Stratejik Mekânsal Planlamanın Nitelikleri

No presente trabalho, foi feito um estudo experimental e de modelagem matemática para avaliar o desempenho da secagem de resíduo industrial de polpa de goiaba num secador convectivo, operando com 07 bandejas simultâneas e em regime batelada. Dentro dos aspectos observados com o presente estudo é possível concluir que:

 o processamento de secagem, dentro das condições testadas, manteve preservadas as principais características bromatológicas do material, resultando num produto seco (matéria seca de 92,58%) com um teor de Nutrientes Digestíveis Totais de cerca de 50%, tendo-se um conteúdo de carboidratos não fibrosos (açúcares, amido), proteína bruta e gordura da ordem de 13%, 9% e 8%, respectivamente. Desta forma, o aproveitamento do resíduo através da secagem propiciou um produto nutritivo e com tempo de vida útil melhorado, que pode ser aplicado como matéria-prima na industria de alimentos, em formulações para consumo humano ou animal.

 os modelos empíricos, que geralmente são utilizados para descrever a cinética de secagem em grande parte de trabalhos publicados na literatura, não foram completamente descritivos com os dados do presente estudo. Tal fato se deve provavelmente a natureza seqüenciada do processo, operando com uma série simultânea de 07 bandejas, onde cada bandeja influenciou no comportamento das bandejas subsequentes. Portanto, a análise estatística dos dados com os modelos empíricos não permitiu observar os principais efeitos estudados experimentalmente.

 o consumo energético no processamento de secagem é fortemente dependente das condições operacionais. Os sistemas equipados com adequadas malhas de controle de temperatura tendem a resultar num menor consumo de energia para o aquecimento do ar de secagem. Neste estudo, o secador experimental utilizado foi equipado com um sistema de aquisição de dados e controle de temperatura que permitiu uma eficiente análise de dados relativos ao consumo energético do processo. Segundo as informações de consumo energético total obtidas para cada condição experimental, observou-se que nas condições de máxima temperatura e máxima massa por bandeja, ocorreram os maiores consumo de energia. Por outro lado, nas condições de mínima massa por bandeja e máxima velocidade do ar de secagem, ocorreram os menores valores de consumo energético. No entanto, quando o consumo energético leva em conta a massa de resíduo processada, ou seja, considerando-se também a produtividade, nota-se que o consumo energético relativo é praticamente similar em todos os experimentos. Tal fato deve-se em parte a eficiência do sistema de controle de temperatura.

 o modelo matemático fenomenológico, implementado para predizer dinamicamente o comportamento da secagem no processo estudado, considerando o uso simultâneo de uma seqüência de 07 (sete) bandejas, foi ajustado com todas as condições experimentais e apresentou uma adequada capacidade preditiva para as curvas de umidade do sólido em cada bandeja e para a temperatura do gás medida em quatro posições distintas ao longo do secador. Ao contrário dos modelos empíricos, o modelo implementado neste estudo

permitiu uma significativa correspondência entre as curvas de secagem, calculada e experimental. Também, o modelo conseguiu acompanhar o perfil de temperatura do gás nas posições das medidas ao longo do secador.

 a otimização, com base em simulações computacionais usando o modelo matemático previamente ajustado para as diferentes condições experimentais, permitiu verificar que a estratégia de mudança de sequenciamento de bandejas, no decorrer do processamento, conduz a uma melhoria no desempenho da secagem. Foi possível observar com o estudo de otimização que não só a mudança do sequenciamento das bandejas, mas também o instante na qual a mudança é feita, pode levar a uma condição ótima de processamento. Os resultados experimentais para a melhor condição do planejamento permitiram demonstrar que a estratégia de otimização computacional foi adequada para prever e descrever a melhoria do processo de secagem.

Como sugestão para trabalhos futuros e complementares, propõem-se:

 uma avaliação nutricional com aplicação do resíduo em formulação de mistura alimentar para animais;

 uma ampliação do planejamento experimental, buscando uma maior validação do modelo matemático implementado;

 estudar o efeito de outras variáveis importantes do processo (tais como: temperatura, velocidade do ar de secagem) como estratégia de busca de condições ótimas do processamento;

 Testar mudanças de sequenciamento que levem a um operação similar a um sistema operando em contra-corrente;

 realizar melhorias no projeto do equipamento, visando minimizar perdas energéticas no sistema;

 avaliar economicamente a viabilidade do uso de outras fontes de energia no processamento de secagem, como uma forma de auxiliar na redução do uso da energia elétrica, tornando o produto competitivo comercialmente;

 Ampliar a modelagem do meio poroso, considerando uma placa de espessura L(m) e usando uma difusividade efetiva da água Def(m2/s). A inclusão da difusão de água pode indicar que esta é a resistência dominante no processo. Também, pode ser empregada a solução exata transiente da segunda equação da difusão de Fick junto com algum modelo similar ao empregado nesta tese, para analisar o processo e verificar se a difusão interna de água no meio poroso domina o processo global de transferência de matéria e energia;  Avaliar, dentro da proposta da modelagem do meio poroso, os números de Biot de

transferência de matéria Bim e de energia Bic, com o objetivo de compreender quais são os

efeitos dominantes sobre o sistema. Além disso, com o auxílio das Equações de Fick e Fourier, verificar através do número de Luikov, como as resistências internas podem afetar o comportamento de resposta do processo.