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domingo, 29 de abril de 2012

DESUMIDIFICADOR DINÂMICO - DD Versão 1.0


Resolvi hoje fazer um protótipo de desumidificador conforme explicação dada pelo amigo abenauta Vianney na lista do ABENA em 08/03/2012, sob o título do assunto: "Caixa seca - desumificador".

Meu amigo Carlos Ivan havia me ajudado na construção de um modelo de desumidificador, e fez com muito capricho um protótipo a base de sílica gel, com uma ventoinha de computador. 

O equipamento conseguiu reduzir o volume total de um copo de geléia cheio de água em  20 a 25%. Excelente resultado, mas havia um entrave técnico: a sílica gel tem a capacidade de adsorção de água de no máximo 30% do seu próprio peso, assim quanto maior a carga de mel dentro do desumidificador, maior quantidade de sílica gel será necessário. 

Assim para que pudéssemos desumidificar 2 ou 3 litros de mel fragmentado em potes de 300ml, teríamos que ter dentro do desumidificador uma quantidade considerável de sílica gel, o que acaba onerando muito o projeto. Eu passei a procurar outro material em substituição a sílica gel.

Este projeto com sílica gel foi apresentado na reunião de novembro da AME-RIO, durante a visita do mestre Rogério de Cruz das Almas e o III concurso Nacional de méis de abelhas sem ferrão, que ocorreu no Meliponário Escola do PPP.
Neste meio tempo o amigo Vianney postou uma explicação do princípio de funcionamento de alguns modelos de desumidificadores industriais.



 LEGENDA
Retangulo vermelho: Fonte de calor, com cooler.
Listras vermelhas.: ar quente e seco 
Listras Azuis: ar frio e úmido saindo .
Barras cinza: Prateleiras.

Conforme Vianney esse princípio é utilizado em muitos desumificadores de ar de ambiente, e também usado para guardar instrumentos óticos em lugares de clima úmido. Ele revela que o desumifidificador mantém a umidade em torno de 40 a 60%, se a temperatura interna variar de 32 a 35 graus.

Bem .... resolvi desmontar o desumidificador de sílica gel e aproveitar o material para construir um protótipo aos moldes do exemplo de Vianney, para ver no que iria dar. 

Se desse certo seria um projeto de fácil acesso ao pequeno produtor, pois só utilizei materiais baratos e de fácil obtenção. O custo mais significante seria a eletricidade.

Bem aproveitei somente a caixa de isopor utilizada inicialmente. E adaptei uma ventoinha. Consegui uma ventoinha usada de 110V utilizada em máquinas de Xerox, mas poderia ter utilizada uma ou duas daquelas de fonte de computador.

 


Depois de afixada a ventoinha de modo que o fluxo de ar soprasse para dentro da caixa, utilizei dois parafusos bem compridos para prender uma bandeja de aço (R$ 4,00) paralelamente à tampa da caixa e logo abaixo da ventoinha, mas de modo que ficasse uma saída em torno de toda a bandeja. 

Fiz isso para que o ar insuflado pela tampa da caixa não atingisse diretamente a superfície do mel nos potes. Do modo como foi montado, o fluxo de ar é desviado para as laterais.



Depois construí, em madeira de caixotes, uma câmara de aquecimento, onde pode ser instalada uma lâmpada. Esta câmara vai fornecer o ar quente para a ventoinha insuflar dentro da caixa. Reparem que eu fiz uma chicana para a passagem do ar. O ar entra fácil, mas a luz não sai com muita facilidade.
   


Para melhorar a eficiência da câmara, forrei todo o interior com caixa de leite.
Todo o calor gerado pela lâmpada fica dentro da câmara. Também aproveitei o espaço da chicana para colocar um pedaço de lã plástica, que filtrará grosseiramente o ar a ser insuflado dentro da caixa.

 

Utilizei uma lâmpada incandescente dicroica, de 70W (equivale a uma de 100W, mas é mais econômica). Acho que este foi o maior luxo do projeto, esta lâmpada custou R$ 7,00.

 

A câmara foi afixada removivelmente sobre a tampa diretamente acima da ventoinha. 

 

Detalhe: fiz um furo na base de cada parede para o ar ser expulso.




E aí está pronto o "Desumificador Dinâmico - DD versão 1.0":


 

Vamos agora aos teste iniciais:
Condições ambientais registradas no início do teste:
26°C temperatura ambiente.
58% de umidade relativa.


 


Condições registradas no interior do desumidificador depois de 30 minutos de funcionamento:
37°C temperatura interna da câmara
32% de umidade relativa

 

Agora o teste prático:

Coloquei 6 copos de 200ml cheios de água, e deixei 12 horas funcionando.

 

Resultado, vejam vocês mesmos :

Cheguei ao final do teste com 34°C de temperatura ambiente interna e 39% de umidade relativa. Pode-se verificar que todos os 6 copos de 200ml estão com menos quantidade de água em relação ao que foi colocado no início do teste.

 

Fazendo a medição verifiquei que a perda em cada copo foi aproximadamente 36 ml a 37 ml o que representa 18% de cada copo.
E a perda total nos 6 copos durante 12 horas de tratamento foi de aproximadamente 216 ml de água. Ou seja perdeu-se mais que um copo de água em 12 horas de tratamento.



 Caso fosse utilizado o protótipo de sílica gel, seriam necessários 720g de sílica gel para adsorver o mesmo volume de água.

Abaixo a comparação do nível de três copos de água: Os dois da esquerda tratados dentro do desumidificador dinâmico, ao lado de outro à direita apresentando o volume inicial do copo.  

 

Acho que a idéia do Vianney é viável e é perfeitamente possível a construção desumidificadores baratos e econômicos, em qualquer parte do Brasil.

Agora fico satisfeito, pois a cadeia produtiva da abelha sem ferrão mostra-se totalmente viável economicamente e ao alcance de qualquer meliponicultor.

Conforme o registro abaixo, fica provado que é possível extrair o mel sob total higiene dentro de capelas baratas de serem construídas conforme demonstrado no blog de criação de abelhas sem ferrão do Amazonas.
http://criacaodeabelhassemferrao.blogspot.com.br/

 

Utilizar bombas de vácuo odontológicas como as da imagem acima ou modelos mais simples, como a Tampinha Mágica do PPP, ou os extratores manual e elétrico que eu desenvolvi, já mostrados aqui na página da AME-RIO, todos 4 muito eficientes.
Sendo que estes 3 últimos modelos são capazes de coletar o mel diretamente dentro de potes de vidro comercializáveis.

 Tampinha Mágica do PPP, operada pelo Pedro Paulo. Extrai o mel sem nenhum traço de bolhas de ar.


Bomba Coletora Mel Manual - bomba MityVac


Bomba Elétrica - compressor VigoAr 300l/h
Este mel aí em cima é um delicioso mel de Jandaíra do amigo Kalhil do Meliponário do Sertão


http://www.meliponariodosertao.blogspot.com.br/

E assim o ciclo está fechado: Higiene com o manuseio através da capela portátil. Eficiência na coleta com as diversas bombas coletoras possíveis de se fazer ou comprar. Desumidificação do produto no próprio pote onde foi coletado o mel, resultando um produto com qualidade e durabilidade para ser oferecido.

Agora o desumifidificador dinâmico vai ser colocado em teste real.
Com uma bela carga de mel de abelhas sem ferrão coletado por algum ou alguns de nossos associados.

Vamos ver no que vai dar. Apesar do mel ser mais denso do que a água, acredito que o resultado não diferirá tanto do teste com a água. Talvez necessite de um pouco mais de tempo de exposição dentro do desumificador dinâmico portátil.

Espero que tenham gostado do teste. 
Agradeço ao Vianney pela luz que ele nos deu !!!

Medina

11 comentários:

  1. Medina fiquei muito feliz que tenha feito o protótipo da minha ideia. Eu a tempos queria que fosse feita mas nunca tive condições de testá-la. Mas você pode aperfeiçoá-la e muito. Se eu entendi direito, você colocou no topo da caixa de isopor um furo com uma ventoinha, e acima dela uma caixa com lâmpada incandescente. Dessa forma o sistema terá a eficiência bastante reduzida da do projeto inicial. Aquela ventoinha, no esboço que fiz que tem a fonte de ar quente não tem nem uma ligação com a parte externa da caixa. As únicas entrada e saída de ar e umidade estão em na parte inferir. Isso tem uma explicação lógica. Eu aquecido, ele tende a expandir, e ser mais leve expulsando tudo que é mais pesado, no caso a umidade. Se eu aqueço internamente a caixa e deixo apenas saídas no fundo do recipiente, a água ou a umidade acaba descendo, e é expulsa por essa bolha de ar quente interna. A ventoinha interna só coloquei para aumentar o fluxo de ar seco sobre as bandejas mel úmido acelerando a transferência de umidade do mel para o ar. Umidade essa que depois por densidade desce para o fundo da caixa e sai pelo furos. Dessa forma que você fez a maior parte do ar quente sobre e não entra na caixa mesmo com a ventoinha empurrando para baixo. Isso é um princípio físico, lembre-se de um balão de ar quente, ele voa porque o ar dentro dele é menos denso que o ar fora dele, no caso como o desunificador não irá voar a tendencia dele é expulsar a umidade que é mais pesada pelos furos da caixa. Resumindo a fonte de calor aquece o a interno e só ele, criando uma bolha de ar quente e seco dentro da caixa, que expulsa a umidade pelas arestas e furo no fundo da caixa. Fazendo dessa forma você terá uma eficiência muito superior ao do seu protótipo, gatará menos energia e terá o mel desumificado mais rapidamente. Outra dica, é no lugar da lâmpada usar resistores de alto desempenho (5w, 10w, 20w) usados na eletrônica, pois terás um consumo de energia bem inferior à lâmpada de tungstênio, e com um aquecimento, igual ou superior a mesma. Espero que eu tenha conseguido explicar, pois tenho feito as coisas meio na carreira. Está dada essa minha nova dica. Só há passagem de ar na parte inferior para saída da umidade, e a ventoinha é só para circular o ar seco, para aumentar o fluxo de ar sobre a bandeja com mel, que quanto mais rasa for melhor, e se o desunificador tiver mais de uma prateleira,poderia ter uma ventoinha por prateleira, mas ai teria que se testar até que altura seria interessante ter prateleiras, pois quanto mais alto mais seco. Poderia se ter uma porta, na frente como um frigobar, mas essa porta ao ser fechada teria que vedar, ai poderia-se usar borracha de geladeira, mas isso para um projeto mais caro, o isopor funciona muito bem. Muito obrigado pelo crédito, e desculpe o texto escrito nas pressas.

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  2. OBS: cuidado com a sílica gel, algumas são tóxicas pois possuem cobalto em sua composição.

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  3. O projeto inicial basicamente funciona dessa forma. Tenho uma caixa, com arestas e um furo de ventilação na parte inferior. Na parte superior tenho um sistema de aquecimento feito com resistores de eletrônica, desses de alto desempenho que suportam 5w, 10 até 20w de potência dissipada (consomem muito menos energia do que a lâmpada que fora dissipar calor dissipa energia luminosa também). Dentro da caixa poderei ter uma ou mais prateleiras, e nela bandejas rasas com mel. E sobre cada bandeja uma ventoinha, pode ser um cooler desses de computador.

    O que acontece. Sabemos que o ar quente tende a ser seco. Ao aquecemos o ar ele tende a expulsar a água. Se eu tiver um furo na parte superior, como o ar seco tende a subir ele criará um fluxo ascendente onde o ar úmido entrará pela furo da parte debaixo da caixa, passará pelo mel, e sairá pelo furo de cima. Dessa forma eu não criarei um micro clima tão seco suficiente para remover a umidade necessário do mel em um tempo viável. Mas se eu fechar a entrada superior, ao aquecer o ar internamente, eu criarei uma bolha de ar seco interna a caixa, que meio que expulsará a umidade pelas arestas inferiores. E as ventoinhas servem para aumentar o fluxo de ar seco sobre o mel úmido, o que acelera a retirada da umidade do alimento, e umidade essa que será expulsa pelas arestas no fundo da caixa.

    Imagine uma balão de ar quente, ele sobre porque o ar aquecido é mais leve que o ar a temperatura ambiente, e a umidade como é mais pesada que o ar aquecido tende a descer, dessa forma eu terei uma eficiência de 70 a 80% superior a esse protótipo.

    Mas fiquei muito contente, como eu nunca posso montar nem um de meus projetos, alguém montou

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  4. Olá Vianney,

    Fico satisfeito que você gostou do protótipo que montei da sua postagem.
    Realmente fiquei pensando nesta questão da circulação do ar, pois constatei por meio das medições do equipamento da maneira como está montado, que a eficiência vai ser alterada conforme as condições ambientais exteriores.
    Por exemplo: As condições de teste apresentadas foram medidas em um dia frio e chuvoso. A umidade relativa exterior chegou a 60%, e assim mesmo a umidade relativa interna ficou beirando os 32%.
    Logo, se fosse em um dia seco a eficiência seria bem maior.
    Sua dica e explicação é perfeitamente lógica e vou tentar implementar na versão 2.0.
    Quanto as resistências, vou tentar fazer um segundo equipamento aplicando estas resistências, até por ser mais econômico, mas acho que o uso da lâmpada só vai facilitar o acesso da tecnologia da desumidificação por qualquer um por esse Brasil afora. Eu sempre tento montar possibilidades baratas, com materiais fáceis de se encontrar e manipular.
    Obrigadão pelas dicas importantes !!!! Agora ficou mais claro o funcionamento !!! Vou implementá-las o mais rápido possível e fazer novos testes.
    Acho que este é um equipamento importante para a meliponicultura, e seu mérito e empatia em suscitar esta tecnologia no ABENA foi impar, e se tudo continuar a dar certo, será também barato e de fácil acesso para todos !!!
    Abração
    Medina

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  5. Ok Medina. Esses resistores são encontrados em fontes de equipamentos eletrônicos como TV e computadores. Ou se preferir em lojas de eletrônica, são bem baratinhos. Seria interessante dá as duas opções. Até porque tem substâncias no mel que se degradam na presença da luz por fotólise. Da maneira que você montou está perdendo calor pois mesmo com cooler jogando o ar para baixo o calor tende a subir, ou seja irás gastar mais energia para secar o mel. E colocando em bandejas rasas, dessas brancas usada para alimentos, ou até em pratos, aumentarás a superfície de contado do mel e o ar seco, e a troca de umidade será muito mais rápida, tendo que expor por menos tempo o mel ao processo.

    Vianney

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  6. Estou ansioso pelos resultados, espero que outras pessoas testem também. Porque acho que com 15w ou menos se for usar resistor tu terás resultados ou equivalentes ou superiores.

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  7. Olá, alguma novidade! Alguém fez um projeto com as correções e ajustes sitados acima? É muito interessante isso.

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  8. Amigo,
    Estou tentando corrigir, mas estou esbarrando na dificuldade de encontrar uma resistência de baixa capacidade. Usei uma de porta de geladeira, mas a temperatura interna ficou muito alta. Assim que eu tiver tempo vou em uma loja de eletrônica para tentar conseguir uma resistência mais adequada.
    Logo que eu tenha um resultado satisfatório eu posto. Mas por enquanto eu ainda acho que o modelo apresentado (com lâmpada) tornam o equipamento mais acessível a qualquer montador.
    Mas tentarei fazer o modelo conforme o idealizador propôs.
    É só aguardar!!
    Medina

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  9. Oi Medina sou eu Vianney, você pode ligar várias resistências em série e/ou paralelo. Resistência de eletrônica podes tirar de sucata de equipamento de eletrônica, inclusive fontes de computador, som e TV etc. Para calcular a resistência podes usar aquelas formulas de resistência equivalente. Ou até podes tentar com lâmpada dentro da caixa, sendo que você irá precisar de mais espaço interno. Ou pode até pegar esse modelo do projeto inicial e fechar a entrada de ar externa da caixa de madeira que ficou a lâmpada para vê no que vai dá, só não sei se a lâmpada aguentaria a temperatura. To pensando em fazer um protótipo em pequena escala aqui, se me folgar um tempo irei fazer tiro umas fotos e mando.

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  10. Ola vocês ja estão produzindo esse desumidificador? Gostaria de adiquirir um como faço?

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    1. Não produzimos ... foi apenas uma demonstração que pode ser construído artesanalmente com material barato e que dá certo!
      Outra maneira de obter resultado semelhante, para quem tem mais recurso para disponibilizar, é comprar uma geladeira tipo "frost Free" usada mesma e deixar para uso dedicado a desidratação de méis.
      Aconselho também a submeter o mel ao processo de maturação antes da desumidificação. Resultados fantásticos.
      Att
      Medina

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