético. Esperou-se que a
temperatura não apresentasse variação para que o sistema fosse considerado em
regime permanente e, então, deu-se início aos ensaios de fritura. A metodologia
utilizada neste item foi reportada por Corrêa & Rudolph (2007), os quais
realizaram ensaios similares na Universidade de Queesland, Brisbane,
Queensland, Austrália.
As temperaturas do óleo testadas foram de 110º, 130º, 140º, 150º e
160ºC. Foram obtidas curvas cinéticas de secagem em intervalos de tempo
variando de 5 a 210 segundos.
Outros ensaios de fritura também foram realizados no bagaço úmido,
sem a prévia separação granulométrica do mesmo. Os tipos de óleo empregados
para a fritura foram óleo de soja novo, adquirido em supermercado local e óleo
de soja reutilizado, cedido pelo restaurante universitário da Universidade Federal
de Lavras. Após as análises de secagem por fritura, as amostras foram
reservadas para determinação do teor de água, do teor de óleo e do poder
calorífico do bagaço de cana frito.
32
O processo de secagem do bagaço de cana por meio da fritura por
imersão está ilustrado na Figura 7.
33
FIGURA 7: Fluxograma do processo de Fritura de Bagaço de cana.
34
A Figura 8 mostra um esquema do sistema experimental de fritura
utilizado.
FIGURA 8: Montagem experimental do processo de fritura por imersão.
Sendo:
a: chapa aquecedora da marca Quimis; b: recipiente de vidro (pirex) contendo
óleo como meio de aquecimento;
c: termômetro de vidro com mercúrio como
fluido e escala 0º a 300ºC; d: suporte universal e
e: sachês de papel contendo
bagaço de cana.
A massa total após a fritura foi calculada pelo somatório da massa de
água, massa de material seco e massa de óleo (Equação 6).
óleoosecbagaçoáguatotal
m+m+m=m
(6)
35
Ao final do período da fritura, o bagaço foi retirado do banho e
permaneceu em repouso, em papel absorvente, para que o excesso de óleo
escorresse. Após o repouso, o bagaço foi minuciosamente retirado do saquinho
de papel e colocado em uma placa de Petri de massa conhecida. O material
contido na placa correspondeu às massas de bagaço seco, de óleo incorporado e
de água remanescente. Para a medição de massa neste trabalho, foi utilizada uma
balança analítica com precisão 0,0001 g.
A determinação do teor de água final foi feita de acordo com a
metodologia citada no item 3.2.6. Após a secagem em estufa, o material contém
somente bagaço seco e óleo incorporado. Para a medição de massa neste
trabalho, foi utilizada uma balança analítica com precisão 0,0001 g.
3.3.1 Teor de Água
O teor de umidade, obtido conforme procedimento citado no item 3.2.6,
é apresentado em cada experimento de secagem realizado.
3.3.2 Teor de Óleo: Método de Soxhlet
O teor de óleo incorporado foi determinado seguindo a metodologia
proposta pela AOAC (2005) – Método de Soxhlet. O material previamente seco
foi triturado em um almofariz, de modo a diminuir seu tamanho médio. Foram
pesados aproximadamente 2,0000 g de amostra em um cartucho de celulose,
cobrindo cada amostra com algodão desengordurado. Este cartucho foi dobrado,
de modo a formar um invólucro para impedir o escape dos sólidos. O cartucho
contendo o material foi destilado com éter etílico por 6 horas, como sugerido
pela AOAC (2005).
36
3.3.3 Teor de Óleo: Via Balanço de Massa
A determinação do teor de óleo via balanço de massa foi calculado por
meio das Equações 7 e 8, as quais representam os teores de óleo incorporado
pelo bagaço, em base úmida e base seca, respectivamente.
total
óleo
bu,o
m
m
=X
(7)
osecbagaço
óleo
bs,o
m
m
=X
(8)
3.3.4 Poder Calorífico
Existem duas definições de poder calorífico: poder calorífico inferior
(PCI) e poder calorífico superior (PCS). O PCI é definido como a quantidade de
energia liberada pela combustão completa de um combustível, com a água sendo
formada no estado gasoso. O PCS é definido como a quantidade de energia
liberada pela combustão completa de um combustível, com a água sendo
formada no estado líquido.
O PCS de combustíveis sólidos pode ser determinado pelo experimento
de bomba calorimétrica (ASTM D-2015), em que a combustão é efetuada em
ambiente com alta pressão de oxigênio (visando garantir a combustão completa)
e com vapor d´água saturado (visando garantir que toda a água formada esteja
no estado líquido).
As análises de valor energético do bagaço de cana foram realizadas na
Unidade Experimental de Produção de Painéis de Madeira, do Departamento de
Engenharia Florestal da Universidade Federal de Lavras.
37
A determinação do valor energético do bagaço de cana frito foi realizada
de acordo com a norma ASTM D-2015-77, (ASTM, 1997), com auxílio de uma
bomba calorimétrica. O procedimento consiste na pesagem de,
aproximadamente, 1,0000 g de bagaço de cana em uma cápsula metálica. Em
seguida introduziu-se o fio de níquel-cromo (PARR 45C10), de forma que este
ficasse em contato direto com a amostra para a combustão. A bomba
calorimétrica é inserida no interior do calorímetro com oxigênio para promover
a completa combustão da amostra. Espera-se a estabilização da temperatura
inicial (T
0
) obtida após a ignição e da temperatura final (T
f
) obtida após a
queima completa da amostra. Em seguida, fez-se uma titulação com o líquido
remanescente após a lavagem da bomba, utilizando-se carbonato de sódio
(Na
2
CO
3
) de concentração 0,07 N e metil orange como indicador (com pH do
ponto de viragem igual a 4,2) para determinação de ácido nítrico, HNO
3
, o qual
é formado durante a queima. Este volume deve ser descontado para o cálculo do
poder calorífico superior. Cada 1,0 mL gasto de carbonato de sódio na titulação
equivale a 1,0 caloria. O comprimento do fio de níquel-cromo que não foi
queimado, considerado como a energia de ativação, é descontado do cálculo do
PCS, conforme representa a Equação 9.
amostra
210f
m
C-C-)T-T.(76,2474
=PCS
(9)
Onde,
T
f
: Temperatura final [ºC];
T
0
: Temperatura inicial [ºC];
C
1
: fio de cromo-níquel [cm];
38
C
2
: volume de Carbonato de Sódio (Na
2
CO
3
) gasto para titulação com ácido
nítrico remanescente [mL].
A conversão do poder calorífico superior para inferior foi obtida de
acordo com a Equação 10.
´
X
+
1
9.H´)+600.(X´-PCS
=PCI
(10)
em que H corresponde à porcentagem de hidrogênio presente no bagaço de cana.
Segundo Jais (2007), esta porcentagem presente no bagaço de cana corresponde
a 6,5%.
3.3 Planejamento Experimental
Os experimentos de fritura foram realizados com base em um
delineamento inteiramente casualizado e os dados foram submetidos à análise de
variância, a 5% de significância, no programa estatístico Sisvar. Em todos os
ensaios, a variável de resposta analisada foi o teor de água do bagaço de cana, a
qual foi determinada de acordo com o item 3.2.6.
3.4.1 Primeira Fritura de imersão
Nesta etapa, foi utilizado um esquema fatorial 2 x 2 x 3, sendo 2 níveis
para o fator tipo de óleo, 2 níveis para o fator dimensão do bagaço de cana e 3
níveis para o fator tempo de fritura, em triplicata. Os dados foram analisados
aplicando-se o teste F, a 5% de significância (p<0,05).
39
3.4.2 Segunda Fritura de imersão
O esquema fatorial aqui utilizado foi de 2 x 5, sendo 2 níveis para o fator
temperatura e 5 níveis para o fator tempo, em 3 repetições. Foi utilizada análise
de variância, empregando-se o teste F, a 5% de significância.
3.4.3 Terceira Fritura de imersão
Nestes ensaios, a fritura do bagaço foi realizada com base em um
delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 5 x 3, sendo 2
níveis para o fator temperatura, 5 níveis para o fator tempo e 3 níveis para o
fator dimensão do bagaço, em 2 repetições. Foi utilizada análise de variância, a
10% de significância, por meio do programa estatístico Sisvar (Ferreira, 2000).
3.5 Secagem em leito fixo
O bagaço utilizado nestes ensaios foi cedido pela Usina Luciânia (Louis
Dreyfus Commodities). Os testes foram feitos no Laboratório de Produtos
Agrícolas do Departamento de Engenharia Agrícola e no Laboratório de
Análises e Microestruturas do Departamento de Ciência dos Alimentos, ambos
na Universidade Federal de Lavras.
As amostras de bagaço em equilíbrio com ar ambiente apresentavam
teor de água próximo a 8,0% em base úmida, à umidade relativa de 60%.
A granulometria fornece as frações em massa do material particulado em
função dos diâmetros de partícula. Esta informação foi importante para a
realização dos ensaios de secagem, pois o bagaço de cana apresenta grande
irregularidade quanto ao tamanho.
Devido à larga abertura da bandeja acoplada ao secador de leito fixo, foi
necessária uma separação granulométrica da amostra, para que não houvesse
perda de material. Portanto, nestes ensaios, foi utilizado somente o bagaço retido
40
na peneira de 4 mesh. Pode-se observar, visualmente, que o bagaço retido
naquela peneira somente corresponde ao conteúdo fibroso existente no bagaço
de cana.
Como as amostras de bagaço se encontravam secas, foi necessário
proceder a uma reumidificação por meio de aspersão artificial de água sobre
todo o material. A quantidade de água adicionada ao bagaço foi calculada de
acordo com a Equação 4, mencionada no item 3.2.6, para o teor de água de 46%
(b.u.) e uma determinada massa de bagaço úmido.
Os ensaios de secagem foram feitos utilizando-se uma unidade
condicionadora de ar de laboratório conectada ao um secador de fluxo cruzado
de ar, produzido pela empresa Consciente Ltda. O índice de umidade relativa era
de 25%.
O procedimento empregado consiste na passagem de ar aquecido por
meio de uma bandeja com fundo de tela perfurada, com volume igual a 1.984
cm
3
, contendo uma camada aproximada de 3,5 cm bagaço úmido. Os ensaios
foram realizados por meio da pesagem em balança semi-analítica da bandeja
contendo as amostras de bagaço em intervalos regulares de 1 minuto, até a
obtenção da umidade de equilíbrio, considerando-se variação de massa menor
que 0,02 g, sob as condições pré-estabelecidas de umidade relativa e
temperatura, as quais foram verificadas experimentalmente após atingir peso
constante. Cada experimento durou, em média, 30 minutos, até atingir o
equilíbrio higroscópico com os dados obtidos e, então, determinaram-se as
curvas de cinética de secagem do bagaço de cana para as condições operacionais
consideradas. O fluxo de ar do sistema foi mantido próximo a 0,9 m.s
-1
, em
todos os tratamentos. As temperaturas do ar de secagem eram de 50º, 60º e 70ºC.
41
3.6 Isoterma de Dessorção
Para a realização dos testes de isoterma de dessorção, utilizaram-se as
amostras de bagaço de cana cedidas pela usina Ester. Estas amostras foram
acondicionadas em sacos plásticos herméticos, mantidos sobre refrigeração até a
ocasião dos experimentos (dois dias após a obtenção na moenda). A amostra
obtida apresentava teor de água de 46,0±2,0% (b.u.). As amostras analisadas
apresentavam teor de água relativo ao obtido logo após a etapa de extração do
caldo pela moenda.
A determinação do teor de água foi feito de acordo com o item 3.2.6. Os
testes de isoterma de dessorção foram realizados no mesmo equipamento
utilizado para a secagem em leito fixo: unidade de condicionamento de ar do
laboratório – SCAL, produzido pela Consciente Ltda. As umidades relativas
escolhidos para os ensaios foram de 25%, 35%, 45%, 55%, 65% e 75%. A
massa de bagaço úmido utilizada para cada umidade relativa foi de 135,00 g e o
sistema foi operado em condições constantes de temperatura de secagem (50ºC),
e velocidade de ar (aproximadamente de 0,9 m s
-1
). A velocidade de ar na saída
do secador foi medida utilizando-se um anemômetro digital.
Um esquema do funcionamento da unidade condicionadora de ar de
laboratório utilizada nos testes de secagem e isoterma de bagaço de cana é
mostrado na Figura 9.
42
FIGURA 9: Unidade condicionadora de ar de laboratório.
FIGURA 10: Câmara condicionadora de ar
43
O compartimento inferior do condicionador consistiu de uma unidade de
refrigeração e uma bomba d’água. O compartimento superior contém os
equipamentos usados no condicionamento de ar e divide-se em três câmaras:
câmara de entrada do fluxo de ar ambiente (15 cm x 75 cm), com reservatório de
água; câmara do spray (45 cm x 75 cm), com reservatório de água, cinco bocais
de spray e um eliminador de gotas e câmara de saída do fluxo de ar (60 cm x 25
cm), que contém um exaustor e um aquecedor elétrico de ar (Figura 9). A
câmara de entrada é separada da câmara do spray por uma parede (Figura 10),
com uma abertura que permite a conexão entre as câmaras; nelas foram
colocados o evaporador do sistema de resfriamento e um resistor, de forma a se
poder aquecer ou resfriar a água do reservatório e do spray. A água usada no
spray provém da camada de água (reservatório) das câmaras de entrada e de
spray.
3.7 Modelagem Matemática
As curvas de cinética de secagem em leito fixo e isotermas de sorção
foram ajustadas com uso de modelos da literatura.
A vantagem da utilização de modelos matemáticos na predição das
isotermas e das curvas de cinética de secagem reside no fato de que com poucos
pontos experimentais pode-se construir uma isoterma ou uma curva de cinética
de secagem, a qual pode ser facilmente interpolada ou extrapolada para a
obtenção de pontos nas regiões de baixas e altas atividades.
As equações de 11 a 23 representam modelos matemáticos utilizados
para ajuste dos testes de secagem de bagaço de cana em leito fixo:
Newton
-kt
r
e=M
(11)
Page
n
kt-
r
e=M
(12)
44
Page Modificado 1
))kt-((
r
n
e=M
(13)
Page Modificado 2
)-(kt)(
r
n
e=M
(14)
Henderson e Pabis
-kt)(
r
ae=M
(15)
Logarítimo
c+ae=M
-kt)(
r
(16)
Dois termos
)tk()t-k(
r
1
0
be+ae=M
(17)
Dois termos exponencial
(-kat)-kt)(
r
a)e-1(+ae=M
(18)
Wang e Singh, 1978
2
r
bt+at+1=M
(19)
Aproximação por difusão
(-kbt)-kt)(
r
a)e-1(+ae=M
(20)
Verma et al., 2000
t)(-k
-kt)(
r
1
a)e-1(+ae=M
(21)
Modificado Henderson e Pabis
t)-k(
t)-k(
)kt-(
r
10
ce+be+ae=M
(22)
Midilli et al., 2002
bt+ae=M
)kt(
r
n
(23)
Onde o valor de M
r
foi obtido de acordo com a Equação 24:
.eqi
.eqt
r
X-X
X-X
=M
(24)
Sendo que,
M
r
= razão do teor de água, adimensional
X
t
= teor de água no tempo (b.u) [kg kg
-1
]
X
i
= teor de água para t = 0 (b.u.) [kg kg
-1
]
X
eq
= umidade de equilíbrio (b.u.) [kg kg
-1
]
t = tempo de secagem [min]
a; b; c; n = coeficientes dos modelos
k; k
0
; k
1
= constantes de secagem [min
-1
].
45
Para a modelagem das curvas de umidade de equilíbrio, têm sido
utilizadas relações matemáticas semiteóricas e empíricas, uma vez que nenhum
modelo teórico desenvolvido tem sido capaz de predizer com precisão o teor de
umidade de equilíbrio. Diversas equações vêm sendo utilizadas para expressar o
teor de umidade de equilíbrio em função do teor de água e da umidade relativa
do ar.
As equações de 25 a 34 representam os modelos matemáticos utilizados
neste trabalho, para ajuste da isoterma de dessorção do bagaço de cana.
Jaafar, Michalowski, (1990)
])SS(+1)[S-1(
SS
=X
323
21
(25)
Hailwood & Horrobin, (1946)
2
321
SSS=
X
(26)
Anderson & Hall, (1948)
]S)S-S(+1)[SS-1(
SSS
=X
34234
321
(27)
Peleg, (1993)
(
)
4
s
321
s+lnsexps=X
(28)
Huttig & Theimer, (1950)
2
2
1
S+1
S
=
S
X
(29)
Caurie, (1970)
21
S-)Sln(=Xln
(30)
Kühn, (1964)
2
1
S+
ln
S
=X
(31)
Polinômio de 5°
4
5
3
4
2
321
XS+XS+XS+XS+S=
(32)
Harkins & Jura, (1944)
2
2
1
X
S
-S=ln
(33)
Halsey, (1983)
3
S-
2
XS
1
e
S
=
(34)
46
Onde,
φ
= Umidade relativa [%];
X = Teor de água (b.s.) [%];
S
1
a S
5
= constantes dos modelos [-].
Os ajustes matemáticos para os testes de secagem e isoterma de
dessorção foram feitos utilizando-se o modelo de quasi-Newton, com critério de
convergência de 1,00 10
-4
, valor inicial de 0,10 e estimativa inicial de 0,50, para
todos os parâmetros.
47
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Caracterização do bagaço de cana
As análises utilizadas para a caracterização do bagaço de cana foram:
análises granulométricas com separação manual de fibras e pó, densidade
aparente para cada tamanho de bagaço e determinação da influência do teor de
água na granulometria do bagaço.
4.1.1 Análise granulométrica
Os resultados médios obtidos nas análises granulométricas das usinas
Luciânia e Ester são apresentados nas Figuras 11 e 12, respectivamente. As
respectivas amostras se encontravam em equilíbrio com o ambiente (umidade
relativa de, aproximadamente, 60% e temperatura na faixa de 23º-26ºC),
apresentando teores de água iguais a 5,00% para o bagaço da Usina Luciânia e
6,30% para o bagaço de Usina Ester, ambos em base úmida.
De acordo com as Figuras 12 e 11, as faixas de tamanho de bagaço com
maior fração mássica foram obtidas na peneira com abertura 4,75 mm (4 mesh),
entre as peneiras de abertura 1,2 mm (14 mesh) e 0,6 mm (28 mesh), e entre as
peneiras de abertura 2,36 mm (8 mesh) e 1,2 mm (14 mesh), a qual obteve maior
concentração. Resultados semelhantes foram obtidos por outros autores (Nebra
& Macedo, 1988; Barbosa, 1992; Corrêa, 2003). Tanto aqui como naqueles
trabalhos, observou-se que o aumento do teor de fibras ocorreu com o
incremento do diâmetro médio. Deve-se observar que a granulometria do bagaço
é função do tipo de extração (moagem ou difusor, tipo de moenda ou difusor e
número de ternos).
48
FIGURA 11: Distribuição granulométrica do bagaço de cana da usina Luciânia,
obtida com teor de água de 5,00% (b.u.).
FIGURA 12: Distribuição granulométrica do bagaço de cana da Usina Ester,
obtida com teor de água de 6,30% (b.u.).
49
Observa-se, por meio das Figuras 11 e 12, que houve uma significativa
diferença entre a distribuição granulométrica e o conteúdo de partículas retido
nas peneiras. Esta diferença ocorreu devido ao tipo de moenda de cada usina e
ao número de ternos presentes em cada moenda. O terno é constituído pelo
conjunto de rolos presente em cada moenda. O número de ternos utilizados no
processo de moagem varia de quatro a sete e cada um deles é formado por três
rolos principais denominados rolo de entrada, rolo superior e rolo de saída
(Copersucar, 2008). A partir da quantidade de caldo extraída do bagaço após
cada terno, tem-se a quantidade ou a porcentagem de fibra no bagaço (Jais,
2007). A usina Luciânia apresenta três ternos e a usina Ester, seis ternos em cada
moenda.
4.1.2 Formação de grumos
Como anteriormente citado, o bagaço de cana apresenta diversos
tamanhos e formatos das partículas, sendo necessária uma análise de distribuição
de tamanhos para um conhecimento mais aprofundado deste material.
Pelos dados da Tabela 1, observa-se que, para o bagaço com teores de
água maiores, 52,18% a 66,74% (b.u.), há uma tendência à formação de grumos.
A umidade leva as partículas menores a se agruparem às maiores, não havendo
depósito daquelas nas peneiras de menor diâmetro de abertura. Além disso, o
material úmido apresenta maior aderência às telas das peneiras, o que dificulta a
sua passagem pelas mesmas.
Corrêa (2003), analogamente, obteve, em seu trabalho, a relação entre o
teor de água e
p
d e verificou que, para o bagaço com teores de água maiores,
36,42% e 65,64% (b.u.), houve tendência à formação de grumos. Entretanto,
verificou tendência ao se obter valores de diâmetro constantes nas faixas de teor
50
de umidade 0% a 20% e a partir de 60%. A faixa de teor de água estudada
naquele trabalho foi de 2,76% a 65,64% (b.u.).
TABELA 1: Distribuição granulométrica do bagaço de cana
Abertura da peneira [mm]
X
a
´ [%]
(b.u.)
4,75 2,36 1,20 0,60 0,42 0,30 0,00
p
d (Sauter)
[mm]
Fração mássica retida [%]
16,61 17 15 17 28 12 6 6 0,077
29,02 9 14 28 31 13 4 2 1,089
34,53 13 13 27 29 13 4 1 1,110
42,32 17 15 17 28 12 6 6 1,132
52,18 28 10 22 35 7 0 0 1,341
64,37 14 12 18 52 3 0 0 1,442
66,74 8 13 16 62 2 0 0 1,458
O gráfico da Figura 13 mostra a relação entre o teor de umidade e o
diâmetro médio (
p
d ), cuja curva corresponde à Equação 35. Observa-se que
houve aumento do diâmetro médio em função do maior conteúdo de água
presente no bagaço e tendência a se obter valores de diâmetro constantes nas
faixas de teor de água de 29,02% a 42,32%. A faixa de teor de água estudada
corresponde aos valores apresentados na Tabela 1.
51
FIGURA 13: Influência do teor de água no diâmetro médio das partículas.
-2,775´X24,0+-0,005X´´X10×4=d
23-5
P
(R² = 0,9750) (35)
4.1.3 Percentual de fibras e pó
Para avaliação do percentual de fibras e de pó retidos em cada peneira
da análise granulométrica, considerou-se uma geometria próxima à de um
cilindro para as partículas constituídas de fibras e, para as partículas de pó, as
que apresentavam dimensões semelhantes a um disco ou a uma esfera.
Os resultados médios obtidos nas análises granulométricas realizadas
para posterior separação manual estão apresentados na Tabela 2. Conforme
citado no item 4.1.1, as faixas de tamanho de bagaço com maior fração mássica
também foram obtidas nas peneiras de 4, 14 e 28 mesh (correspondente a 4,75;
1,20 e 0,60 mm, respectivamente), as quais obtiveram maior percentual de
material retido.
52
TABELA 2: Análise granulométrica do bagaço de cana para análise de fibras e
pó.
Série Tyler Abertura pe PR PA d*
p
d
(Sauter)
[mesh] [mm] [g] [%] [mm] [mm]
– 4 4,75 38,72 19,76 4,75
– 4 + 8 2,36 21,31 10,87 3,56
– 8 + 14 1,2 83,76 42,75 1,78
– 14 + 28 0,6 52,04 26,56 0,90
– 28 + 35 0,42 0,48 0,25 0,51
– 35 + 48 0,30 0,03 0,01 0,36
– 48 0,00 0,01 0,01 0,15
Total 196,75 100,00 0,00
1,6313
* O diâmetro médio da partícula (d) corresponde à média aritmética das aberturas
das peneiras.
Os resultados das frações mássicas obtidas após a separação manual das
partículas de fibras e pó de bagaço encontram-se na Tabela 3.
53
TABELA 3: Fração mássica para os dois tipos de partículas de bagaço.
Tyler
[mesh]
Abertura pe
[mm]
Tipo de
partícula
Fração mássica
[%]
Fibra 19,76
– 4 4,75
Pó 0,00
Fibra 10,87
– 4 + 8 2,36
Pó 0,00
Fibra 25,75
– 8 + 14 1,20
Pó 17,00
Fibra 2,19
– 14 + 28 0,60
Pó 24,37
Fibra 0,05
– 28 + 35 0,42
Pó 0,20
Fibra 0,00
– 35 + 48 0,30
Pó 0,01
Fibra 0,00
– 48 0,00
Pó 0,01
Observa-se que o bagaço apresenta maior porcentagem de fibras.
Verificou-se, visualmente, que as fibras possuem formato próximo ao de um
cilindro.
As frações mássicas obtidas pela separação manual neste trabalho foram
condizentes com as dos trabalhos de Nebra & Macedo (1988), Corrêa et al.
(2000b), Corrêa (2003) e Costa et al. (2008), nos quais o maior conteúdo de
fibras foi obtido nas peneiras de maior abertura da série empregada.
54
4.1.4 Densidade aparente
A determinação da densidade aparente do bagaço foi dividida em duas
etapas. Na primeira etapa, foi determinada a densidade das partículas de fibras e
pó de bagaço em dois teores de água (item 4.1.4.1) e a segunda etapa, na qual se
determinou a densidade do bagaço sem a prévia separação granulométrica em
cinco teores de água distintos (item 4.1.4.2).
4.1.4.1 Densidade aparente com separação granulométrica
O gráfico da Figura 14 mostra os resultados obtidos da densidade das
partículas de fibras e pó de bagaço de cana, para os teores de água de 6,87%
(b.u.), em equilíbrio com o ambiente (umidade relativa de 60% e temperatura
igual a 26ºC), e 14,78% (b.u.), em base úmida.
FIGURA 14: Densidade aparente das partículas de pó e fibras do bagaço de
cana.
55
Roca et al. (2006), Nebra et al. (1988) e Ponce et al. (1983) também
determinaram a densidade aparente do bagaço de cana em dimensões variadas.
Entretanto, os valores obtidos por estes autores foram menores do que os aqui
obtidos, porém, foram tanto maior quanto maior o teor de água e concordante
com a tendência apresentada neste trabalho. Como a densidade aparente é
dependente do teor de água presente no material e por apresentar certa
diversidade de formas presentes numa mesma amostra, estas diferenças se
justificam.
Entretanto, os resultados de densidade obtidos por aqueles autores foram
tanto maior quanto o incremento do teor de água e mostraram-se coerentes com
os resultados aqui obtidos. Naqueles trabalhos citados, os teores de água do
bagaço utilizado eram de, respectivamente, 10,6%, 8,4% e 8,0% a 12,0%, todos
em base úmida.
Os dados de densidade obtidos no presente trabalho foram ajustados por
meio da Equação 36 proposta por Corrêa (2003) e os valores analisados
corroboraram com os deste autor.
685,042+0,1428X'+-0,0134X'0,0006X'=ρ
23
(36)
Os resultados obtidos neste trabalho permitem inferir que se trata de
uma propriedade física que varia de forma inversamente proporcional ao
diâmetro das partículas de bagaço e é função do teor de água do mesmo.
Verificou-se que as amostras com teor de água maior (14,78%, b.u.) obtiveram
valores médios de densidade superiores aos das amostras com teor de água
menor (6,87%, b.u.).
Como a densidade aparente é dada pela razão entre a massa e o volume
do bagaço, e pelo fato de a massa utilizada para determinação da densidade não
ter variado (aproximadamente 1,0000 g), a redução do tamanho das partículas
56
acarreta em uma maior área de contato e menor porosidade, o que leva a um
maior valor de densidade.
Este resultado corrobora os de Costa et al. (2007) e de Corrêa (2003) que
observaram que, ao se aumentar o teor de água presente no bagaço, ocorre
formação de grumos com aderência das partículas menores às maiores. Isto leva
a inferir que, com o aumento do teor de água e a conseqüente formação de
grumos, menor será o volume de bagaço para uma dada massa, com aumento
subseqüente da densidade aparente.
4.1.4.2 Densidade aparente sem separação granulométrica
Como o bagaço de cana é utilizado com um grande conteúdo de água e
em operações em que este conteúdo varia, foi analisada a densidade do bagaço
para cinco teores diferentes de água, a fim de validar os resultados obtidos no
item 4.1.4.1.
No gráfico da Figura 15 observa-se a densidade aparente do bagaço de
cana em função do conteúdo de água dos mesmos, determinado na faixa de 13%
a 52% (b.u.). A Equação 37 corresponde ao ajuste obtido pela Figura 15. Esta
equação apresentou um ajuste satisfatório, com R
2
igual a 0,8201.
´)X0024.0(
bagaço
a
e82,646=ρ
(37)
Os resultados de densidade aqui obtidos corroboraram os de Corrêa
(2003), que também determinaram a densidade aparente do bagaço para
diferentes teores de água e obtiveram valores crescentes em função do conteúdo
de água presente no mesmo. Nesta última análise e naquele trabalho, a
determinação da densidade foi feita para uma amostra de bagaço de cana sem
prévia separação granulométrica.
57
FIGURA 15: Densidade aparente do bagaço de cana em função do teor de água.
4.2 Fritura por imersão
Os testes de secagem do bagaço de cana por fritura de imersão foram
realizados em três etapas. Os parâmetros utilizados em cada etapa foram
definidos de acordo com as condições disponíveis para o alcance da metodologia
empregada.
4.2.1 Primeira fritura de imersão
Nesta etapa, os ensaios de fritura foram realizados utilizando-se duas
dimensões diferentes de bagaço de cana, escolhidas após análise granulométrica.
A temperatura de secagem utilizada foi 150ºC, em dois tipos de óleo utilizados
como meio de aquecimento, sendo um óleo novo, da marca ABC, adquirido em
supermercado local e outro óleo de soja reutilizado, cedido pelo restaurante
universitário da Universidade Federal de Lavras. Os tempos empregados para
fritura foram de 5, 15 e 30 segundos.
O resultado da análise granulométrica das amostras de bagaço utilizadas
nos experimentos de secagem por fritura em óleo novo é apresentado na Tabela
58
4. As amostras utilizadas para o processo de fritura foram retidas nas peneiras de
2,36 e 0,60 mm (que correspondem, respectivamente, a 8 e 28 mesh, de acordo
com a faixa Tyler), escolhidas por apresentarem dimensões distintas,
caracterizadas, respectivamente, por fibras (formato cilíndrico) e partícula
(formato de pó). Essas dimensões apresentaram frações mássicas representativas
para realização da secagem por fritura nos três intervalos de tempo, em
triplicata. Como as amostras obtidas em cada peneira foram reumidificadas
(verificou-se, em ensaios preliminares, que ocorria perda do conteúdo de água
do bagaço durante a agitação das peneiras), os teores de água relativos às massas
retidas nas peneiras 8 e 28 mesh foram, respectivamente, 0,45 e 0,56 (b.u.). É
importante notar que, conforme observado por Corrêa (2003), quase a totalidade
da água presente do bagaço é superficial, inclusive nos dois teores de água
citados neste parágrafo.
TABELA 4 Distribuição granulométrica do bagaço de cana com teor de água de
62% b.u. (Usina Luciânia).
Tyler
[mesh]
Abertura
[mm]
Fração mássica
[%]
Diâmetro médio
[mm]
– 4 4,75 12,00 4,75
– 4 + 8 2,36 14,52 3,55
– 8 + 14 1,20 31,01 1,78
– 14 + 28
0,60 41,81 0,90
– 28 + 35
0,42 0,51 0,51
– 35 + 48
0,30 0,14 0,36
– 48 0,00 0,02 0,15
59
As curvas de cinética de secagem para bagaço de cana com diâmetros
médios de 3,55 e 0,90 mm, obtidas pelo processo de fritura a 150ºC, são
mostradas na Figura 16. Observa-se, nesta figura, que o efeito das dimensões do
bagaço é mais evidente no tempo final da fritura. A taxa de secagem de um
material de partículas menores tende a ser maior, pois a área de transferência de
calor e massa é maior para partículas menores.
FIGURA 16: Curva de secagem de bagaço de cana por fritura, em dimensões
diferentes das partículas de bagaço.
O gráfico da Figura 17 representa a curva de incorporação de óleo no
bagaço pelo processo de fritura, para as duas dimensões de bagaço utilizadas. A
proporção máxima de óleo incorporada pelo bagaço ao se obter teor de água
nulo foi de 40% para o bagaço com diâmetro médio de 3,55 mm e de 46% para o
bagaço com 0,90 mm de diâmetro médio.
60
FIGURA 17: Teor de óleo durante a fritura de bagaço de cana com dimensões
de 3,55 e 0,90 mm.
De acordo com Gamble et al. (1987), o óleo incorpora-se ao produto
durante o processo de fritura à medida que a água é evaporada. Para fritura de
alimentos, quando o vapor de água sai, provoca fissuras e deixa espaços vazios
na superfície dos sólidos que, por diferença de pressão, acabam sendo
preenchidos pelo meio de fritura, que é o óleo.
Esta incorporação também pode ser devido à propriedade altamente
hidrofóbica de biomassas em geral, somada à sua elevada porosidade, que
desenvolve uma força capilar no sentido da adsorção de óleos. Silva et al. (2007)
observaram, por meio de microscopia eletrônica, a existência de superfícies
porosas no bagaço de cana. Tal grau de porosidade contribuiu para a elevada
incorporação de óleo pelo bagaço. Dada esta característica, foram publicados,
recentemente, trabalhos citando a utilização do bagaço de cana como
bioadsorvente de contaminantes compostos por hidrocarbonetos apolares
(Santos et al., 2007; Silva et al., 2007; Brandão, 2006).
61
Comparando-se as Figuras 16 e 17, verifica-se que há uma relação
inversamente proporcional entre a incorporação de óleo e a perda de umidade,
em função do tempo do processo de fritura. Na Figura 18 esta relação está
representada de maneira mais explícita, tendo sido observada em outros
trabalhos de secagem por fritura, como os de Corrêa & Rudolph, (2007), Silva et
al. (2003) e Gamble et al. (1987) que trabalharam, respectivamente, com fritura
de bagaço de cana, cilindros de lodo de esgoto e batata. Nos dois últimos
trabalhos citados, a proporção máxima de óleo observada ao se ter teor de
umidade nulo foi, no máximo, de 35%. Corrêa et al. (2007) obtiveram valores
máximos de 70%.
Acredita-se que a diferença entre os resultados obtidos pelos últimos
autores que trabalharam com o mesmo tipo de material venha do tipo de
umidade contida no bagaço. Também vale lembrar que o teor de água inicial de
cada material estudado corresponde a valores diferentes entre si e que o
conteúdo de água do bagaço de cana corresponde à umidade superficial.
FIGURA 18: Óleo incorporado em função do teor de água do bagaço com
dimensões de 3,55 e 0,90 mm.
62
Conforme Peregrina et al. (2006), o óleo tende a se acomodar nos sítios
anteriormente ocupados pela umidade. Dessa forma, o óleo tende a permanecer
superficialmente nas partículas de bagaço, predominando a adsorção de óleo
com relação à absorção do mesmo. Outro fator que deve ser observado é que,
neste trabalho, utilizou-se um material particulado com separação
granulométrica e os casos presentes na literatura são sobre sólidos de maiores
dimensões.
De acordo com os dados da Tabela 5, as variáveis analisadas e as
interações entre si mostraram-se inexpressivas nos ensaios de secagem por
fritura com relação à perda do teor de água do bagaço.
63
TABELA 5: Análise de variância do teor de água do bagaço de cana (variáveis:
tipo de óleo-dimensão-tempo)
FV GL SQ QM Fc Pr<Fc
Tipo de óleo 1 0,007500 0,007500 1,969 0,2956
Dimensão 1 0,022533 0,022533 5, 917 0,1355
Tempo 2 0,061550 0,030775 8,081 0,1101
Tipo de óleo
x dimensão
1 0,000533 0,000533 0,140 0,7442
Tipo de óleo
x tempo
2 0,027950 0,013975 3,670 0,2142
Tipo de óleo
x dimensão x
tempo
2 0,003617 0,001808 0,475 0,6780
Erro 2 0,007617 0,003808 -------- --------
Total
corrigido
11 0,131300 -------- -------- --------
CV (%) 12,72 -------- -------- -------- --------
Média geral 0,485 Número de observações: 12
*Nível de significância de 5% (p < 0,05).
64
Pelos dados da Tabela 5 verifica-se que não houve diferença
significativa nos resultados de fritura obtidos com óleo novo e óleo reutilizado.
Estes resultados corroboraram o trabalho de Silva (2003), que utilizou gordura
de palma (fornecido direto pelo fabricante) e óleo de soja (descartado de um
restaurante), empregados como meio de fritura de lodo de esgoto. Os resultados
obtidos naquele trabalho permitiram inferir que meios de fritura não
influenciaram na taxa de secagem do resíduo. Dessa forma, decidiu-se dar
seqüência ao experimento utilizando-se somente o óleo de soja reutilizado.
4.2.2 Segunda fritura de imersão
Neste item, os ensaios de fritura de imersão foram feitos em bagaço sem
prévia separação granulométrica, em óleo de soja reutilizado, às temperaturas de
110º e 140ºC, para cinco intervalos de tempos.
4.2.2.1 Teor de água
De acordo com os dados da Tabela 6, observa-se que apenas a variável
tempo mostrou-se influente nos ensaios de secagem por fritura com relação à
perda do teor de água do bagaço. A influência da temperatura foi inexpressiva.
65
TABELA 6: Análise de variância do teor de água do bagaço de cana (variáveis:
temperatura-tempo).
FV GL SQ QM Fc Pr<Fc
Temperatura 1 0,002838 0,002838 0,790 0,3847
Tempo 4 0,073653 0,018413 5,124 0,0050*
Temperatura x
Tempo
4 0,006466 0,001617 0,450 0,7713
Erro 20 0,071866 0,003593
Total corrigido 29 0,154824
CV (%) 19,57
Média geral 0,3063 Número de observações: 30
* Nível de significância de 5% (p<0,05)
Pelo gráfico da Figura 19 observa-se que o teor de água do bagaço
diminuiu linearmente com o passar do tempo. Para cada unidade de tempo, a
diminuição no teor de água foi de -0,0007, conforme a Equação 39. Esta
equação corresponde à média das temperaturas aqui utilizadas e apresentou um
ajuste linear de 0,9130.
508,0+t*041,0-='X
a
(39)
66
FIGURA 19: Cinética de secagem para a fritura de imersão do bagaço de cana.
4.2.2.2 Teor de óleo
O teor de óleo incorporado foi obtido de acordo com o item 3.3.2.
No gráfico da Figura 20 observa-se a incorporação de óleo no bagaço,
para as temperaturas de 110º e 140ºC, no processo de secagem. Pode-se observar
que houve significativa incorporação de óleo pelo bagaço de cana.
67
FIGURA 20: Curva de incorporação de óleo na secagem de bagaço de cana por
fritura, nas temperaturas de 110ºC e 140ºC.
Da mesma forma que procedeu na primeira fritura por imersão, a
incorporação de óleo pelo bagaço pode ser explicada devido à característica
hidrofóbica associada à elevada porosidade das biomassas, conforme verificado
por Silva et al. (2007). Comparando-se os gráficos das Figuras 19 e 20, verifica-
se que existe uma relação entre o teor de água perdido pelo bagaço e a
quantidade de óleo incorporada. Na Figura 21, esta relação é apresentada de
maneira mais explícita.
68
FIGURA 21: Curva de incorporação de óleo em função do teor de água do
bagaço de cana nas temperaturas de 110ºC e 140ºC – Método
Soxhlet.
Pela Figura 21, verifica-se que a proporção máxima de óleo observada
ao se obter teor de água nulo foi de 60,00% para a temperatura de 110ºC e de
73,00% para a temperatura de 140ºC. Os resultados obtidos aqui corroboram os
trabalhos de secagem por fritura de resíduos (Silva et al., 2005; Corrêa &
Rudolph, 2007), conforme citado no item 4.2.1.
4.2.2.3 Poder calorífico
O poder calorífico do bagaço de cana foi obtido de acordo com o item
3.3.4. A curva de poder calorífico inferior obtida pela análise do bagaço frito
pode ser observada na Figura 22. As amostras analisadas se encontravam sob as
mesmas condições utilizadas no processo de secagem por fritura, com
temperaturas de 110º e 140ºC, óleo reutilizado e tempos de 15, 30, 60, 120 e 210
69
segundos. Também foi determinado o poder calorífico para amostras de bagaço
de cana úmido e seco. A amostra de bagaço seco possuía teor de água de 8%
(b.u.) e as amostras úmidas teor de água variando de 40% a 56% (b.u.). Para
cada amostra foram realizados dois ensaios de determinação de poder calorífico.
FIGURA 22: Variação do poder calorífico do bagaço de cana durante a fritura.
O bagaço como combustível tem a vantagem de ser renovável aliada ao
fato de ter baixo teor de cinzas e uma quantidade ínfima de enxofre, embora
apresente baixo poder calorífico quando comparado com outros combustíveis.
Entretanto, após o processo de fritura, o bagaço de cana atinge valores
proeminentes que proporcionam alta eficiência na queima. A incorporação de
óleo ao bagaço durante o processo eleva o seu valor energético na ordem de 40
MJ/kg, valor próximo ao poder calorífico do óleo diesel.
70
Outros autores (Aralde et al., 1993; Ramos et al., 2003) também
obtiveram valores de poder calorífico do bagaço de cana e cujos resultados são
apresentados na Tabela 7, para a comparação com os dados experimentais aqui
obtidos.
TABELA 7: PCI e Teor de água do bagaço de cana caracterizado por diversos
autores.
Autores
Teor de água
(b.u) [-]
Fritura
PCI
[MJ/kg]
Aralde et al., (1993) – Não 9,18
Uchôa (2005) 50% Não 7,74
Ramos et al., (2003) 50% Não 7,74
45% Não 2,26
8% Não 18,20
14% Sim 30,86
30% Sim 30,81
Este trabalho
35% Sim 30,67
Foi possível observar que o processo de secagem teve efeito satisfatório
para utilização do bagaço como combustível. Naqueles trabalhos, a média dos
valores energéticos variou de 4,25 a 9,18 MJ/kg, para bagaços com teores de
água de 50% em base úmida, conteúdo ao qual este produto sai das moendas.
Neste trabalho, para o bagaço com teor de água de 8% (b.u.), verificou-
se que houve um aumento significativo no seu poder calorífico, traduzindo em
um maior rendimento para a sua combustão. Por conseguinte, à medida que o
teor de água diminui, o poder calorífico aumenta, devido à evaporação da água
71
presente no material que consome parte do calor produzido para sua queima. A
mesma análise também foi feita por Silva et al. (2005) que determinaram o
poder calorífico do lodo frito como combustível e obtiveram valores na ordem
de 24 MJ/kg.
Para análise energética das amostras fritas, observou-se que, durante os
ensaios na bomba calorimétrica, o alto teor de água impediu a autocombustão da
amostra. Dessa forma, não foi possível notificar o valor energético em amostras
com tempo de fritura menor que 30 segundos (Figura 22). Entretanto, o bagaço
de cana frito alcançou valores relevantes para ser utilizado como combustível
(38,86 MJ/kg para a temperatura de 140ºC e 29,94 MJ/kg, na temperatura de
110ºC), devido à significativa incorporação de óleo. O óleo de soja possui poder
calorífico aproximado de 40,00 MJ/kg (Moreira et al., 2005). Portanto, quando
este adere ao material sólido, o valor energético do bagaço aumenta, chegando a
valores próximos ao valor energético do óleo de soja, tornando-se possível
caracterizá-lo como um potencial biocombustível sólido. Seu uso pode ser
interessante em situações em que seja necessário um material sólido de alto
poder calorimétrico em volume reduzido, como em lareiras domésticas.
4.2.3 Terceira fritura de imersão
4.2.3.1 Teor de água
Os ensaios foram realizados utilizando-se três dimensões diferentes de
bagaço de cana, escolhidos após análise granulométrica. Na Tabela 8 é
apresentado o resultado da análise granulométrica das amostras de bagaço
utilizadas nos experimentos de secagem por fritura. As amostras utilizadas para
o processo de fritura foram retidas nas peneiras de 4, 14 e 28 mesh, de acordo
com a faixa Tyler, escolhidas por apresentarem dimensões distintas,
72
caracterizadas, respectivamente, por fibras (formato cilíndrico) e partícula
(formato de pó).
TABELA 8: Distribuição granulométrica do bagaço de cana.
O bagaço retido nas peneiras com diâmetro médio de 4,75 mm, 1,20 mm
e 0,60 mm apresentou frações mássicas representativas para a realização da
secagem por fritura nos cinco intervalos de tempo, em duplicata. Como as
amostras obtidas em cada peneira foram reumidificadas, os teores de água
relativos às massas retidas nas peneiras 4, 14 e 28 mesh foram, respectivamente,
de 0,73; 071 e 0,75 (b.u.), para as temperaturas de 130ºC e 0,68; 0,77 e 0,85
(b.u.), para a temperatura de 160ºC.
De acordo com os dados da Tabela 9, apenas as variáveis tempo e
dimensões do bagaço mostraram-se influentes nos ensaios de secagem por
fritura com relação à perda do teor de água do bagaço. A influência da
temperatura e as interações entre as respectivas variáveis mostraram-se
inexpressivas.
Faixa Tyler
[mesh]
Abertura
[mm]
Fração mássica
[%]
Diâmetro médio
[mm]
– 4 4,75 25,50 4,75
– 4 + 8 2,36 8,37 2,36
– 8 + 14 1,20 39,60 1,20
– 14 + 28 0,60 25,68 0,60
– 28 + 35 0,42 0,68 0,42
– 35 + 48 0,30 0,12 0,30
– 48 0,00 0,04 0,00
73
TABELA 9: Análise de variância do teor de água do bagaço de cana (variáveis:
temperatura-dimensão-tempo).
FV GL SQ QM Fc Pr<Fc
Temperatura 1 0,000009 0,000009 0,001 0,9813
Dimensão 2 0,098829 0,049415 3,195 0,0552*
Tempo 4 0,753263 0,188316 12,177 0,0000*
Temperatura x
dimensão
2 0,047647 0,023824 1,540 0,2308
Temperatura x
tempo
4 0,065476 0,016369 1,058 0,3941
Dimensão x tempo 8 0,027419 0,003427 0,222 0,9842
Temperatura x
dimensão x tempo
8 0,034314 0,004289 0,277 0,9684
Erro 30 0,463950 0,015465
Total corrigido 59 1,490908
CV (%) 23,93
Média geral 0,5197 Número de observações: 60
* Nível de significância de 10% (p<0,01).
74
Pelo gráfico da Figura 23 observa-se que o teor de água do bagaço
diminuiu com o passar do tempo. A Equação 40 apresenta o ajuste quadrático
obtido da curva de cinética de secagem (Figura 23). Esta equação apresentou um
coeficiente de correlação de 0,9965.
X
a
´ = -0,00005t
2
- 0,0026t + 0,6633 (40)
FIGURA 23: Cinética de secagem para a fritura por imersão do bagaço de cana.
Pelo gráfico da Figura 24 pode-se observar que houve uma diminuição
do teor de água do bagaço, em função da redução do tamanho das partículas. O
ajuste linear obtido para as três dimensões de bagaço utilizadas foi representado
na Equação 41, obtida por meio da regressão linear, apresentando um coeficiente
de determinação (R
2
) de 0,9702.
y = - 0,0041x + 0,5827 (41)
75
FIGURA 24: Influência do teor de água do bagaço de cana, em função das
dimensões de bagaço de cana.
É importante notar que o diâmetro médio das partículas de bagaço é
inversamente proporcional à abertura da peneira, de acordo com o padrão Tyler.
Verificou-se que o maior conteúdo de bagaço retido na peneira de abertura de 28
mesh foi caracterizado como partículas de pó de bagaço. A redução do tamanho
das partículas acarreta uma maior área de contato e menor porosidade, o que
leva a uma maior perda do conteúdo de água presente no material, conforme se
observa no gráfico na Figura 24.
4.2.3.2 Teor de óleo
Os gráficos das Figuras 25 e 26 mostram, respectivamente, a
incorporação de óleo no bagaço para as temperaturas de 130º e 160ºC no
processo de secagem. Pode-se observar que houve uma significativa
incorporação de óleo pelo bagaço de cana e que o incremento da temperatura
76
durante a secagem resultou em maior incorporação de óleo pelo bagaço, para as
mesmas faixas granulométricas utilizadas.
FIGURA 25: Curva de incorporação de óleo na secagem de bagaço de cana por
fritura, na temperatura de 130ºC, em tamanhos diferentes das
partículas de bagaço.
77
FIGURA 26: Curva de incorporação de óleo na secagem de bagaço de cana por
fritura na temperatura de 160ºC, em tamanhos diferentes das
partículas de bagaço.
4.3 Secagem por leito fixo
O bagaço de cana fornecido pela Usina Luciânia apresentava teor de
água inicial de 46,0%±2,0% (b.u.). Os dados experimentais de secagem foram
ajustados utilizando diversos modelos. Os parâmetros obtidos de acordo com
tais modelos encontram-se na Tabela 10.
78
TABELA 10: Modelos matemáticos ajustados para a secagem de bagaço de
cana em leito fixo, nas temperaturas de 50º, 60º e 70ºC.
Equação Constantes 50ºC 60ºC 70ºC
k 0,084785 0,099209 0,138714
R
2
0,92273 0,99988 0,92639
Newton
SE
0,00461 0,00448 0,00437
k
0,012002 0,014503 0,017706
n
1,755319 1,779354 1,960761
R
2
0,99611 0,99999 0,99865
Page (1949)
SE
0,00232 0,00210 0,00008
*Page modificado 1
(1949)
--------- --------- --------- ---------
k
0,080491 0,092628
1,01E-05
n
1,755319 1,779354
5,18E-10
R
2
0,99999 0,99655 ---------
* Page modificado 2
(1949)
SE
0,00232 0,00210 0,06026
a 1,170492 1,175341
1,193599
k 0,098122 0,114371 0,160387
R
2
0,95056 0,95241 0,95220
Henderson & Pabis
(1961)
SE 0,00295 0,00290 0,00284
“… continua…”
79
“TABELA 10, Cont.”
a 1,523805 1,35218 1,247573
k 0,049851 0,072693 0,132021
c -0,43327 -0,24005 -0,0849
R
2
0,98881 0,98155 0,96605
Logarítmica
SE
0,00067 0,00112 0,00202
a 0,585201 0,587672 0,5968
k
0
0,098122 0,114371 0,160387
b 0,58529 0,587669 0,5968
k
1
0,098122 0,114371 0,160387
R
2
0,99992 0,95241 0,99992
Dois termos
SE
0,0029 0,0098 0,0028
a 0,99995 2,145875 0,999875
k 0,084785 0,161989 0,138714
R
2
0,92273 0,99998 99,988%
Dois termos
exponencial
SE
0,0046 0,0008 0,0044
a -0,05848 0,07078 -0,09587
b 0,00075 0,001206 0,002191
R
2
0,98533 0,99997 0,99996
Wang & Singh
(1978)
SE
0,0009 0,0011 0,0016
“… continua…”
80
“TABELA 10, Cont.”
a -57,0699 -49,8203 -76,0656
k 0,190661 0,222836 0,324092
b 0,980363 0,977029 0,983092
R
2
0,98922 0,99998 0,99999
Aproximação
por difusão
SE
0,0006 0,0006 0,0004
a -20,0699 -21,4959 -21,8702
k 0,018833 0,031632 0,065901
k
1
0,020767 0,033545 0,06811
R
2
0,98214 0,99996 0,99993
Verma & Shukla
(2000)
SE 0,0029 0,0029 0,0028
a 0,389988 0,257075 0,397867
k 0,098122 0,114371 0,160387
b 0,390228 0,256962 0,397866
k
0
0,098122 0,114371 0,160387
c
k
1
0,390276
0,098122
0,661304
0,114371
0,397867
0,160387
R
2
0,95056 0,99992 0,99992
Modificado de
Henderson
& Pabis (1961)
SE 0,0011 0,0016 0,0028
“… continua…”
81
“TABELA 10, Cont.”
a 0,175873 0,259014 0,17632
k 8,19E-09 -0,36037 -0,29108
n 6,77497 0,00000 0,00000
b 0,894335 0,384965 0,628106
R
2
0,98008 0,99875 0,99931
Midilli et al.,(2002)
SE 0,0012 0,0469 0,0260
* Ajustes não obtidos.
Entre os modelos matemáticos utilizados, verificou-se que o de Page
(1949) foi o que obteve melhor ajuste aos dados experimentais. O gráfico da
Figura 27 apresenta os dados experimentais de cinética secagem do bagaço de
cana, para as temperaturas de 50º, 60º e 70ºC e as curvas obtidas com o uso do
modelo de Page (1949). Através da Figura 27 verifica-se que as taxas de
secagem são proporcionais à temperatura utilizada no processo. Pode-se
observar também o ótimo ajuste obtido pela equação de Page, anteriormente
demonstrado pelo coeficiente de correlação e desvio padrão apresentados na
Tabela 10.
Vijayaraj et al., (2006a), que também estudaram a secagem de bagaço de
cana em leito fixo, constataram que o modelo de Page foi o que melhor se
ajustou aos dados experimentais, obtendo coeficiente de correlação de 0,99627.
No trabalho desses autores foram utilizadas temperatura do ar de 80º a 120°C,
velocidade de 0,5 a 2 m/s e espessura do produto de 20 a 60 mm.
82
FIGURA 27: Valores experimentais e estimados pelo modelo de Page para a
secagem de bagaço de cana, para temperaturas de 50º, 60º e 70ºC.
4.4 Isoterma de dessorção
O bagaço de cana utilizado para os testes de isoterma de dessorção era
procedentes da Usina Ester.
No gráfico da Figura 28 observa-se a relação entre os dados obtidos da
isoterma de dessorção do bagaço para a temperatura de 50ºC e os dados
ajustados utilizando-se o modelo de Jaafar & Michalowski (1990), que foi o que
obteve melhor ajuste entre os modelos de isoterma de sorção testados.
83
FIGURA 28: Isoterma de dessorção de bagaço de cana a 50ºC.
Na Tabela 11 são mostrados os modelos matemáticos utilizados no
ajuste das equações com os respectivos coeficientes e erro estimado para a curva
de isoterma de dessorção do bagaço de cana, na temperatura de 50ºC. Os ajustes
foram selecionados com base no coeficiente de correlação (R
2
) e no erro padrão
da estimativa (SE), dado pelas equações 42 e 43, respectivamente.
Consideraram-se ajustes em que R
2
fosse maior que 0,9825, para equações que
não levam em consideração a pressão de vapor de saturação.
(42)
(43)
84
em que OBS é o valor de cada observação;
OBS é o valor médio das
observações; PRED é o valor calculado e n é o número de observações.
85
TABELA 11 Modelos matemáticos ajustados aos dados experimentais de
isoterma de dessorção do bagaço de cana, a 50ºC.
Constantes
Modelos
S
1
S
2
S
3
S
4
S
5
R
2
SE
Jaafar &
Michalowski
(1990)
-0,020 0,789 0,802 0,982 0,007 0,982 0,007
Hailwood &
Horrobin
(1946)
2,618 48,254 -0,571 ------- ------- 0,981 0,007
Anderson &
Hall (1948)
0,021 144,06 0,045 0,265 ------- 0,981 0,007
Peleg
(1993)
0,0001 2,632 -0,0001 2,631 ------- 0,799 0,023
Huttig &
Theimer
(1950)
0,074 0,0004 ------- ------- ------- 0,768 0,025
Caurie
(1970)
0,005 -0,047 ------- ------- ------- 0,877 0,029
Kühn
(1964)
-1,314 0,4205 ------- ------- ------- 0,473 0,037
“… continua…”
86
“TABELA 11, Cont.”
Polinômio
de 5°
-96,83 4723,9 -4320 1145 42245 0,974 2,759
Harkins
& Jura
(1944)
4,389 0,002 ------- ------- ------- 0,962 3,327
Halsey
(1983)
3x10
-5
-15,47 -0,032 ------- ------- 0,743 8,661
O resultado aqui obtido corrobora o de Corrêa et al. (2007) que
ajustaram 40 modelos matemáticos de isotermas de sorção para dados
experimentais de 53 produtos alimentícios, verificando que o melhor ajuste
obtido foi o modelo para o modelo de Jaafar & Michalowski (1990).
87
5 CONCLUSÕES
As amostras de bagaço de cana das usinas Luciânia e Ester apresentaram
maior percentual de passante acumulado na peneira com abertura 4,75 mm, entre
as peneiras de abertura 0,6 e 1,2 mm e entre as peneiras de abertura 1,2 e 2,36
mm, que correspondem, respectivamente, às aberturas de 4, 14 e 28 mesh, de
acordo com a série Tyler. A diferença de percentual retido nas peneiras ocorreu
devido ao tipo de moenda e ao número de ternos presentes em cada moenda.
Observaram-se grande dispersão do tamanho de partículas de bagaço de
cana e tendência do aumento do teor de fibras com o incremento do diâmetro
médio das peneiras empregadas na análise granulométrica. Nas faixas
granulométricas de diâmetro médio maior, verificou-se que o formato fibras
predominou sobre o formato pó.
Com um maior teor de água, o bagaço apresenta-se aglomerado e com
maior aderência às telas das peneiras, reduzindo a fração mássica em peneiras de
menor abertura.
A densidade aparente mostrou-se dependente do tamanho das partículas
de bagaço e do seu teor de água. Neste trabalho, observou-se que a densidade é
inversamente proporcional ao tamanho das partículas de bagaço de cana e
diretamente proporcional ao teor de água do mesmo.
Os altos valores de taxa de secagem e o baixo tempo total para a
secagem podem ser atribuídos ao mecanismo dominante de transferência de
calor, que se dá do interior para fora da partícula, fazendo com que a umidade
superficial predominante no bagaço de cana inicie sua secagem imediatamente
depois de iniciado o processo de fritura. As dimensões menores (partículas de
pó) apresentaram maior superfície de contato e facilitaram o fenômeno de
transferência de massa e calor durante o processo de secagem.
88
A fritura pode ser utilizada como um processo rápido de secagem,
obtendo-se teores de água baixos, em pequenos intervalos de tempo.
A redução do teor de água e a incorporação de óleo pelo bagaço
mostraram-se dependentes do tamanho das partículas e a incorporação de óleo
durante o processo de fritura apresentou-se inversamente proporcional ao teor de
água do bagaço. Houve um aumento do poder calorífico do bagaço de cana frito,
o qual atingiu valores na ordem de 38,86 MJ/kg. Quanto mais úmido o bagaço,
menor o seu poder calorífico inferior (PCI) e menor será a energia disponível
para uma mesma quantidade de combustível.
O bagaço de cana frito, como combustível, tem apresentado um
potencial promissor, apresentando a vantagem de possuir valor energético
semelhante ao do óleo de soja e próximo ao do óleo diesel. Seu uso pode ser
interessante em situações em que se necessite de um material sólido de alto
poder calorimétrico em volume reduzido, como em lareiras domésticas.
Além disso, apresenta enorme contribuição ao meio ambiente pela
redução qualitativa e quantitativa dos níveis de poluição ambiental e também
como fonte estratégica de energia renovável em substituição ao óleo diesel e
outros derivados do petróleo.
Dentre os modelos de cinética de secagem testados, o modelo de Page
(1949) foi o que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais de secagem
de bagaço em leito fixo, para as temperaturas de 50º, 60º e 70 ºC.
Para os testes de isoterma de dessorção de bagaço de cana, o modelo de
Jaafar & Michalowski (1990) foi o que apresentou melhor ajuste para as
umidades relativas de 25% a 75%, utilizando-se ar de secagem de 50ºC.
89
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMERICANA SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Annual book
for ASTM standards
: construction materials & engineering. New York, NY,
1997. v. 40, p.679.
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS.
Official
Methods of Analysis
, 16. ed. Arlington: AOAC International, 2005, 932 p.
ANDERSON, R. B.; HALL, W. K. Sorption studies on american coals.
Journal
of the American Chemical Society
, v. 70, n. 3, p. 1727-1734, June, 1948.
ARALDE, L. E.; VAZQUEZ, D. P.; CÁRDENAS, G. J. Analisis del
funcionamento de un prototipo para secado de bagazo.
Revista Industrial y
Agrícola de Tucumán
, Argentina, Tomo, v. 70, n. 1/2, p.7-14, ene./dic. 1993.
ARLABOSSE, P. Etude des procédés de séchage des boues urbaines et
industrielles. 2001. 184 p. Thèse. (Docteur en Sciences Appliquées) - Ecole des
Mines d’Albi Carmaux & Association. R.E.C.O.R.D., Albi, France.
ATHANASE, W.
Optimisation d’ un procede combine de dehydratation
osmotique couple a une operation de sechage par friture. Application a La
production de chips d’ ananas.
1998.182 p. Dissertação. (Sciences de la Vie et
de la Terre) - Ecole Pratique des Hautes Etudes , Centre de Coopération
Internationale en Recherche Agrononique pour le Développement. Montpelier,
France.
BAIK, O. D.; MITTAL, G. S. Heat and moisture transfer and shrinkage
simulation of deep-fat tofu frying.
Food Research International, v. 38, n. 2,
p.183–191, Mar. 2005.
BARBOSA, R. D.
Secagem de Bagaço de Cana em Sistema Pneumático.
1992. 223 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos) - Faculdade
de Engenharia de Alimentos. Universidade Estadual de Campinas, São Paulo.
BLUMENTHAL, M. M. Rapid test for deterioration of frying oils.
Chemical
Society,
Phoenix, Arizona, v. 106, n. 11, p.715-721, May 2004.
BORÉM, F. M.
Pós-colheita do café : a água nos frutos e nos grãos de café.
Lavras: UFLA, 2008. 631 p.
90
BRANDÃO, P. C.
Avaliação do uso do bagaço de cana como adsorvente
para a remoção de contaminantes, derivados do petróleo, de efluentes.
2006.
160 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal
de Uberlândia, Uberlândia, MG.
BROOKER, D. B.; BAKKER-AREMA, F. W.; HALL, C. W.
Drying cereal
grains.
Connecticut: AVI, 1974. 265 p.
BROSSARD, L. E. G; CORTEZ, L. A.; BRAUNBECH, O. A.; LOMARDI E.
A. Sistema de alimentação de biomassa polidispersa. In: ENCONTRO DE
ENERGIA NO MEIO RURAL, 2000, Campinas.
Anais…Campinas: Faculdade
de Engenharia Mecânica, v. 3, n.1, 2000, p. 112-125.
CAURIE, M. J. Moisture sorption characteristics of milk burfi, an traditional
Indian sweet, using sugar substitutes.
Food Technology, v. 5, n. 1, p.301-307,
Oct. 1970.
CELLA, R. C. F.; REGITANO-D'ARCE, M. A. B.; SPOTO, M. H. F. Refined
soybean oil performance invegetable deep-fat frying.
Ciência e Tecnologia de
Alimentos
, Campinas, v. 22, n. 2, p. 111-116, maio/ago. 2002.
CHEN, C. Factors which effects equilibrium relative humidity of agricultural
products.
Transaction of the American Society of Agricultural Engineers, St.
Joseph, v. 43, n. 3, p. 673-683, May 2000.
COOPERATIVA DE PRODUTORES DE CANA-DE-AÇÚCAR E ÁLCOOL
DO ESTADO DE SÃO PAULO.
Cana-de-açúcar. São Paulo, 2008.
Disponível em:
http://www.copersucar.com.br/institucional/por/academia/cana_acucar.asp>.
Acesso em: 12 fev. 2008.
CORRÊA, J. L. G.; BORGES, S.V.; NASCIMENTO, F. R. Isotermas de
secagem de insumos alimentícios. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE
SISTEMAS PARTICULADOS, 33, 2007, Aracaju, SE.
Anais... Aracajú, SE,
2007. 8 p..
CORRÊA, J. L. G.
Discussão de parâmetros de projeto de secadores
ciclônicos
. 2003. 189 p. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade
de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.
CORRÊA, J. L.G.; GRAMINHO, D.R.; SILVA, M. A.; NEBRA, S. A. The
cyclonic Dryer : a numerical and experimental analysis of the geometry on
91
average particle residence time.
Brazilian Journal of Chemical Engineering,
São Paulo, v. 21, n.1, p.103-112, Jan./Mar. 2004.
CORRÊA, J. L.G.; RIOS, M.T.T.; NEBRA, S.A. Sugar cane bagasse
characterization and a feeder study. In: NATIONAL CONFERENCE OF
MECHANICAL ENGINEERING, 14., 2000, Natal.
Anais... Natal, RN, 2000.
p. 251-258.
CORRÊA, J. L. G.; RUDOLPH, V. Secagem de bagaço de cana por fritura de
imersão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANTAS OLEAGINOSAS,
ÓLEOS, GORDURAS E BIODIESEL, 4., 2007, Varginha, MG.
Anais...
Lavras: UFLA, 2007. p.346-354.
CORSINI, M. S.; JORGE, N. Estabilidade oxidativa de óleos vegetais utilizados
em frituras de mandioca palito congelada.
Ciência e Tecnologia de Alimentos,
Campinas, v. 26, n.1, p. 27-32, jan./mar. 2006.
COSTA, J. M. G.; CORRÊA, J. L. G.; HIROTA, M. L.; BATISTA, G. Z.;
PEREIRA, D. N. Estudo da secagem do bagaço de cana através de fritura por
imersão com diferentes granulometrias. In: CONGRESSO DE PÓS-
GRADUAÇÃO DA UFLA, 16., 2007, Lavras.
Anais... Lavras, MG, 2007. p.1-
6.
COSTA, J. M. G.; CORRÊA, J. L. G.; SANTOS, J. C. P.; AZEVEDO, V. M.
Caracterização do bagaço de cana
. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE
ENGENHARIA QUÍMICA, 17., 2008, Recife, PE.
Anais... Recife, PE, 2008.
p.1-6.
COSTA, R. M.; OLIVEIRA, F. A. R.; DELANEY, O.; GEKAS, V. Analysis of
the heat transfer coefficient during potato frying.
Journal of Food Engineering,
London, v. 39, n. 3, p.293-299, Feb. 1999.
ENSINAS, A. V.; NEBRA, S. A.; LOZANO, M. A.; SERRA, L. M. Analysis of
cogeneration systems in sugar cane - Factories alternatives of steam and
combined cycle power plants.. In: PROCEEDINGS OF INTERNATIONAL
CONFERENCE ON EFFICIENCY, COST, OPTIMIZATION, SIMULATION,
AND ENVIRONMENTAL IMPACT OF ENERGY SYSTEM, 19., 2006,
Aghia Pelagia, Crete, Greece. Anais… Aghia Pelagia, Crete, Greece, 2006. v. 3,
p.1177-1184.
92
FARKAS, B. E.; HUBBARD, L. J. Analysis of convective heat transfer during
immersion frying.
Drying Technology, Philadelphia, v. 18, n. 6, p.1269-1285,
July 2000.
FARKAS, B. E.; SINGH, R.P.; RUMSEY, T.R. Modelling heat and mass
transfer in immersion frying I, model development.
Journal of Food
Engineering
, London, v. 29, n. 2, p.211-226, Ago. 1996a.
FARKAS, B. E.; SINGH, R. P.; RUMSEY, T. R. Modelling heat and mass
transfer in immersion frying II, model solution and verification.
Journal of
Food Engineering
, London, v. 29, n. 2, p.227-248, Ago. 1996b.
FERREIRA, D. F.
Programa Sisvar - Sistema de Análises de variância :
versão 5.0. 1999-2007. Lavras: UFLA, 2007.
FORTES, M.; FERREIRA, D.A.; FERREIRA, W.R.; SOUZA, A. C.
Modelagem de um condicionador de ar de alta pressão para uso em
processamento agrícola.
Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 26, n. 2, p.578-
589, maio/ago. 2006.
FOUST, A. S.
Princípios das operações unitárias. 2. ed. Rio de Janeiro:
Livros Técnicos e Científicos, 1982. p. 617-620.
GAMBLE, M. H.; RICE, P.; SELMAN, J. D. Relationship between oil uptake
and moisture loss during frying of potato slices from c.v. Record U.K. Tubers.
International Journal of Food Science and Technology, v. 22, n. 3, p. 233-
241, July 1987.
HAILWOOD, A. J.; HORROBIN, S. S. Adsorption of water by polymers :
analysis in terms of a simple model.
Transactions of the Faraday Society, v.
42, n. 84, 1946.
HALSEY, G. J. Physical adsorption on non-uniform surfaces.
Journal of
Chemical Physical
, v. 16, n. 10, p. 931-937, Sept. 1983.
HARKINS, W.; JURA, G. Surface of solids. X. Extension of the attractive
energy of a solid into an adjacent liquid or film, the decrease of energy with
distance, and the thickness of films
Journal American Chemical Society,
Chicago, United States, v. 66, n. 6, p.919-927, June 1944.
93
HENDERSON, S. M.; PABIS, S. Grain drying theory I : temperature effect on
drying coefficient.
Journal of Agricultural Engineering Research, Silsoe, v.
6, n. 3, p.169-174, 1961.
HUGOT, E.
Manual para ingenieros azucareros (La sucrerie des cannes).
México: Compañia Editorial Continental, 1964. p. 617-625.
HUTTIG, G. F.; THEIMER, O. Zur theorie der adsorption I.
Colloid &
Polymer Science
, Berlin, Heidelberg, v. 119, n. 2, p. 69-73, Nov. 1950.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA.
Produção
Agrícola 2007.
Disponível em:
<http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/indicadores/agropecuaria/lspa/textolsp
a022007.pdf>. Acesso em: 7 mar. 2008.
INSTITUTO CUBANO DE PESQUISADORES DE DERIVADOS DA CANA-
DE-AÇÚCAR..
Manual de los derivados de la cana de azucar : bagazo. 2. ed.
México: Cuban Institute of Research on Sugarcane, 1990. 474 p.
INSTITUTO CUBANO DE PESQUISADORES DE DERIVADOS DA CANA-
DE-AÇÚCAR..
Manual dos derivados da cana-de-açúcar : diversificação,
matérias-primas, derivados do bagaço, derivados do melaço, outros, energia.
Brasília, 1999, 474 p.
JAAFAR. F.; MICHALOWSKI, S. Modified BET equation for
sorption/dessorption isotherms.
Drying Technology, New York, v. 8, n. 4.
p.811-827, 1990.
JAIS, P. C.
Regulagem das moendas. 2007. Disponível em:
<http://www.sugarsoft.com.br/moenda2.htm
>Acesso em: 17 maio 2008.
JANK, M. S. Cana-de-açúcar : o novo paradigma da energia limpa e renovável.
União da Industria de cana-de-açúcar.
Boletim técnico, São Paulo. Disponível
em: <http://www.unica.com.br/opiniao/show.asp?msgCode={388F00C1-93A1-
4752-842F-DEE18769F62E}> 2007. Acesso em: 10 jan. 2008.
JAYAS, D. S.; MAZZA, G. Equilibrium moisture characteristics of safflower
seeds
. Transaction of the American Society of Agricultural Engineers, St.
Joseph, v. 34, n. 5, p.2099-2103, June 1991.
94
JORGE, N.; SOARES, B. B. P.; LUNARDI, V.M.; MALACRIDA, C. R.
Alterações físico-químicas dos óleos de girassol, milho e soja em frituras.
Revista Química Nova, v. 28, n. 6, p. 947-951, 2005.
JUNQUEIRA, M. O Brasil é líder em projetos de carbono.
Jornal Gazeta
Mercantil
, São Paulo, SP, 07 de abril, 2006, p 3-3.
KOZEMPEL, M. F. Correlation of moisture and oil concentration in french
fries.
Journal of Food Science and Technology, Philadelphia, v.24, n.3, p.445-
448, march, 1991.
KÜHN, I. Adsorption isotherms
Journal of College Science, Japan, Tokyo,
v.19, n.1, p.685-698, 1964.
KUROZAWA, L. E.; EL-AOUAR, A. A.; MURR, F. E. X. Obtenção de
isotermas de dessorção de cogumelo in natura e desidratado osmoticamente.
Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 25, n. 4, p. 828-834 out./dez.
2005.
LABUZA, T. P. Sorption phenomena in foods.
Food Technology, v. 22, n. 3, p.
263-272, 1986.
LEMAIRE, H.; REYNES, M.; NGALANI, J.; TCHANGO, T.;
GUILLAUMONT, A. Aptitude à la friture de cultivars de plantains et bananes à
cuire.
Fruits, Lion, France, v. 52, p. 273-282, July 1997.
MASSARANI, G.; VALENÇA, G. C. Secagem de bagaço de cana. In:
ENCONTRO NACIONAL DE SECAGEM, 3., 1981, Viçosa.
Anais... Viçosa:
Universidade Federal de Viçosa, 1981. v. 1, p.355-361.
MARQUES, M. O.
Extração do caldo. FCAVJ/UNESP. Disponível em:
<http://www.fcav.unesp.br/omir/aulastaa/aulasacucar/aulaacucar4c.pdf.> Acesso
em: 14 maio 2008. Notas de aula.
MEDEIROS, J. L.; MASSARANI, G. Secagem de bagaço de cana III. In:
ENCONTRO SOBRE MEIOS POROSOS, 10.,1982, São Carlos, SP.
Anais...
São Carlos, SP, 1982. v.1, p. 222-241.
MIDILLI, A.; KUCUK, H.; YAPAR, Z. A new model for single-layer drying.
Drying Technology, Philadelphia, v. 20, n. 7, p.1503–1513, 2002.
95
MITTELMAN, A. N.; MIZRAHI, S.H.; BERK, Z. Heat and mass transfer in
frying. In: MCKENNA, B.M. (Ed.).
Engineering and food. North Carolina:
State University, Raleigh, Elsevier Applied Science ,1984. chap. 12, 654 p.
MOHAN, R.
Desenvolvimento de bioprocessos : bagaço de cana-de-açúcar
como suporte alternativo na fase de enraizamento e aclimatação de
plântulas de macieira, morangueiro e cafeeiro.
2005. 129 p. Tese (Doutorado
em Processos Biotecnológicos) - Universidade Federal do Paraná, Paraná.
MOHSENIN, N. R.
Physical properties of plant and animal materials. 2. ed.
New York: Gordon, 1970. p.101-103.
MONTEIRO NETO, A. Q.; ANDRADE, J. C. L.; JUCÁ, W.; CAVALCANTE,
C. R. R.; BOAS, H. V.
O novo ciclo da cana : estudo sobre a competitividade
do sistema agroindustrial da cana-de-açúcar e prospecção de novos
empreendimentos. Brasília: IEL/INC; SEBRAE, 2005. 337 p.
MUJUMDAR, A. S.
Handbook of industrial drying : principles, classification,
and selection of dryers. Singapore: Taylor & Francis Group, LLC, 2006.1287 p.
NEBRA, S. A.; MACEDO, I. C. Bagasse particle shape and size and their free-
setting velocity,
International Sugar Journal, United Kingdom v. 90, p.168-
170, 1988.
NEBRA, S. A.
Secagem pneumática de bagaço de cana. 1985. 129 p. Tese
(Doutorado em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia Mecânica da
Unicamp, Campinas.
NÚCLEO DE ASSUNTOS ESTRATÉGICOS DA PRESIDÊNCIA DA
REPÚBLICA.; SECRETARIA DE ASSUNTOS ESTRATÉGICOS.
Caderno
02:
biocombustíveis. Brasília, n. 2, jul. 2004. Disponível em:
http://www.nae.gov.br/site/
. Acesso em: 10 set. 2007.
OLIVEIRA, J. G.
Perspectivas para cogeração com bagaço de cana-de-
açúcar : potencial do mercado de carbono para o setor sucroalcooleiro
paulista.
2007. 159 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) -
Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.
OREOPOULOU, V.; KROKIDA M.; MARINOS-KOURIS D. Frying of food.
In: MUJUMDAR, A. S.
Handbook of industrial drying. Singapore: Taylor &
Francis Group, LLC, 2006. cap.52, p. 1225-1244.
96
PAGE, G. E.
Factors influencing the maximum of air drying shelled corn in
thin layer.
1949. 103 p. Thesis (Physical doctor) – Purdue University, Indiana.
PAIVA, S. M. E.; NEBRA, S. A.; GALLO, W. L. R. Análise exergética
comparativa de sistemas de recuperação de energia dos gases efluentes de
caldeiras de bagaço de cana. In: BRAZILIAN CONGRESS OF ENGINEERING
AND THERMAL SCIENCES, 7., 1998, Rio de Janeiro, RJ.
Anais... Rio de
Janeiro, 1998. p.347 - 352.
PARK, K. J. ; ANTONIO, G.C.; OLIVEIRA, R.A.; PARK, K. J. B.
Conceitos
de processo e equipamentos de secagem.
Campinas: CT&EA/ Faculdade de
Engenharia Agrícola, Unicamp, 2007. 127 p.
PELEG, M. Assessment of a semi-empirical four parameter general model for
sigmoid moisture sorption isotherms.
Journal of Food Process Engineering,
Connecticut,USA, v. 16, n. 1, p. 21-37, 1993.
PELLEGRINI, M.C.
Inserção de centrais cogeradoras a bagaço de cana no
parque energético do estado de São Paulo : exemplo de aplicação de
metodologia para análise dos aspectos locacionais e de integração
energética.
2002. 187 p. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa
Interunidades de Pós-Graduação em Energia, Universidade de São Paulo, São
Paulo.
PEREGRINA, C.; ARLABOSSE, D.; RUDOLPH, V. Heat and mass transfer
during fry-drying of sewage sludge.
Drying Technology, Philadelphia, v. 24, n.
7, p. 797-818, Aug. 2006.
PIETRO, M. G. C.
Alternativas de cogeração na indústria Sucro-Alcooleira,
estudo de caso.
2003. 282 p. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) –
Faculdade de Engenharia Mecânica -Energia Térmica e Fluidos, Universidade
Estadual de Campinas, Campinas, SP.
PINEDO, R. A.
Manutenção dos atributos de qualidade do camu-camu
(
Myrciaria dúbia H.B.K. (Mc Vaugh)) desidratado, durante armazenamento.
2002. 96 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Faculdade de
Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.
PONCE, N.; FRIEDMAN, P.; LEAL, D. Geometric properties and density of
vagasse particles.
International Sugar Journal, La Habana, Cuba, v. 85, n.
1018, p. 291-295, 1983.
97
PRADO, M. M.
Secagem de sementes de mamão papaya. 1999. 108 p.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de São
Carlos, São Carlos, SP.
QUERIDO, A.F.
Estudo da influência de técnicas na minimização da
incorporação de óleo durante o processo de fritura de maçã.
2005. 184 p.
Tese (Doutor Tecnologia de Alimentos) – Faculdade de Engenharia de
Alimentos,Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.
RAHMAN, M. S.
Food properties handbook. Boca Raton, Florida, CRC,
1995, 500 p.
RAMOS, R. A. V.; MAIA, C. R. M.; GASCHE, J. L.; UCHOA, T. B.;
BRANCO, F. P.
Análise energética e exergética de uma usina sucro-
alcooleira com sistema de cogeração de energia em expansão.
Ilha Solteira,
SP: Faculdade de Engenharia Mecânica, Unesp, 2003. p. 1-9..
RÍPOLI, T. C. C.; MOLINA JÚNIOR, W. F.; RÍPOLI, M.L.C. Energy potential
of sugar cane biomass in Brazil
. Scientia Agricola, Piracicaba, v. 57, n. 4, p.
677-681, out./dez. 2000.
ROCA, G. A. A.; SANCHEZ, C. G.; GÓMEZ, E. O.; CORTEZ, L. A. B.
Caracterização del bagazo de la caña de azúcar - Parte I: Características física.
In: 6º Encontro de Energia no Meio Rural - AGRENER GD 2006, Campinas -
SP.
Anais…, Campinas, 2006. v.5, n.7, p. 327-437.
RODRIGUES, N. S. S. Processos de fritura.
Food Express, São Caetano do Sul,
SP, v. 2, n. 8, p.39-42, abr. 1997.
ROMERO-PENA, L. M.; KIECKBUSCH, T. G. Influência nas condições de
secagem na qualidade de fatias de tomate.
Brazilian Journal of Food
Technology
, Madri, Espanha, v. 6, n. 1, p. 69-76, jan./jun. 2003.
SANTOS, E. G.; ALSINA, O. L. S.; SILVA, F. L. H. Desempenho de biomassa
na adsorção de hidrocarbonetos leves em efluentes aquosos.
Química Nova, São
Paulo, v. 30, n. 2, p. 327-331, mar./abr. 2007.
SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS.
Meio ambiente,
reciclagem e tratamento de resíduos.
Disponível em:
<http://www.sbrt.ibict.br>. Acesso em: 14 abr. 2008.
98
SILVA, D. P.
Estudo da secagem de lodo de esgoto através da fritura de
imersão.
2003. 179 p. Dissertação (Doutorado em Engenharia Química) -
Universidade Estadual de Campinas. Campinas, SP.
SILVA, D. P.; RUDOLPH, V.; TARANTO, O. P. Drying of sewage sludge
through immersion frying. In: INTERNATIONAL DRYING SYMPOSIUM,
14., 2004. São Paulo.
Anais… São Paulo, 2004. p. 1005-1012.
SILVA, D. P.; RUDOLPH, V.; TARANTO, O. P. The drying of sewage sludge
by immersion frying
. Brazilian Journal of Chemical Engineering, São Paulo,
v. 22, n. 2, p. 271 - 276, Apr./June 2005.
SILVA, V. L. M. M.; GOMES, W. C.; ALSINA, O. L. S. Utilização do bagaço
de cana de açúcar como biomassa adsorvente na adsorção de poluentes
orgânicos.
Revista Eletrônica de Materiais e Processos, Campina Grande, PB,
v. 2, n. 1, p.27-32, abr. 2007.
SOSA-ARNAO, J. H.; CORRÊA, J. L. G., SILVA, M. A.; NEBRA, S. A. Sugar
cane bagasse drying : a review.
International Sugar Journal, Tumbridge Well,
UK, v. 108, n. 1291, p. 381- 392, July 2006.
SOUZA-SANTOS, M. L. A study on pressurized fluized-bed gasification of
biomass through the use of comprehensive simulation. In: GORDON AND
BREACH PUBLISHERS. (Org.).
Combustion technologies for a clean
environment
. Holanda: Gordon and Breach, 1998. v. 4, p.102-121.
STRUMILLO, C.; KUDRA, T.
Drying : principles, applications and design.
New York: Gordon and Breach Science, 1986, v. 3, p.68-98.
TREYBALL, R. B.
Drying : mass tranfer operations. New York: McGraw-Hill,
1968, p. 569-575.
UCHÔA, T. B.
Análise da viabilidade técnica e econômica da utilização de
gás natural como combustível complementar em usinas sucroalcooleiras.
2005. 150 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade
Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, São Paulo.
UNIÃO DA INDÚSTRIA DE CANA-DE-AÇÚCAR.
Setor sucroalcooleiro :
tendências no terceiro milênio. Disponível em: <http://www.unica.com.br>.
Acesso em: 10 jan. 2008.
99
VALENÇA, G. C.; MASSARANI, G.
Secagem de bagaço de cana II. In:
CONGRESSO LATINO AMERICANO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR E
MASSA, 1., 1982,La Plata.
Actas... La Plata: Universidade Federal de La Plata,
1982. v. 2, p.798-811.
VARELA, G.; BENDER, A. E.; MORTON, I. D.
Frying of food : principles,
changes, new approaches. Chichester, U.K: Ellis Harwood,1988. p. 10-16.
VERMA B.; SHUKLA, N. P. Removal of Nickel (II) from electroplating
industry effluent by agrowaste carbons.
Indian Journal Environmental
Health
, Kanpur, India, v. 42, n. 4, p. 145-150, 2000.
VIJAYARAJ, B.; SARAVANAN, R.; RENGANARAYANAN, S. Energy and
exergy analysis of bagasse drying. In: NATIONAL CONFERENCE ON
ADVANCES IN ENERGY RESEARCH, 1., 2006, Bombay, India.
Anais…
Bombay, India, 2006a. p. 77-82.
VIJAYARAJ, B.; SARAVANAN, R.; RENGANARAYANAN, S. Studies on
thin layer drying of bagasse.
International Journal of Energy Research,
Chennai, India, v. 31, n. 4, p. 422-437, Aug. 2006b.
VITRAC, O.; DUFOUR, D.; TRYSTRAM, G.; RAOULT-WACK, A. L.
Characterization of heat and mass transfer during deep-fat frying and its effect
on cassava chip quality.
Journal of Food Engineering, London, v. 53, n. 2,
p.161-176, June 2002.
VITRAC, O.; TRYSTAM, G.; RAOULT-WACK, A. L. Deep-fat frying of food:
heat and mass transfer, transformations and reactions inside the frying material.
European Journal of Lipid Science Technology, Allemagne, v. 102, n. 8/9,
p.529-538, 2000.
WAACK, R. S.; NEVES, M. F.; MORAES, S.; MARINO, M. K.; MAMONE,
A.; SZASZ, A. H.
Competitividade do sistema agroindustrial da cana-de-
açúcar.
São Paulo: Universidade de São Paulo, 1998. v. 5, p.72.
WANG, C.Y.; SINGH, R.P. A single layer drying equation for rough rice.
The
Society for Engineering in Agricultural, Food, and Biological Systems -
ASAE Paper
, Udaipur, India, v. 78, n. 3001, June 1978.
WANG, N.; BRENNAN, J. G. Moisture sorption isotherms characteristics of
potatoes at four temperatures.
Journal of Food Engineering, London, v.14, n.
4, p. 269-287, 1991.
100
WIMMERSTEDT, R. Drying of peat and biofuels. In: MUJUMDAR, A. S.
Handbook of industrial drying. Singapore: Taylor & Francis Group, LLC,
2006. cap.32, p.743-752.
ZHANG, X. W.; LIU, X.; GU, D. X.; ZHOU, W.; WANG, R. L.; LIU, P.
Desorption isotherms of some vegetables.
Journal of Science of Food and
Agriculture
, v. 70, n. 3, p. 303-306, Mar. 1996.WIMMERSTEDT, R. Drying of
peat and biofuels. In: MUJUMDAR, A. S.
Handbook of industrial drying.
Singapore: Taylor & Francis Group, LLC, 2006. cap.32, p.743-752.
ZHANG, X. W.; LIU, X.; GU, D. X.; ZHOU, W.; WANG, R. L.; LIU, P.
Desorption isotherms of some vegetables.
Journal of Science of Food and
Agriculture
, v. 70, n. 3, p. 303-306, Mar. 1996.
“A mente que se abre a uma nova idéia
jamais volta seu tamanho original”
Albert Einstein
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
