Construção e avaliação do desempenho de um secador solar direto de tipo ativo para a secagem de tomates

Abstract

Diversas fontes de energia podem ser utilizadas para o processo de secagem de alimentos, entre elas está a energia solar, que é limpa, renovável, abundante e tem a capacidade de produzir alimentos secos de ótima qualidade. O presente trabalho consistiu na construção e na avaliação do desempenho de um secador solar direto do tipo ativo, mediante o uso de dois níveis de ventilação forçada para a secagem de tomates (Solanum Lycopersicum): no primeiro nível, o fluxo de ar é promovido por três ventiladores iguais, e no segundo nível, utiliza-se apenas um dos ventiladores. Depois de construído o secador, desenvolveu-se um sistema de baixo custo para medição de algumas grandezas e aquisição de sinais, utilizando microprocessadores ESP32 e Wemos D1R2, sensores de temperatura, umidade relativa e luminosidade, e scripts de programação em linguagem C++. Observou-se que a temperatura na saída do secador solar apresentou picos de 51 °C ± 1 °C quando se usa três ventiladores, e 54 °C ± 1 °C quando se usa apenas um ventilador. Além disso, realizou-se o estudo das eficiências térmicas e de secagem do secador solar. Quando três ventiladores estão acionados, os valores médios de eficiência térmica e de secagem são 53,1% ± 14,2% e 42,5% ± 10,5%, respectivamente. Por outro lado, quando apenas um ventilador é acionado, verificou-se valores médios de 26,1% ± 15,2% para eficiência térmica e 38,4% ± 4,8% para eficiência de secagem. Dessa forma, concluiu-se que a intensificação do nível de ventilação conferiu uma melhoria da eficiência térmica do secador, mas não afetou substancialmente sua eficiência de secagem.

Several energy sources can be used for the process of drying food, among them is solar energy, which is pure, renewable, abundant and has the ability to produce dry foods of great quality. In the present work, an active type direct solar dryer was analyzed at two different convection levels for drying tomatoes (Solanum Lycopersicum), the first level with three fans and the second using a single fan. In order to collect the necessary data, a low-cost system was developed using ESP32 and Wemos D1 R2 microprocessors together with temperature, relative humidity and luminosity sensors, programmed in C++ language. The analysis of the solar dryer outlet temperature data was performed, obtaining temperature peaks of 51 °C ± 1 °C for the first convection level and 54 °C ± 1 °C for the second. In addition, the study of the thermal and drying efficiencies of the solar dryer was carried out, for the first convection level, average values of 53.1% ± 14.2% and 42.5% ± 10.5% were reached, respectively. As for the second level, the average values of 26.1% ± 15.2% for thermal efficiency and 38.4% ± 4.8% for drying efficiency were obtained. It was possible to perceive that the solar dryer using three fans reached higher thermal efficiency values than the second configuration. While for the drying efficiency, both convection levels presented similar averages.