Qual o modelo de resfriador ideal para minha necessidade? Quais parâmetros do processo devo acompanhar? - Luiz Gomide

Para responder aos questionamentos do título do artigo, primeiramente precisamos entender: Qual o objetivo de um sistema de resfriamento?

 Considerando uma linha de peletização, os pellets recebem calor durante o processo de condicionamento e também durante o processo de peletização em si, quando o farelo passa pelos furos da matriz, sendo que, de uma forma geral, os pellets saem da matriz da peletizadora em temperaturas geralmente entre 57°C e 93°C, dependendo da fórmula/ grupo de produtos peletizado. Além disso, os pellets ganham até 4,5% de umidade através de adição de vapor no condicionador.

Considerando uma linha de extrusão, a ração, após sair da extrusora, passa pelo secador, portanto a umidade e o nível de atividade de água já se encontram em níveis adequados quando a ração chega ao resfriador. Porém, a temperatura dentro de um secador varia de 90 a 140 graus, o que faz com que a ração saia de tal equipamento a temperaturas elevadas. Porém, nota-se que o excesso de calor e umidade dentro das embalagens ocasiona condensados que levam a produção de mofos e bolores, comprometendo assim a qualidade do produto que chega ao consumidor.

O objetivo de um processo de resfriamento, portanto, é resfriar os pellets para que a temperatura deles fique numa faixa de 2,7 a 8,3°C acima da temperatura ambiente – o ideal é 6° C no máximo. (Considera-se que a temperatura ambiente é a temperatura do ar no ponto em que o ar é puxado para dentro do resfriador). Além disso, o nível umidade da ração deve corresponder a um índice de atividade de água (Aw) entre 0,6 e 0,62.

O pellet final deve estar em uma faixa adequada de umidade, visto que umidade muito baixa resulta em:

• Problemas de palatabilidade
• Redução de durabilidade do pellet
• Quebras/ perdas

Enquanto umidade excessiva provocará:

• Surgimento de mofo rapidamente
• Redução da durabilidade do pellet (PDI)
• Formação de barreira no silo de pellets

Qual o modelo de resfriador ideal para minha necessidade?

Para linhas de produção menores, o resfriador vertical de coluna é considerado o modelo ideal, e atende tanto linhas de produção de rações extrusadas quanto peletizadas. É indicado para fabricação de 60 a 650 Kg/h, e possui sistema de exaustão para retirada dos finos com ciclone, podendo ser fabricado em aço carbono ou aço inoxidável.

Para atender às linhas com maior volume de produção, tanto de extrusados quanto de peletizados, recomenda-se resfriadores de contra fluxo (RCF). Tal modelo possui corpo cilíndrico, reduzindo o risco de acúmulo de resíduos e contaminação do produto acabado, e sua capacidade produtiva varia de 1.000 a 14.000Kg/h para ração extrusada e de 2.000 a 30.000Kg/h para ração peletizada. Podem ser fabricados em aço carbono ou aço inoxidável. Em relação ao grau de enchimento, podem trabalhar com 20 a 100% de seu volume útil.

O sistema de exaustão do resfriador contra fluxo (RCF) possui ventilador industrial centrífugo acionado por motor. Contém internamente, dispositivo de regulagem de saída de ar quente para melhor eficiência de acordo com o produto processado, ligado a um ciclone separador de finos para que o mesmo não seja lançado na atmosfera e possa ser reutilizado.

O sistema de Descarga do RCF possui sensor capacitivo, temporizador e sensor de nível acionado por pá rotativa, visando regular a abertura da grelha, dispositivo utilizado para realizar a descarga do produto que está no resfriador para o cone.

O modelo RCF 3050 conta com dispositivo de distribuição da ração na entrada do resfriador, visando melhorar a uniformidade do produto final.  

Como funciona o resfriador e quais parâmetros do processo devo acompanhar?

Primeiramente, é importante ressaltar que o sistema de resfriamento precisa estar dimensionado para trabalhar de acordo com o que está sendo produzido nos processos anteriores, ou seja, é importante rever o projeto para saber se o resfriador em questão conseguirá suportar a produtividade da extrusora ou da peletizadora.

Além disso, para que o resfriador cumpra sua função, é necessário que se tenha uma vazão de ar adequada passando pela ração, para que a saída dos pellets ocorra com a temperatura e a umidade desejadas.  O fluxo de ar do resfriador é determinado pelo tamanho do ventilador, e assim, usamos uma razão de “vazão de ar / vazão de pellets”. Essa razão é simplesmente a quantidade da massa de ar, dividida pela massa dos pellets.

Os resfriadores mais eficientes são os de contra fluxo, e geralmente necessitam em torno de 1.250 m3 de ar/hora para cada tonelada de ração peletizada produzida. Logo, se você precisa resfriar 25 ton/h de ração você vai precisar de um resfriador que forneça aproximadamente 31.250 m³/h de ar ou 520 m³/min. Considerando a ração extrusada, o cálculo é de aproximadamente 3.200 m³/ hora de ar. Para produzir 10 toneladas/ hora de ração extrusada, por exemplo, precisamos de um ventilador com vazão de 32.000 m³.

É importante que o ambiente de trabalho onde o resfriador será instalado tenha uma troca regular de ar, ou seja, que haja um fluxo de ar nesse local, para que não circule ar quente dentro do resfriador, pois isso poderia ocasionar a formação de condensado dentro do equipamento.

Também é necessário que a ração tenha um tempo de retenção adequado no resfriador para que o ar resfrie e seque suficientemente os pellets. Lembrando que, processo de transferência de calor do pellet para o fluxo de ar, ocorre simultaneamente o processo de secagem.

Um segundo ponto chave de controle do resfriador de contra fluxo é o ajuste adequado das grades de descarga. Procura-se fazer com que a grade descarregue menores quantidades de produto, porém mais vezes por intervalo de tempo.

     Se o ajuste de frequência e amplitude de abertura das grades for incorreto, poderá haver entupimento do equipamento imediatamente posterior, que, no caso da peletização, pode ser os rolos desintegradores, quando então acontece sobrecarga do motor. O outro equipamento que pode desarmar por sobrecarga é o drag que leva até o elevador de pellets.

Existe ainda um dumper de controle de fluxo de ar na tubulação que vai até o ciclone.

O desempenho do sistema de resfriamento é afetado por algumas variáveis, conforme abaixo:

• Temperatura do ar do ambiente
• Umidade relativa do ar do ambiente
• Quantidade de ar que está passando pelo sistema.
• Temperatura do pellet que chega ao resfriador
• Umidade do pellet que chega ao resfriador
• Tamanho do Pellet;
• Densidade do Pellet.