Estudo da secagem de materiais têxteis

Abstract

RESUMO: A situação energética mundial tem sido motivo de preocupação, gerando investigação permanente de novas tecnologias em todos os setores industriais, principalmente nos relacionados à alimentação e vestuário, considerados de fundamental importância na qualidade de vida da existência humana. Trabalhar adequadamente as características dos têxteis, sejam eles tecido plano. malha ou não-tecidos, é trazer mais conforto, beleza, bem estar e economia tanto a nível pessoal como industrial. Alguns destes requisitos são alcançados na ultimação, que é uma das etapas no processo produtivo textil, onde ocorre o maior consumo de energia e, portanto, maior custo operacional. A secagem faz parte desta etapa final e conhecer suas variáveis trará grandes benefícios, tanto para as empresas, quanto para consumidores. Assim a principal motivação para o desenvolvimento deste trabalho, além do interesse direto da indústria, foi a não existência na literatura de estudos específicos relacionados a secagem de materiais têxteis de algodão. Este trabalho visa apresentar uma análise das isotermas de equilíbrio, dos processos de secagem condutivo e convectivo, do perfii de temperalura e de umidade, obtidos com amostras finas de tecidos de algodão. As isotermas de equilíbrio foram obtidas pelo método estático, utiizando soluções salinas tanto para adsorção como para dessorção (umidade inicial 1,40 (b.s.)). A secagem condutiva foi realizada sobre uma superflcie metálica aquecida por meio um banho termostático, em diferentes condições operacionais de temperatura (50 a 70°C). O sistema operou com ar ambiente em convecção forçada (0,5 a 2,5 m/s) fornecido por um soprador ajustável. Na secagem convectiva, o módulo experimental utilizado consiste em una caixa metálica por onde o ar aquecido, oriundo de um soprador, é canalizado por ambos os lados da amostra de tecido, a qual permanece suspensa verticalmente. A temperatura (50 a 70 °C) e velocidade do ar (0,5 a 1,5 m/s) foram ajustadas, respectivainente, a partir de resistências elétricas e pela ação de uma válvula reguladora de entrada de ar, na entrada do soprador. A umidade inicial das amostras para ambos os casos variou de 0,50 a 1,40 (b.s.). Também foram analisados os perfis de temperatura dos tecidos para as diferentes medições estudadas, a partir da leitura da temperatura conseguida pela inserção de termopares Cu-Constantan, nos tecidos, os quais foram fabricados e aferidos especificamente para este fim. O perfil de umidade foi obtido cortando-se as amostras em tiras de iguais medidas, de tempos em tempos durante um teste de secagem específico. Os cortes foram realizados até que a amostra inteira apresentasse massa constante. Os resultados obtidos na secagem foram avaliados, mediante análise comparativa do efeito das variáveis estudadas no comportamento do processo, através da abordagem clássica dos períodos de taxa constante e de taxa decrescente de secagem, além da avaliação das curvas generalizadas de secagem e taxa de secagem. Todos os resultados foram avaliados com a utilização do software Statística®, aplicado às equações empíricas da literatura, o qual possibilitou a definição do melhor modelo para os casos estudados. A metodologia utilizada e os resultados obtidos neste trabalho serão úteis no desenvolvimento do projeto de novos secadores industriais, visando maior cconomia equalidade aprimoradas

ABSTRACT: The world energy situation has been reason of preoccupation, taking to the investigation of new technologies in all industrial sections, mainly those working with garments and household items, which are taken as fundamental items in human being life quality. To manage textiles characteristics appropriately, be it, woven, knit or non woven fabrics means to improve more comfort, beauty and economy. Some of these requirements are reached in the finished fabric, one of the stages in the textile productive process where occurs the largest energy consumption and, therefore a larger operational cost. The drying process is part of this final stage, and lo know its variables will bring great benefits, not only to the companies, but also to the consumers. In this way, the purpose of this work was besides the direct industrial interest and the literature non-related specific studies to the cotton textiles materials. The aim of this work is to present an analysis of the moisture equilibrium isotherms of conductive and convective drying processes, moisture and temperature curves, obtained with samples of cotton woven and knit textiles. The equilibrium of textile-water-air was investigated using the static method, was using saturated saline solutions so much to adsorption as to dessorption, which had a textile initial moisture of 1,40 (b.s). The conductive drying was accomplished over a hot metallic surface by means of a thermostatic bath, in different operational conditions of temperature (50 to 70 ºC). The system operated under forced convection (0,5 to 2,5 m/s), using ambient air that was supplied by an adjustable blower. For drying by convection, the used experimental module applied hot airflow from blower and consisted of a metallic box through which the hot air is channeled on both sides of the fabric sample that was kept in a vertical line on the current. The temperature (from 50 to 70 °C) and air speed (from 0,5 to 1,5 m/s) were adjusted, respectively, from electric resistances and for the action of a control valve of air in the blower’s entrance. The initial moisture of the samples for both cases varied from 0.50 to 1,40 (b.s.). The curves of temperature were also analyzed to different conditions, starting from tie reading gotten by way of insertion in the textiles of the Cu-Constantan thermocouple, which were manufactured and stamped specifically for this purpose. The moisture curve was obtained cutting every sample in form of ribbons of equal measure, every five minutes, during a specific drying test. The courts were accomplished until the whole samples presented constant mass. The driving experiments results were evaluated by means of comparative analysis of the variables effects on the running process, through the classic constant rate analyze of the periods and of the dry decreasing rate besides the evaluation of the general drying curves and drying rate. The whole results were evaluated by the software Statistics®, applied lo the empiric equations from literature, which allowed define the best model for the studied cases. The used methodology and the results obtained in this research will be useful in developing new industrial dryers’ project, aiming improved economy and quality