AUTOMAÇÃO ELETROPNEUMÁTICA E OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ALIMENTAÇÃO DE BIOMASSA EM FORNALHAS DE SECADORES DE GRÃOS DO TIPO ROTATIVO HORIZONTAL

Abstract

RESUMO:

Analisando o cenário agrícola, observa-se um crescente desenvolvimento tecnológico em relação a automação dos processos empregados nesse setor, entretanto, no que diz respeito aos pequenos agricultores, verifica-se a carência de tecnologia adaptada a dimensão de sua produção e a um custo viável em relação aos equipamentos existentes no mercado. Aliado a isso e à necessidade de uma mão de obra reduzida, já que majoritariamente se emprega apenas a mão de obra familiar, o objetivo deste estudo é dimensionar um sistema de automação eletropneumática para o processo de alimentação de biomassa, nesse caso a lenha, em fornalha de secadores de grãos do tipo rotativo horizontal em pequena escala. Acredita-se que essa automação irá reduzir custos com mão de obra e com o consumo de combustível, em escala que atenda ao pequeno produtor. O dimensionamento do sistema eletropneumático sucedeu-se com o auxílio de formulações matemáticas obtidas após revisão bibliográficas. Com a finalidade de estruturar o equipamento que automatizará o sistema, foi estimada a energia necessária para reduzir a umidade do grão, pimenta do reino preta, ao teor adequado, para então mensurar a quantidade de biomassa necessária no processo de secagem. A quantificação da energia foi realizada por meio da aplicação da Primeira Lei da Termodinâmica. Com o resultado obtido, foi efetuado o dimensionamento do reservatório de biomassa e dos demais componentes que constituirão o sistema que permitirá essa automação. Por fim, foi elaborado o programa que efetuará o controle do sistema eletropneumático, a fim de que o mesmo realize os movimentos de lançamento da biomassa de acordo com as leituras do sensor de temperatura instalado no secador. Como resultado foi obtido o consumo de combustível necessário para execução da secagem dos grãos da pimenta de forma embasada, permitindo a contestação com o valor utilizado pelos pequenos agricultores, de modo a auxiliá-los na redução do consumo de combustível e consequentemente nos gastos atribuídos a esse. Por meio desse, também foi possível proporcionar aos pequenos produtores o projeto de um equipamento de automação de fornalhas que atenda às necessidades deles a um custo considerado viável, quando comparamos os preços dos principais componentes constituintes do equipamento em questão com os oferecidos no mercado. Além disso, possibilitaremos a redução de custos relacionados a mão de obra e proporcionaremos melhor qualidade de vida aos produtores uma vez que o alimentador automático substituirá o trabalho humano em tarefas exaustivas, monótonas e perigosas.

ABSTRACT: Analyzing the agricultural scenario, it is observed a growing technological development in relation to the automation of the processes employed in this sector, however, with respect to small farmers, there is a lack of technology adapted to the size of their production and at a viable cost in relation to existing equipment on the market. The objective of this study is to design an electro-pneumatic automation system for the biomass feeding process, in this case firewood, in the furnace of small-scale horizontal rotary grain dryers. It is believed that this automation will reduce costs with labor and fuel consumption, in a scale that meets the needs of small-scale producers. The dimensioning of the electro-pneumatic system was done with the help of mathematical formulations obtained after bibliographic review. With the purpose of structuring the equipment that will automate the system, the energy necessary to reduce the humidity of the grain, black pepper, to the adequate level was estimated, and then the quantity of biomass necessary in the drying process was measured. The energy quantification was performed by applying the First Law of Thermodynamics. With the result obtained, the biomass reservoir and other components that will constitute the system that will allow this automation were sized. Finally, the program that will control the electropneumatic system was elaborated, so that it will perform the biomass launching movements according to the readings of the temperature sensor installed in the dryer. As a result, the fuel consumption necessary for the execution of the drying of pepper grains was obtained, allowing the comparison with what has been used by small farmers, in order to help them reduce fuel consumption and consequently the costs associated with it. Through this, it was also possible to provide small producers with a furnace automation equipment that meets their needs at a cost considered viable, when we compare the prices of the main constituents of the equipment in question with the equipment offered in the market. In addition, we will enable the reduction of labor-related costs and provide a better quality of life for the producers since the automatic feeder will replace human labor in exhausting, monotonous and dangerous tasks.