Operação de secagem na planta de Pet Food

Ainda sobre a Operação de secagem na planta de Pet Food.

Na maioria das plantas, as condições de operação do Secador são determinadas após a verificação dos teores de umidade das partículas e do índice de atividade de água (Aw) das mesmas. Através dos valores obtidos no produto seco, as temperaturas e altura de camada, por exemplo, são ajustadas de modo a conseguir os níveis desejados.

Por: Antonio P. Rubega

Comentamos no artigo anterior sobre a amplitude de parâmetros dentro dos quais o Secador, e consequentemente toda a linha de extrusão da planta de Pet Food, tem que operar para processar adequadamente os produtos.

As diferentes receitas de produtos, com variados teores de amido e de proteína animal, levam à necessidade de maior ou menor inclusão de água e vapor, com vistas a obter a expansão das partículas extrusadas e as densidades desejadas.

Essas diferentes situações resultam em partículas que, ao deixar o canhão da Extrusora, podem apresentar teores de umidade entre 18 e 25%, por exemplo. Se juntarmos a esse fato a variedade de dimensões e formatos das partículas, em que a dificuldade de retirar a umidade do interior daquelas que tem tamanho maior torna necessário um tempo de retenção maior no interior do Secador, podemos então dar-nos conta da quantidade de situações para as quais os nossos equipamentos responsáveis pela operação de secagem devem estar preparados.

Na maioria das plantas, as condições de operação do Secador são determinadas após a verificação dos teores de umidade das partículas e do índice de atividade de água (Aw) das mesmas. Através dos valores verificados, as temperaturas e altura de camada, por exemplo, são ajustados de modo a conseguir os níveis desejados. A altura de camada está diretamente relacionada com o tempo de permanência do produto no interior do Secador, dando o tempo suficiente para a migração da umidade do interior das partículas de maiores dimensões para a sua superfície, onde ocorre a evaporação pela ação do fluxo de ar quente.

Ao longo do tempo, pela repetição das situações de secagem dos vários produtos, os operadores podem antecipar as condições de operação do Secador, deixando-o relativamente preparado para cada produto a ser processado. Mas sempre se faz necessário a checagem através das medidas de umidade e de atividade de água em amostras dos produtos assim que deixam o Secador, para validar ou ajustar as condições de operação.

Após essas considerações, podemos concluir que, para obter bons resultados de secagem, o Secador tem que ser um equipamento que ofereça condições de “regulagem”, isto é, que possa ter vários parâmetros de operação que possam ser ajustados, de acordo com a condição de secagem necessária a cada produto. Também é necessário que o Secador seja dimensionado em função das condições em que os níveis de exigência em termos de capacidade são maiores. A alternativa para que o Secador tenha níveis de capacidade que não o tornem superdimensionado, é avaliar o percentual de produção dos produtos com teor de umidade muito elevado ao sair do canhão da Extrusora e, nesses casos, desde que conveniente, trabalhar com um volume de produção horário mais baixo no processo de extrusão desses produtos. Aí a perda de eficiência acaba sendo transferida para a extrusão.

Podemos elencar alguns pontos da secagem que podem ser controlados e ajustados:

– velocidade das esteiras, o que resulta em tempos de retenção do material no interior do Secador e espessura de camada de produto diferentes.

– temperatura do ar de quente que atravessa as camadas de produto, responsável pela ação de secagem. Essa temperatura, conforme o conceito de controle adotado para o Secador, pode ser medida assim que o ar é aquecido ao passar pela fonte de aquecimento (trocador de calor ou queimador de gás), ou após o ar de secagem passar através da camada de produto. As duas alternativas podem ser utilizadas para monitoramento e controle. Essas medições devem ser efetuadas nos vários módulos que compõem o Secador.

– velocidade dos ventiladores que fazem o ar quente responsável pela secagem atravessar as camadas de produtos. Maiores ou menores vazões oferecem diferentes condições de operação e desempenho. Essa variação deve ser considerada com critério, pois a variação da potência necessária para o acionamento de um exaustor centrífugo é proporcional ao cubo da variação da velocidade do rotor do mesmo (um aumento de 10% no número de rotações por minuto pode acarretar um aumento de 33% na potência de acionamento).

– quantidade de ar úmido que deve ser retirado do interior do Secador. O ar excessivamente carregado de umidade (proveniente da evaporação da água contida nas partículas) tem menor capacidade de retirar mais água do produto que continuamente entra no Secador. A renovação do ar de secagem corresponde ao volume de ar saturado de umidade que é continuamente retirado.

Essas são condições de operação que podem ser ajustadas, com base nas medidas de umidade e de atividade de água, após o produto deixar o Secador, mas com grande dependência da ação do operador do equipamento.

A operação pode, no entanto, ser automatizada em diferentes níveis de sofisticação. Uma versão, relativamente simples, consiste em monitorar e controlar a temperatura do ar quente de secagem em cada um dos diferentes módulos do Secador, estabelecendo os níveis desejados de temperatura. Ainda assim, os valores a serem programados estarão baseados em medições anteriores e têm que ser validados ou corrigidos através de análise frequentes.

Existem modelos de automação que controlam a operação do Secador de maneira mais autônoma, e dependem da existência de uma série de sensores, cujos sinais alimentam um sistema que permite ajustar temperaturas do ar de secagem e exaustão de ar úmido, por exemplo. Sensores que medem a umidade do produto no fluxo de saída do Secador podem alimentar sistema que ajusta a temperatura do ar quente em cada um dos módulos. Sensor de umidade também pode ser instalado no fluxo de entrada de produto no Secador, para estabelecer previamente níveis de temperatura do ar de secagem nos vários pontos.

Sensores de umidade relativa no ar de exaustão, carregado de umidade, podem gerar sinais que controlam a exaustão de ar úmido desde o interior do Secador (através de “dampers” mecanicamente atuados), evitando a eliminação de ar ainda muito seco, o que resulta em uma operação econômica do equipamento, sem perdas excessivas de energia térmica.

A disponibilidade atual de sensores e dispositivos de controle torna possível uma amplitude maior e mais confiável de soluções de automação na operação da etapa de secagem na indústria de Pet Food, tornando-a mais segura do ponto de vista de qualidade dos produtos.

PUBLICAÇÃO EXCLUSIVA DA REVISTA PET FOOD.
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Por: Antonio P. Rubega é engenheiro mecânico formado pela UNICAMP e diretor da PROMEP – Com. de Máq. e Equipamentos