Sistema automático para secagem de produtos agrícolas em camada fina

Monte, José Eduardo Carvalho; Martins, José Helvécio; Lopes, Daniela de Carvalho; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Pinto, Paulo Raimundo

doi:10.4025/actasciagron.v30i3.3499

Resumos

Geralmente, o controle do processo de secagem em camada fina, é realizado com base na pesagem de amostras, retirando-se periodicamente a bandeja do secador e levando-a até uma balança, para determinar, por diferença de massa, a quantidade de água que foi retirada do produto durante o processo. Essa operação é a principal fonte de erro na determinação das taxas de secagem, tendo em vista a interrupção do processo de secagem ou a perda de parte da amostra durante a etapa de pesagem. Este trabalho propõe a automação do controle da secagem em camada fina, utilizando-se um sistema baseado em uma célula de carga e em dispositivos eletrônicos endereçáveis. Os valores obtidos pelo monitoramento realizado pelo sistema proposto são armazenados e comparados com valores finais pré-definidos para o processo de secagem. Quando não houver diferença significativa entre os valores medidos e os pré-definidos, encerra-se o processo. O sistema proposto foi testado e validado, fornecendo uma série de resultados confiáveis, com elevada precisão e um excelente desempenho.

secagem; automação; dispositivos eletrônicos endereçáveis

Generally, the control of thin-layer grain drying is done based on weighing the samples, periodically removing the sample from the dryer and taking it to a precision scale in order to determine, by the difference in weight, the amount of water removed from the product during the process. This operation is the main source of error in determining drying rates, due to the interruption of the drying process or the sample losses during the weighing stage. In this work, the automation of thin-layer grain drying control is proposed through the use of a system based on a load cell and on addressable electronic devices. The results are recorded in a file and compared with the final pre-defined values for the drying process. The process is terminated when there is no significant difference between the measured values and the pre-defined ones. The proposed system was tested and validated, resulting in reliable data, with high accuracy and excellent performance.

drying; automation; addressable electronic devices

ENGENHARIA RURAL AGRICULTURAL ENGINEERING

Sistema automático para secagem de produtos agrícolas em camada fina

Automated system for thin-layer drying of agricultural products

José Eduardo Carvalho Monte¹; José Helvécio Martins²; Daniela de Carvalho Lopes2^* * Autor para correspondência. E-mail: danielaclopes@gmail.com ; Paulo Marcos de Barros Monteiro³; Paulo Raimundo Pinto¹

¹Departamento de Informática, Centro Federal de Educação Tecnológica de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil

²Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, s/n, 36571-000, Viçosa, Minas Gerais, Brasil

³Departamento de Automação, Controle e Técnicas Fundamentais, Campus do Morro do Cruzeiro, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil

RESUMO

Geralmente, o controle do processo de secagem em camada fina, é realizado com base na pesagem de amostras, retirando-se periodicamente a bandeja do secador e levando-a até uma balança, para determinar, por diferença de massa, a quantidade de água que foi retirada do produto durante o processo. Essa operação é a principal fonte de erro na determinação das taxas de secagem, tendo em vista a interrupção do processo de secagem ou a perda de parte da amostra durante a etapa de pesagem. Este trabalho propõe a automação do controle da secagem em camada fina, utilizando-se um sistema baseado em uma célula de carga e em dispositivos eletrônicos endereçáveis. Os valores obtidos pelo monitoramento realizado pelo sistema proposto são armazenados e comparados com valores finais pré-definidos para o processo de secagem. Quando não houver diferença significativa entre os valores medidos e os pré-definidos, encerra-se o processo. O sistema proposto foi testado e validado, fornecendo uma série de resultados confiáveis, com elevada precisão e um excelente desempenho.

Palavras-chave: secagem, automação, dispositivos eletrônicos endereçáveis.

ABSTRACT

Generally, the control of thin-layer grain drying is done based on weighing the samples, periodically removing the sample from the dryer and taking it to a precision scale in order to determine, by the difference in weight, the amount of water removed from the product during the process. This operation is the main source of error in determining drying rates, due to the interruption of the drying process or the sample losses during the weighing stage. In this work, the automation of thin-layer grain drying control is proposed through the use of a system based on a load cell and on addressable electronic devices. The results are recorded in a file and compared with the final pre-defined values for the drying process. The process is terminated when there is no significant difference between the measured values and the pre-defined ones. The proposed system was tested and validated, resulting in reliable data, with high accuracy and excellent performance.

Key words: drying, automation, addressable electronic devices.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), pelo suporte financeiro.

Received on January 18, 2007.

Accepted on August 09, 2007.

ALTUNTAS, E.; YILDIZ, M. Effect of moisture content on some physical and mechanical properties of faba bean (Vicia faba L.) grains. J. Food Eng., New York, v. 78, p. 174-183, 2007.
AWTREY, D. Transmitting data and power over a one wire bar. Sensors Magazine, 1997. Disponível em: http://www.sensorsmag.com/articles0297/onewire/main.shtml Acesso em: jan. 2006.
AWTREY, D. The 1-wire weather station. Sensors Magazine, 1998. Disponivel em: <http://www.sensorsmag.com/articles0297/onewire/main.shtml>. Acesso em: jan. 2006.
AWTREY, D. 1-wire addressable digital instruments for environmental monitoring Sensors Magazine, 2002. Disponível em: <http://www.sensorsmag.com/articles0297/onewire/main.shtml> Acesso em: jan. 2006.
BIJAY, L.S. et al. Prediction of moisture content of alfalfa using density-independent functions of microwave dielectric properties. Meas. Sci. Technol., Bristol, v. 16, p. 1179-1185, 2005.
JOO, J.W. et al Design and evaluation of a six-component load cell. Measurement, Boston, v. 32, n. 2, p. 125-133, 2002.
LISOVSKY, V. Automatic control of moisture in agricultural products by methods of microwave aquametry. Meas. Sci. Technol., Bristol, v. 18, p. 1016-1021, 2007.
LOPES, D.C. Simulação e controle em tempo real para sistemas de aeração de grãos 2006. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2006.
LOPES, D.C. et al. Redes 1-wire aplicadas à aeração de grãos armazenados. Acta Sci. Agron, Maringá, v. 29, n. 2, p. 157-163, 2007.
MARTINS, J.H. Thin-layer drying rates of corn hybrids related to performance of high-speed, high temperature batch dryer. 1988. Tese (Ph.D em Engenharia Agrícola)-Purdue University, West Lafayette, 1988.
OSBORNEA, B.G. et al. Assessment of commercial milling potential of hard wheat by measurement of the rheological properties of whole grain. J. Cereal Sci., Amsterdam, v. 45, p. 122-127, 2007.
PALACIN, J.J.F. et al Determinações das curvas de secagem de milho nas espigas (Zea mays L.). Engenharia na Agricultura, Viçosa, v. 13, n. 4, p. 300-313, 2005.
PINTO, P.R. Instrumentos digitais endereçáveis com base na tecnologia 1-wire^TM 2005. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2005.
STEIDLE NETO, A.J. Avaliação do sistema 1-wireTM para aquisição de dados de temperatura em instalações agrícolas 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2003.
TEMPLE, S.J. et al. Monitoring and control of fluid-bed drying of tea. Control Eng. Pract., Amsterdam, v. 8, p. 165-173, 2000.
THOMAZINI, D.; ALBUQUERQUE, P.U.B. Sensores industriais: fundamentos e aplicações. São Paulo: Editora Érica, 2005.
THOMPSON, T.L. Predicted performance and optimal design of convection grain dryers 1967. Tese (Ph. D em Engenharia Agrícola) - Purdue University, West Lafayette, 1967.
TOPUZ, A. et al. An experimental and numerical study of fluidized bed drying of hazelnuts. Appl. Therm. Eng., Oxford, v. 24, p. 1535-1547, 2004.
ZHANG, Q. et al. Prediction of performance indices and optimal parameters of rough rice drying using neural networks. Biosyst. Eng., Bedford, v. 83, n. 3, p. 281-290, 2002.

*

Autor para correspondência. E-mail:

danielaclopes@gmail.com

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
15 Ago 2013
Data do Fascículo
Set 2008

Histórico

Aceito
09 Ago 2007
Recebido
18 Jan 2007

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] ALTUNTAS, E.; YILDIZ, M. Effect of moisture content on some physical and mechanical properties of faba bean (Vicia faba L.) grains. J. Food Eng., New York, v. 78, p. 174-183, 2007.

[2] AWTREY, D. Transmitting data and power over a one wire bar. Sensors Magazine, 1997. Disponível em: http://www.sensorsmag.com/articles0297/onewire/main.shtml Acesso em: jan. 2006.

[3] AWTREY, D. The 1-wire weather station. Sensors Magazine, 1998. Disponivel em: <http://www.sensorsmag.com/articles0297/onewire/main.shtml>. Acesso em: jan. 2006.

[4] AWTREY, D. 1-wire addressable digital instruments for environmental monitoring Sensors Magazine, 2002. Disponível em: <http://www.sensorsmag.com/articles0297/onewire/main.shtml> Acesso em: jan. 2006.

[5] BIJAY, L.S. et al. Prediction of moisture content of alfalfa using density-independent functions of microwave dielectric properties. Meas. Sci. Technol., Bristol, v. 16, p. 1179-1185, 2005.

[6] JOO, J.W. et al Design and evaluation of a six-component load cell. Measurement, Boston, v. 32, n. 2, p. 125-133, 2002.

[7] LISOVSKY, V. Automatic control of moisture in agricultural products by methods of microwave aquametry. Meas. Sci. Technol., Bristol, v. 18, p. 1016-1021, 2007.

[8] LOPES, D.C. Simulação e controle em tempo real para sistemas de aeração de grãos 2006. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2006.

[9] LOPES, D.C. et al. Redes 1-wire aplicadas à aeração de grãos armazenados. Acta Sci. Agron, Maringá, v. 29, n. 2, p. 157-163, 2007.

[10] MARTINS, J.H. Thin-layer drying rates of corn hybrids related to performance of high-speed, high temperature batch dryer. 1988. Tese (Ph.D em Engenharia Agrícola)-Purdue University, West Lafayette, 1988.

[11] OSBORNEA, B.G. et al. Assessment of commercial milling potential of hard wheat by measurement of the rheological properties of whole grain. J. Cereal Sci., Amsterdam, v. 45, p. 122-127, 2007.

[12] PALACIN, J.J.F. et al Determinações das curvas de secagem de milho nas espigas (Zea mays L.). Engenharia na Agricultura, Viçosa, v. 13, n. 4, p. 300-313, 2005.

[13] PINTO, P.R. Instrumentos digitais endereçáveis com base na tecnologia 1-wire^TM 2005. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2005.

[14] STEIDLE NETO, A.J. Avaliação do sistema 1-wireTM para aquisição de dados de temperatura em instalações agrícolas 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2003.

[15] TEMPLE, S.J. et al. Monitoring and control of fluid-bed drying of tea. Control Eng. Pract., Amsterdam, v. 8, p. 165-173, 2000.

[16] THOMAZINI, D.; ALBUQUERQUE, P.U.B. Sensores industriais: fundamentos e aplicações. São Paulo: Editora Érica, 2005.

[17] THOMPSON, T.L. Predicted performance and optimal design of convection grain dryers 1967. Tese (Ph. D em Engenharia Agrícola) - Purdue University, West Lafayette, 1967.

[18] TOPUZ, A. et al. An experimental and numerical study of fluidized bed drying of hazelnuts. Appl. Therm. Eng., Oxford, v. 24, p. 1535-1547, 2004.

[19] ZHANG, Q. et al. Prediction of performance indices and optimal parameters of rough rice drying using neural networks. Biosyst. Eng., Bedford, v. 83, n. 3, p. 281-290, 2002.