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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29935| Título: | Estudo exploratório da secagem térmica de resíduo de cervejaria bagaço de malte |
| Título(s) alternativo(s): | Exploratory study of thermal drying of brewer’s spent grains malt bagasse |
| Autor(es): | Garbin, Eudes Adan |
| Orientador(es): | Freire, Flavio Bentes |
| Palavras-chave: | Resíduos industriais Cerveja - Indústria - Eliminação de resíduos Secagem Cerveja - Controle de produção Análise térmica Malte Factory and trade waste Beer industry - Waste disposal Drying Beer - Production control Thermal analysis Malt |
| Data do documento: | 18-Dez-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | GARBIN, Eudes Adan. Estudo exploratório da secagem térmica de resíduo de cervejaria bagaço de malte. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| Resumo: | O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo exploratório da secagem térmica e desague do resíduo sólido de cervejaria artesanal – bagaço de malte – com a intenção de aumentar sua vida útil, removendo umidade. O bagaço de malte foi caracterizado com microscopia eletrônica de varredura quanto à morfologia e, elementarmente, com espectroscopia de energia dispersiva. Estudou-se diferentes técnicas de secagem térmica – estufa sem recirculação de ar; túnel de vento; drageadeira com soprador de ar acoplado – e desaguamento com prensa hidráulica manual. A composição elementar do bagaço de malte apresentou maiores concentrações para os elementos silício, carbono, oxigênio, respectivamente, e a morfologia interna com aspectos arredondados. Foi possível identificar que a ocorrência de silício está associada a casca do bagaço de malte. Todos os dados e resultados produzidos foram testados estatisticamente e apresentaram comportamento não paramétrico. Os resultados do estudo de secagem para as diferentes técnicas aplicadas apresentaram-se melhores para a convecção em relação a estufa sem recirculação de ar, quando comparados os tempos para atingir a umidade de equilíbrio em todas as faixas dos ensaios. Ainda comparativamente, os processos de secagem por convecção em túnel de vento apresentaram maior estabilidade, maiores valores de taxa de secagem média e menor tempo de secagem 255 minutos a 78,7°C. Para os ensaios em drageadeira, foram caracterizadas três fases distintas de ajuste de temperatura do bagaço de malte em relação a temperatura da parede interna da drageadeira. A primeira fase foi de estabilização inicial entre essas temperaturas; a segunda foi caracterizada pela diferença de temperatura entre elas (temperatura da parede aumenta enquanto a temperatura do bagaço de malte se mantém, indicando taxa de secagem constante e transferência de umidade – calor e massa – do bagaço de malte para o ar de secagem); e a terceira fase de estabilização final (quando a temperatura do bagaço de malte atinge e ultrapassa a temperatura da parede interna, indicando que a umidade de equilíbrio foi atingida). O menor tempo de secagem para a drageadeira foi de 180 minutos para as condições de operação c3 e c4. No desague em prensa houve remoção de 40% da umidade em base úmida para pressão aplicada de 1,0 t. Concluiu-se que é promissor o uso do desaguamento mecânico para remoção de umidade do bagaço de malte e a secagem térmica por convecção se mostrou mais eficaz em relação a secagem por condução, para todas as faixas de temperatura estudadas e, ainda, que a secagem em drageadeira nas condições c3 e c4 apresentou o menor tempo de secagem dentre todos os ensaios – 180 minutos. |
| Abstract: | The present work had as objective to carry out an exploratory study of the thermal drying and emptying of the solid residue of craft brewery – malt bagasse – with the intention of increasing its useful life cycle by removing moisture. Malt bagasse morphology was characterized with scanning electron microscopy (SEM) and elementally with dispersive energy spectroscopy (EDS). Different thermal drying techniques were carried out studied – heating chamber without air recirculation; wind tunnel, dredger with attached air blower – and dewatering with manual hydraulic press. The elemental composition of the malt bagasse showed higher concentrations for the elements silicon, carbon, oxygen, respectively, and the internal morphology with rounded aspects. It was possible to identify that the occurrence of silicon is associated with the husk of the malt bagasse. All data and results produced were tested statistically and showed non-parametric behavior. The results of the drying study for the different applied techniques were better for convection in relation to the heat chamber without air recirculation, when comparing the times to reach equilibrium moisture in all ranges of the tests. Still comparatively, the convection drying processes in the wind tunnel showed greater stability, higher values of average drying rate and shorter drying time – 255 minutes at 78.7°C. For the dredge tests, three distinct phases of temperature adjustment of the brewerr’s spent grains were characterized in relation to the temperature of the internal wall of the dredge. The first phase is of initial stabilization between these temperatures, the second is characterized by the temperature difference between them (wall temperature increases while the temperature of the brewer’s spent grains remains, indicating constant drying rate and moisture transfer – heat and mass) and the third final stabilization phase (when the temperature of the malt bagasse reaches and exceeds the temperature of the inner wall, indicating that the equilibrium moisture has been reached). The shortest drying time for the dredger was 180 minutes for operating conditions c3 and c4. In the press drain, 40% of the moisture was removed on a wet basis for an applied pressure of 1.0 t. It is concluded that the use of mechanical dewatering to remove moisture from the malt bagasse is promising and the thermal drying by convection proved to be more effective in relation to the drying by conduction for all the studied temperature ranges and, further, that the drying in dredge under conditions c3 and c4 it had the shortest drying time among all tests – 180 minutes. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29935 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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