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Tipo: Tese
Título: Desenvolvimento de um sistema automático para um secador de produtos agrícolas
Título(s) alternativo(s): Development of an automatic system for a dryer of agricultural products
Autor(es): Rodrigues, Cristiano Lúcio Cardoso
Primeiro Orientador: Martins, José Helvécio
Primeiro coorientador: Monteiro, Paulo Marcos de Barros
Segundo coorientador: Melo, Evandro de Castro
Primeiro avaliador: Lopes, Roberto Precci
Segundo avaliador: Silva, Sávio Augusto Lopes da
Terceiro avaliador: Khoury Junior, Joseph Kalil
Abstract: Desenvolveu-se um protótipo de secador de produtos agrícolas e um sistema de controle automático para monitoramento e controle da operação do protótipo. O protótipo de secador em camadas fixas, com sistema de recirculação do fluxo ar de secagem, foi constituído por três bandejas, com opção para testes em camada fina e em camada espessa. O sistema de aquecimento do ar de secagem foi constituído por quatro resistências elétricas com potência nominal de 3.200W . A entrada de ar no secador foi realizada por meio de um ventilador centrífugo acoplado a um motor de indução trifásico, comandado por um inversor de freqüência. Implementou-se um painel de comando onde foram instalados os dispositivos que constituíram os circuitos principal e de comando dos sistemas de aquecimento e de ventilação. Com a finalidade de monitoramento e controle, foram distribuídos em posições específicas no interior do secador, sensores de temperatura, de umidade relativa e de pressão, além de dispositivos atuadores para controle da temperatura e do fluxo do ar, implementados com tecnologia 1-WireTM . Para medição do fluxo de ar, utilizou-se um tubo de Pitot acoplado a um sensor de pressão diferencial. Por meio da pressão dinâmica obtida no sensor, pôde-se determinar a velocidade média do ar no duto e, conseqüentemente, a vazão do ar de secagem, pelo conhecimento da seção transversal do duto por onde o ar circula. O teor de água do produto, durante o processo de secagem, foi determinado por meio da lei de conservação de massa. A massa de produto a cada instante foi obtida por um sistema de pesagem automática com base em células de carga. O potenciômetro digital DS2890 da tecnologia 1-WireTM foi utilizado para controlar o funcionamento do sistema de ventilação e do sistema de aquecimento do secador. O controle do fluxo de ar de secagem foi realizado utilizando-se um inversor de freqüência. A variação da temperatura do ar de secagem foi realizada utilizando-se um conversor de potência microcontrolado tiristorizado. A rede de dispositivos foi gerenciada por um programa computacional, responsável por ligar o sistema e comandar os sistemas de ventilação e aquecimento. Além disto, o programa computacional registrava todas as medições e os comandos realizados, gerava gráficos e relatórios e desligava o sistema quando as condições finais desejadas eram atendidas. Para validar o sistema, foram realizados testes de secagem de milho, para obtenção das curvas de secagem. Os resultados obtidos, com a utilização do sistema automático, foram: coleta de dados em tempo real; controle da temperatura e do fluxo do ar de secagem; geração de gráficos e relatórios em forma de arquivo texto, e obtenção das curvas de secagem. O sistema de controle automático, desenvolvido para aquisição de dados em tempo real, mostrou-se confiável, versátil e de fácil instalação e manutenção.
A prototype of a dryer for agricultural product was developed, and an automatic control system for monitoring and controlling the operation of the prototype was implemented. The fixed bed dryer prototype was developed with recirculation system of the drying airflow, and has three trays with possibility for thin and thick layer drying tests. The heating system of the drying air was composed by four electric resistances with a total power of 3200W. The input of air in the dryer was done by a centrifugal fan coupled to a three-phase induction motor, controlled by a frequency inverter. A control panel was implemented where the devices, which constituted the main and the control circuits of the heating and ventilation systems were installed. For monitoring and control purposes, temperature, relative humidity, and pressure sensors were installed at specific positions inside the dryer, in addition to actuator devices to control temperature and airflow, implemented with 1-WireTM technology. To measure airflow it was used a Pitot tube coupled to a differential pressure sensor. Through the dynamic pressure from the sensor, it was possible to determine the average velocity of the air in the duct and, consequently, the drying airflow, by knowing the cross section area of the duct where air circulates. The moisture content of the product during the drying process was determined by the law of mass conservation. The mass of product at each time was obtained by an automatic weighing system based on load cells. The DS2890 digital potentiometer from the 1-WireTM technology was used to control the operation of the ventilation system, and the heating system of the dryer. The control of the drying airflow was performed using a frequency inverter. The variation of the drying air temperature was performed using a micro-controlled power converter. The devices network was managed by a computer program, responsible to activate the system, and control the ventilation and heating systems. Moreover, the computer program recorded all the measurements and the performed commands, generated graphs and reports and shut down the system when the desired final conditions were met. To validate the system, drying tests were performed with corn, to obtain the drying curves. The results, obtained using the automated system, were: real time data acquisition; control of the temperature and the drying airflow; generating of graphs and reports in the form of text file; and the drying curves. The automatic control system, developed for real time data acquisition, was reliable, versatile and of easy installation and maintenance.
Palavras-chave: Automação
Controle
Secagem de grãos
Automation
Control
Grain drying
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA::ENERGIZACAO RURAL
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ
Programa: Doutorado em Engenharia Agrícola
Citação: RODRIGUES, Cristiano Lúcio Cardoso. Development of an automatic system for a dryer of agricultural products. 2010. 185 f. Tese (Doutorado em Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2010.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/692
Data do documento: 27-Dez-2010
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