Desenvolvimento de um revolvedor mecânico de grãos para secador de camada estacionária

Abstract

O café é uma das bebidas mais populares do mundo e de grande importância econômica e social. Em meio a isso, o Brasil destaca-se como o líder em produção de café no mundo. Em relação às etapas de produção do café, a secagem é uma das etapas de pós-colheita de maior relevância e o uso de secadores mecânicos tem se tornado cada vez mais comum entre os produtores a fim de atender a demanda de produção e garantir a qualidade do produto final. Um dos tipos de secadores mais utilizados é o de camada estacionária, estes podem ter ou não movimentação dos grãos por revolvedores mecânicos. Apesar dos avanços em sistemas de revolvimento, ainda existe uma lacuna de mercado no que se refere ao custo destes revolvedores, além das limitações de capacidade e de forma. Os revolvedores normalmente são projetados para tipos específicos de secadores, e são difíceis de serem adaptados em secadores de camada estacionária com geometria variada. Diante desse problema, esse trabalho objetivou-se no desenvolvimento de um revolvedor de camada estacionária de baixo custo e na sua avaliação. Foram seguidas as etapas de projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado. Para auxiliar nessas etapas foi utilizado software de CAD (desenho assistido por computador) na definição de geometria e FEA (análise por elemento finito) na simulação dos esforços e tensões exercidas nos principais elementos do equipamento. O revolvedor foi construído no Laboratório de Mecanização Agrícola e montado no município de Teixeiras para realização das avaliações. Foram realizadas avaliações mecânicas de eficiência de transporte para camada de um metro, força de arrasto e demanda de potência para as alturas de camada de 0; 0,4; 0,6; 0,8 e 1,0 m. Foram realizadas avaliações do revolvedor em relação a homogeneização e danos mecânicos em duas secagens distintas. O revolvedor apresentou capacidade de transporte de 27,6 m3 h -1 , eficiência de transporte de 22,34%, ganho de 39,10 N de força de arrasto e 366 W de potência ativa por metro de helicoide. O revolvedor foi capaz de homogeneizar a massa de grãos e o índice de danos mecânicos não apresentou diferença significativa após a utilização do revolvedor.Palavras-chave: Café. Secagem estacionária. Revolvedor mecânicoCoffee is one of the most popular drinks in the world and has great economic and social importance. In sort of this, Brazil stands out as the leader in coffee production in the world. Regarding the coffee production stages, drying is one of the most important post-harvest stages and the use of mechanical dryers has become increasingly common among producers in order to meet production demand and to guarantee quality of the final product. One of the most used types of dryers is the stationary dryer, these may or may not have grain handling by mechanical stirrers. Despite advances in revolving systems, there is still a market gap in terms of the cost of these mechanical stirrers, as well as capacity and form limitations. Mechanical stirrers are typically designed for specific types of dryers, and are difficult to use in stationary driers with varied geometry. Faced with this problem, this work was aimed at the development of a low-cost mechanical stirrers and its evaluation. The steps of informational, conceptual, preliminary and detailed design were followed. To assist in these steps, CAD software (computer aided design) was used in the definition of geometry and FEA (finite element analysis) in the simulation of force and stresses applied on the main elements of the equipment. The revolver was built in the Laboratory of Agricultural Mechanization and assembled in the city of Teixeiras to carry out the evaluations. Mechanical evaluations of transport efficiency for a one-meter layer, drag force and power demand were performed for layer heights of 0; 0,4; 0,6; 0,8 and 1,0 meter. The stirrer evaluations were carried out in relation to the homogenization and mechanical damages in two different dryings. The revolver had a transport capacity of 27,6m3 h -1 , transport efficiency of 22,34%, an increase of 39,10N in drag and increase of 366W in active power per meter of helicoid. The stirrer was able to homogenize the bulk gain and the mechanical damage index showed no significant difference after the use of the stirrer. Keywords: Coffee. Stationary drying. mechanical stirrers