DIMENSIONAMENTO DE SILO VERTICAL PARA ARMAZENAMENTO DE XERÉM Luanna Amado da Silva 1, Ariadne Soares Meira 2, Raniere Fernandes Costa³, Sebastião Garcia Neto 4, José Pinheiro Lopes Neto 5 Universidade Federal de Campina Grande, Rua Aprígio Veloso 882-Bairro Universitário- CEP:58429-900-Telefone 055-(83)2101-1000 Campina Grande- PB RESUMO Não pode-se deixar de levar em consideração que nem sempre a modalidade de armazenamento disponível em determinado local é compatível com a sua necessidade. A expansão da capacidade estática disponível deve contemplar modalidades específicas de armazenamento para cada tipo de produto e região. Levado em consideração esta afirmativa, um dos principais pontos para um projeto de um silo armazenador são as características de fluxo do produto a ser armazenado. Com este objetivo o presente trabalho vem recomendar um dimensionamento para silo armazenador de xerém á partir das características de fluxo estimadas através do teste de cisalhamento com a célula de Jenike. PALAVRAS CHAVE: orifício de descarga, fluxo, xerém. ABSTRACT DESIGN OF VERTICAL SILO FOR STORAGE OF XERÉM Can not help but take into consideration that not always available in storage mode determines the site is compatible with your needs. The expansion of the static capacity available may cover specific procedures for each type of storage product and region. Taken into account this statement, one of the main points for a project of a silo storage are the flow characteristics of the product to be stored. With this purpose the present work comes recommend a silo storage sizing of xerém to from the estimated flow characteristics through the shear test with Jenike cell. KEYWORDS: outlet, flow, xerém.
INTRODUÇÃO A determinação das propriedades físicas de produtos armazenados é o primeiro passo para o projeto de fluxo e estrutural e de silos e deve ser realizada nas condições mais severas daquelas esperadas em um silo (Calil Junior, 2007). Como prevenção aos problemas de fluxo, recomenda-se investigação ampla das propriedades de fluxo e físicas dos produtos que serão utilizados. Somente dessa forma será possível predizer tipo de fluxo mais adequado dos produtos armazenáveis em silos e evitar obstruções na descarga, maximizando operações de descargas, transilagem, dosagem e empacotamento (Juliano et al., 2006). Levando em consideração estes fatores, o presente trabalho tem como objetivo determinar as propriedades físicas e de fluxo do xerém, além do estudo das pressões exercidas no silo, para dois tipos de material de parede de silo (aço rugoso e aço liso), para construção de um silo vertical, cilíndrico, com fluxo em massa. MATERIAL E MÉTODOS O produto a ser analisado foi o xerém, que são grãos de milho quebrado amplamente utilizado na culinária no Nordeste do Brasil. O Teor de umidade foi estabelecido conforme norma do Ministério da Agricultura onde o método para determinação de umidade é o de estufa a 105 o C ±3ºC durante 24 horas. Para a granulometria foi utilizado o método de peneiramento, através da massa de produto retida cada peneira utilizada, em um sistema de peneiramento por vibrações (10 vibrações por segundo, durante 5 minutos). As propriedades de fluxo que precisam ser analisadas no projeto de silos para armazenamento são: a) Ângulo de Atrito Interno i; b) Efetivo Ângulo de Atrito Interno e; c) Ângulo de Atrito do Produto com a Parede w (depende do tipo de material escolhido para a confecção do silo); d) Função Fluxo FF (instantânea ou com o tempo) e e) Fator Fluxo ff As propriedades do material a ser armazenado (xerém) foram determinadas através de testes de cisalhamento no aparelho Jenike Shear Cell. Foram feitos dois ensaios de cisalhamento do produto e cisalhamento do produto com o material da parede (aço liso e aço rugoso), a fim de
determinar o ângulo de atrito interno, efetivo ângulo de atrito interno, o ângulo de atrito com a parede e a coesão do produto. RESULTADOS E DISCUSSÃO A umidade do xerém foi determinada pelo método da estufa, foi de aproximadamente 11%. A tabela 1 mostra os ângulos de atrito interno, os efetivos ângulos de atrito interno e a coesão obtidas nos ensaios experimentais. TABELA 1 - Ângulos de atrito interno e efetivos ângulos de atrito interno. Carga - (Kg) Ângulo de atrito Efetivo ângulo de atrito interno φi interno φe Coesão (Pa) 7,0 42 38 796,53 5,0 41 36 638,26 3,5 41 39 266,69 A tabela 2, refere-se aos ângulos de atrito do produto com relação à parede (inferiores e superiores) e o coeficiente de atrito da parede. TABELA 2 Ângulo de atrito com a parede de aço rugoso e parâmetros para determinação do fator fluxo da tremonha. Parede Inf ( o ) Sup ( o ) Coef. θm ( o ) F(θ) α ( o ) X Y ff Incli ( o ) atrito Aço Rugoso 19,30º 10,05 o 0,82 62,29 0,41 53,56 10,48 3,42 1,52 33,34 Para o cálculo do índice de função fluxo (FFc) foi utilizada a relação da tensão principal de consolidação σ1 pela tensão inconfinada de ruptura fc. TABELA 3 Fluxo do produto Família (kg) FFc Média Classificação do fluxo 7,0 515,09 5,0 506,97 669,48 Flui Facilmente 3,5 986,39
Com relação ao diâmetro do orifício de descarga para silo em aço rugoso demonstrado na tabela que segue, obteve-se através da seguinte equação ( Jenike 1964): D = H(θ) x σcr γ TABELA 4 Diâmetro de orifício de descarga Material H(θ) ábaco Tensão crítica (σcr) - Pa Densidade (N/m 3 ) Diâmetro do orifício (m) Aço Rugoso 2,46 3180,0 7632,99 1,02 CONCLUSÕES Podemos concluir, após a realização dos ensaios para o dimensionamento dos silos que: O ângulo de atrito interno foi em torno de 41assim como o efetivo ângulo de atrito interno foi 37,6º. O diâmetro do orifício de descarga para que o produto flua com facilidade foi estimado em 1,02m; O produto apresentou tipo fluxo facilitado, mesmo sendo um produto dito coesivo, porém o teor de umidade relativamente baixo (em torno de 11%) facilita o seu fluxo; REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CALIL JUNIOR, 2007. Silos: Pressões, fluxo, recomendações para o projeto e exemplos de cálculo. 11, 20,42 p. LOPES NETO, J. P.; SILVA, V. R. DA; NASCIMENTO, J. W. B. DO. Propriedades de fluxo de produtos pulverulentos alimentícios. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.13, p.639-644, 2009a. JENIKE, A. W. Storage and flow of silos. Bulletin 123. Salt Lake City: University of Utah, 1964. 89p. JULIANO, P.; MUHUNTHAN, B.; CÁNOVAS, G. V. B. Flow and shear descriptors of preconsolidated food powders. Journal of Food Engineering, v.72, p.157-166, 2006.
SCHULZE, D. Powders and bulk solids. Behavior, characterization, storage and flow. 1.ed. Berlin: Springer, 2009. 517p.