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21/11/2017

 

O artigo a seguir visa responder aos seguintes questionamentos:

1) Quais os objetivos do processo de secagem de ração extrusada?; 2)Como funciona o secador? e 3) Pontos importantes a serem observados para garantir o correto funcionamento do equipamento .

Visa também apresentar as melhorias desenvolvidas pela Ferraz ao longo dos últimos anos para alcançar resultados ainda melhores em processos de secagem de ração extrusada.

 

  • Quais os objetivos do processo de secagem de ração extrusada?

O controle da umidade nos alimentos processados tem como função principal prevenir a ação de microrganismos e evitar possíveis perdas de nutrientes. Durante o processamento da ração extrusada, a etapa de secagem é uma operação critica, pois, não determina somente a qualidade da dieta, mas afeta também o custo de produção. A obtenção de dieta com umidade homogênea entre os extrusados é uma grande dificuldade para a indústria, visto que, uma variação percentual de, por exemplo, 3% no teor de umidade entre as amostras pode gerar grande perda econômica devido à produção de grandes volumes.

A umidade do alimento extrusado está relacionada com sua estabilidade, qualidade e composição, e pode afetar as características da dieta, portanto, sua determinação é uma das medidas mais importantes e utilizadas na análise de alimentos.O ganho de umidade aliado a atividade de água favorecem as reações de escurecimento enzimático e não-enzimático e a proliferação de microrganismos nas rações.

Portanto, o objetivo principal de um processo de secagem de ração animal é o de diminuir e nivelar o percentual de umidade da amostra, considerando que normalmente a ração que sai da extrusora está com tal percentual na faixa de 20 a 30% e, ao sair do secador, o teor de umidade precisa ser de, no máximo, 8 a 11%. Outro indicador importante é o de atividade de água da amostra, que é a análise feita da quantidade de água que pode reagir com microrganismos em condições de participar de outras reações. Considera-se como recomendável que a amostra de ração tenha o indicador de Aw máximo de 0,62 na saída do secador.

 

  • Como funciona o secador?

 

Primeiramente, é necessário esclarecer a diferença entre os três modelos de secador mais utilizados atualmente: o tubular, o de esteira e o vertical.

O secador rotativo (tubular) é utilizado somente para baixas produções, de no máximo 500 Kg/h. O secador vertical possui vantagens tais como melhor aproveitamento da área útil fabril em relação ao secador horizontal, porém requer maior altura do galpão industrial em que será instalado.

Já os modelos de secador de esteira, representado na imagem abaixo, possuem capacidades maiores, e oferecem a possibilidade de controlar diversos parâmetros do equipamento, como, por exemplo:

– Temperatura;

- Umidade

- Vapor

- Entrada e saídas de Ar (regulagem de dumper)

– Velocidade do ar quente;

– Velocidade da sucção de ar úmido e tempo durante o qual o ventilador será acionado;

– Altura da camada de ração dentro do secador;

– Velocidade da esteira;

São esses ajustes que irão determinar a boa qualidade de secagem da ração, seja ela pet ou peixe.

 

O “caminho” do ar dentro do secador tem início quando o ar do ambiente entra pelas comportas localizadas na parte superior, também chamadas de “dumper”. Para permitir que o ar entre, essas comportasdevem estar sempre aproximadamente 25 % abertas. Esse ar do ambiente passa então pelo radiador (conjunto de tubos por onde circula vapor) ou então passa pelo queimador, onde atinge temperaturas mais elevadas, e segue em direção à esteira inferior, onde passa pelo produto de baixo para cima.

 

 

O ar, por estar a uma temperatura elevada, tem capacidade de retirar o excesso de água da superfície do produto. É este processo, de fornecimento de calor da fonte quente para o material úmido que promoverá a evaporação da água do produto e, em seguida, a transferência de massa arrastará o vapor formado.

 

Após passar pela(s) esteira(s), o ar perde temperatura e também a capacidade de retirar água do produto, e precisa, portanto, ser reaquecido. A função dos ventiladores de recirculação é exatamente direcionar parte do ar saturado para os radiadores ou queimadores, para novamente elevar a temperatura e fazer com que o ar retire umidade do produto. Lembrando que apenas uma parte desse ar circula dentro do secador novamente, enquanto outra parte é retirada pelo exaustor .

 

Através das comportas, podemos regular a saída de ar do secador, retirado por um exaustor, que se encontra na parte superior do equipamento.O intervalo padrão de temperatura do ar saturado retirado é de 60 a 70 graus, indicada por um termômetro (PT100).

 

Modelos de secadores Ferraz:

Modelo G1-3 130 e Modelo G1 3 300 / 3 400 / 3 500 / 3 600

Neste modelo, temos duas series que são diferenciadas pelo tamanho de tela do secador (1,3 metro no caso do G1 3-130 e 3 metros no caso dos demais), porém o principio de funcionamento é o mesmo, também estão catalogados dependendo da capacidade do produto a ser secado.

Neste Modelo a entrada de ar está mais próxima da primeira esteira, atravessando a camada de produto e passando para a segunda como mostra o desenho.

 

 

Modelo G2 - 2200

Modelos G2 - 2300 / 3300 / 4300

Neste modelo, temos também duas séries, sendo que a primeira série possui tela de 2 metros de largura, enquanto os demais possuem tela de largura de 3 metros.

A diferença do modelo G1 para o G2, é a separação dos módulos e independência entre eles. Neste modelo (G2), temos independência dos módulos, entre a parte superior e a parte inferior, sendo que existe um piso que divide ambas esteiras.

 

 

 

Temos duas opções de fonte de calor para o secador: caldeira a vapor ou sistema de aquecimento por gás GLP ou Natural. Atualmente, no Brasil, o sistema de aquecimento mais utilizado é por caldeiras a vapor, sendo que mais de 95% das caldeiras em funcionamento atualmente são alimentadas por lenha ou cavaco de madeira, pelo fato de a lenha ser um combustível de baixo custo e fácil aquisição. Os outros 5 % estão divididos entre fabricantes que usam caldeiras a gás, óleo e sistema de secagem direta com queimadores a gás.

A escolha do modelo de secagem deve ser minuciosa. O investimento inicial para aquisição de sistema de secagem a vapor será maior, visto que será necessário investimento na compra de uma caldeira e sua devida instalação. Diferentemente dos secadores a gás,que dispensam a aquisição de caldeira, sendo que o reservatório de gás pode ficar consignado à compra de gás junto às distribuidoras. Porém, o secador a gás GLP apresenta custo de produção em torno de 25% maior do aquele à gás natural e micro-ondas e cerca de 92% maior do que o sistema que utiliza vapor gerado por caldeira à lenha.

 

  • Pontos a serem observados para garantir o correto funcionamento do equipamento: 

  • Deve-se manter os furos das telas limpos (para que seja possível ter uma boa recirculação de ar em toda a cama da esteira).

 

  • Deve-se manter as paredes internas do equipamento limpas, pois quando há produto impregnado nas paredes do secador perde-se eficiência no equipamento.
  • É muito importante manter as comportas abertas cerca de 25%, tanto na entrada de ar nos radiadores quanto na saída de ar, no exaustor, conforme imagem abaixo.

  • É importante que o vapor utilizado para alimentação dos radiadores seja puro, sem água, por isso recomenda-se a instalação de purgador na linha de vapor antes de chegar ao secador.
  • O máximo diferencial de umidade padrão (3 medições – esquerda, centro e direita da tela) da ração na saída dos secadores Ferraz é de 1,2%. Percentuais acima disso indicam que algum processo está incorreto, ou que o secador pode estar necessitando manutenção.
  • O valor máximo do indicador de atividade de água (Aw) na ração na saída do secador normalmente aceitável é de 0,62.
  • O padrão de faixa de temperatura do ar saturado na saída do secador é de 60 a 70 graus celsius, sendo que, se estiver muito acima disso, pode significar vazamentos ou camada de ração desigual na esteira. Se estiver muito abaixo disso, pode significar que a ração está entrando no secador com teor de umidade muito elevado.
  • A pressão de vapor ideal na rede é de 7 a 9 Kg (entrada da válvula moduladora).
  • A pressão de ar nas válvulas moduladoras deve ser na faixa de 3 bar. O ar que chega às válvulas moduladoras precisa ser puro, sem presença de água ou óleo, visando aumentar a durabilidade dos dispositivos pneumáticos.
  • Deve-se verificar se as válvulasque regulam a entrada de vapor no radiador estão funcionando corretamente. Veja que, no caso da imagem abaixo, o manômetro aponta para 0, ou seja, a válvula não está cumprindo sua função, e todo vapor da linha está passando para o radiador. Essa válvula precisa ser reparada, caso contrário, o radiador poderá danificar, acarretando problemas referentes ao desempenho do secador e à função de secagem da ração.

 

Melhorias desenvolvidas pela Ferraz para sistemas de secagem 

Os modelos de secador de esteira fabricados atualmente pela Ferraz contam com quebrador de grumos, com intuito de evitar que “grumos” de ração, formados na saída da extrusora, passem intactos pelo secador e cheguem ao ensaque, o que pode gerar descontentamento por parte dos clientes, visto que o interior do “grumo” não terá contato com o ar quente do secador. Com isso, cria-se a possibilidade de manutenção de elevados níveis de umidade no produto, o que pode gerar alterações posteriores na ração. 

 Foi desenvolvido também, como opcional, o sistema de medição “on line” do teor de umidade e da temperatura do produto na saída do secador. Partindo de tais informações, é possível solicitar ao operador abrir/fechar entrada de vapor, aumentar ou diminuir a velocidade das esteiras, abaixar ou aumentar a temperatura do secador através da regulagem das comportas de entrada e saída de ar, entre outros.

Sistema de redirecionamento do ar.

Temos feito estudos relacionados à aerodinâmica em nosso equipamento para encontrar um melhor aproveitamento da área que temos a disposição na câmara de secagem.

 Foram acrescentadas chapas defletoras para ter uma melhor distribuição de ar na esteira do secador como amostra o desenho abaixo.

Recentemente a Ferraz passou a oferecer como opcional telas para o secador fabricadas em aço inoxidável, visando aumentar a durabilidade da tela e diminuir o tempo gasto para manutenção de secadores.