Design of a settling chamber prototype to separate newly harvested wheat from non-grain materials

Autor: Corbari, Fabiane Luiza
Přispěvatelé: Veit, Márcia Teresinha, Palácio, Soraya Moreno, Oliveira, Ricardo Sonsim de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
instacron:UNIOESTE
Popis: Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2022-05-16T16:50:43Z No. of bitstreams: 1 Fabiane_Corbari_2020.pdf: 2820005 bytes, checksum: c09b4a813adb164c0dc7f28245169af4 (MD5) Made available in DSpace on 2022-05-16T16:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiane_Corbari_2020.pdf: 2820005 bytes, checksum: c09b4a813adb164c0dc7f28245169af4 (MD5) Previous issue date: 2020-03-05 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Brazil is a major wheat provider worldwide. In 2019 the production estimative for the country was 5.473 million de tons, 0.9% higher than 2018, according to Conab (National Supply Company). The development of the agriculture in Paraná state is largely dependent on family farming, since among the 350.000 farmers estimated in the area, 80% practice this type of farming. With that in mind, this study had the objective of developing a pre – cleaning system for wheat, focused on the necessities of those family farmers, capable of providing maximum ranges of 1% in mass of impurities in the delivery of the product to the wheat processing companies. The project of the equipment included five steps: i) the simulation of the operational conditions, in Visual Basic, in order to estimate the dimensions of it (which was based on particle fluid dynamics equations and project equations for the gravitational settling chambers); ii) the building and testing of an experimental model; iii) the optimization of operational conditions for the experimental model by using Doehlert’s matrix and the desirability function; iv) the building and testing of prototype in pilot scale, and; v) the optimization of operational conditions for the prototype by using Doehlert’s matrix and the desirability function. The testing proved the efficiency of the separation process proposed, for both, experimental model and prototype, once the maximum impurities’ percentages observed among the grains at the end of the separation were 0.28 and 0.29 %, respectively. Based on the experimental design it was found that, for the experimental model, the operational variables which minimized the percentages of impurities among grains as well as the percentage of losses due to blowing out of grains from the equipment, were a feed of 340 g and an opening in the feeding door, which controlled the grain flow, of 18,258 mm. Moreover, it was also found that, for the prototype, the operational variables which minimized the percentages of impurities among grains, the percentage of losses due to blowing out of grains from the equipment, and the accumulation of the grains in the equipment, consisted on a feed of 500 g, an opening in the feeding valve of 59.06°, and an air blowing velocity of 13,132 m s-1. Therefore, the proposed equipment is suitable to the rising demand for more affordable farming technology, thus, having potential for future commercialization. No Brasil, um dos maiores produtores de trigo do mundo, a safra de 2019 foi estimada em 5,473 milhões de toneladas, 0,9% superior à da safra passada, segundo a Conab (Companhia Nacional de Abastecimento). O desenvolvimento da agricultura paranaense está intrinsecamente ligado ao incentivo à produção familiar, posto que, dentre os 350 mil produtores estimados no estado, aproximadamente 80% praticam a agricultura familiar. Neste contexto, este estudo teve por objetivo, desenvolver um projeto de sistema de pré-limpeza de grãos de trigo, voltado as necessidades do mercado consumidor de pequenos agricultores, que permita obter uma margem máxima de 1% de impureza na entrega do produto às empresas de processamento. O projeto deste equipamento abrangeu cinco etapas distintas: i) simulação das condições de operação para estimação das dimensões do equipamento em Visual Basic (baseada em equações de fluidodinâmica de partículas e de projeto propostas para câmaras de poeira); ii) construção e teste de um módulo experimental de bancada; iii) otimização das condições de operação do módulo experimental de bancada com base no planejamento experimental de Doehlert e função desejabilidade; iv) construção e teste de um protótipo em escala piloto, e; v) otimização das condições de operação do protótipo em escala piloto com base no planejamento experimental de Doehlert e função desejabilidade. Os testes comprovaram a eficácia do processo de separação proposto, tanto em se tratando do módulo experimental de bancada, em que o percentual máximo de impureza aferido nos grãos foi de 0,28% ao final do processo, quanto em se tratando do protótipo em escala piloto em que o percentual máximo de impureza aferido durante os testes foi de 0,29%. Através do planejamento experimental constatou-se que, no caso do módulo experimental de bancada, as variáveis de operação massa de grãos alimentada no separador e abertura de alimentação para o controle de vazão de grãos que minimizaram o percentual de impureza restante nos grãos, bem como, o percentual de perda causado pelo sopramento de grãos para fora do equipamento foram 340 g e 18,258 mm, respectivamente. No caso do protótipo em escala piloto, as variáveis de operação que minimizaram o percentual de impureza, perda e acúmulo de sementes dentro do equipamento foram massa de grãos de 500 g, abertura de alimentação de 59,06° e velocidade do ar de 13,132 m s-1. Portanto, o equipamento proposto vem ao encontro a demanda de produtores rurais por tecnologias baratas que agreguem valor ao produto em sua comercialização, reunindo, assim, condições de comercialização.
Databáze: OpenAIRE
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