Desenvolvimento de um sistema de secagem para beneficiamento de caulim usando energia solar.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: SANTANA, Vitor Leão.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS; UFCG
• Palavras-chave em Português: Secagem de minérios; Energia solar; Caulim; Eficiência energética; Ore drying; Solar energy; Kaolin; Energy efficiency; Engenharia de Processos
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25098

A motivação desse trabalho foi o estudo da eficiência energética nas empresas que atuam na área de beneficiamento de caulim na região da Província Pegmatítica da Borborema (PPB), o diagnóstico apontou que a lenha era a fonte energética mais utilizada durante o processo de secagem do caulim. O objetivo dessa tese foi desenvolver um sistema de secagem, para o beneficiamento do caulim, usando energia solar como a fonte de energia predominante para minimizar o uso da lenha durante o processo de secagem. A metodologia utilizada consistiu em realizar o diagnóstico a partir de visitas às principais empresas beneficiadoras de caulim na região da PPB, na sequência, foram realizadas a caracterização dos dados do recurso solar e do ar ambiente disponível na região, no caso, a fonte de energia e o fluido de trabalho, usados no processo de secagem. Foi realizada a parceria com uma empresa da região, a INCOMGEL, localizada na cidade de Assunção - PB, onde foram realizados vários experimentos, e que acolheu as propostas de modificações, visando aumentar a eficiência do processo de secagem do caulim. Concomitantemente, foram realizados experimentos no Laboratório Experimental de Máquinas Térmicas (LEMT) da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Neste trabalho foram apresentados os resultados de quatro experimentos, testando três sistemas de secagem solar diferentes: o primeiro, com cobertura de policarbonato; o segundo, com cobertura de polipropileno e o terceiro, um sistema de secagem solar natural, sem cobertura, que permitiram observar qual era o mais adequado para a secagem de caulim e também para obter a curva de cinética de secagem do caulim, bem como o rendimento térmico de cada sistema. Os resultados obtidos mostraram que o sistema com a cobertura de policarbonato foi o mais eficiente, com rendimento médio de 30,87%. Quanto à incidência da irradiação solar, a média registrada, no período de verão foi de 974,01 W/m2, e no inverno de 604,51 W/m2. Para o ar ambiente, a média de temperatura registrada no verão foi de 33ºC, a umidade relativa média foi de 56%, a velocidade média do ar foi de 2,0 m/s. Essas informações foram utilizadas para propor mudanças na arquitetura, posicionamento e layout dos novos galpões, incluindo altura, posicionamento e tipo de cobertura. Foi proposto e dimensionado um sistema de geração de energia elétrica, utilizando painéis solares fotovoltaicos para serem utilizados no acionamento de ventiladores e sopradores industriais que contribuiu, através da convecção forçado do ar de secagem, para reduzir o tempo de secagem do caulim. As principais conclusões mostraram que a combinação da energia solar térmica e fotovoltaica, contribuíram para tornar mais eficiente o processo de secagem do caulim. A empresa objeto do estudo instalou 750 m2 de painéis solares tornando-se auto suficiente na produção da energia elétrica utilizada em seu processo produtivo, tornando-se um modelo de gestão na área de eficiência energética na região.