CONSTRUÇÃO E AVALIAÇÃO DE UM SECADOR SOLAR ATIVO HÍBRIDO PARA A SECAGEM DE BAGAÇO DE MALTE
Secador solar, Bagaço de malte, Secagem híbrida, Energia, Exergia, VPL
Este trabalho trata do estudo da cinética de secagem do bagaço de malte em túnel de vento e da construção e avaliação das eficiências energéticas e exergéticas, bem como da viabilidade econômica, de um secador solar misto acoplado a um módulo fotovoltaico e a um sistema eólico. A escolha desta biomassa foi em razão do seu potencial poder calorífico depois de seco, cerca de 19,5 MJ, e por se tratar de um produto que deve ser adequadamente descartado, pois uma destinação final inadequada pode trazer prejuízos ambientais. O estudo preliminar em túnel de vento revelou que a cinética de secagem do material é prioritariamente influenciada pela espessura de camada do material, sendo menos influenciada pela velocidade do ar de secagem, de acordo com as analises via PCA e confirmadas pelos cálculos da difusividade efetiva de umidade. Além disso, este estudo foi capaz de obter bons ajustes com modelos matemáticos empíricos, gerando uma equação de previsão da difusividade em razão das variáveis do processo. Como secar biomassa, principalmente com elevado teor de umidade (cerca de 73% para o bagaço de malte), demanda muita energia elétrica para a evaporação da água; assim, a segunda e principal parte deste trabalho se atentou para a construção e avaliação de um secador solar híbrido. As análises dos dados indicaram que o secador é tecnicamente viável para as condições em que os testes foram realizados, uma vez que o índice mínimo para armazenamento e aproveitamento de uma biomassa gira em torno de 10%. Nitidamente, verificou-se que a alta incidência de nuvens sobre o sistema aumentou o tempo de secagem em 1,7 vezes, diminuiu a difusividade efetiva em 2,4 vezes e a umidade final do produto ficou cerca de 17,7 vezes acima do material seco em dia ensolarado. Com a pequena influência da velocidade de secagem no túnel de vento, o secador solar híbrido operou somente com uma única velocidade do ar de secagem, o qual teve o seu pré-aquecimento passando sob o painel FV antes de entrar no coletor solar. O acionamento da resistência elétrica por meio da bateria estacionária mostrou-se eficiente no auxílio da retirada da umidade, produzindo biomassa seca contendo 4,3 vezes menos água, para um mesmo tempo de secagem. E, mostrou-se mais eficiente com o acionamento simultâneo à incidência de raios solares, do que o acionamento somente no período noturno. A eficiência energética do coletor solar variou de 38 a 50%, enquanto da câmara de secagem de 12 a 18%. Já a eficiência exergética variou de 2,6 a 8%, com valores menores no coletor solar, sendo a energia útil melhor aproveitada nos processos de acionamento simultâneo da resistência. A viabilidade econômica gerou um retorno financeiro em quatro anos no processo de secagem de maior massa e maior média de irradiação solar, com uma eficiência global de secagem de 9,98% e consumo específico de energia de 6,68 kWh kg-1.