| dc.description.abstract | Resumo: O presente estudo teve como objetivo investigar algumas alternativas tecnológicas não convencionais e sua aplicação no monitoramento e controle do processo de secagem de madeira serrada. Para tanto, oito cargas de madeira serrada de Pinus elliottii Engelm com 25 mm de espessura foram submetidas a quatro temperaturas de secagem (50, 70, 90 e 110°C) e duas velocidades de ar (2,3 e 5,0 m/s), utilizando-se uma estufa piloto dotada de circulação forçada de ar e controle completo das condições internas. O teor de umidade considerado como padrão de comparação, foi obtido através da pesagem contínua da pilha de madeira, a partir do sinal oriundo de uma célula de carga. Para gerenciar o processo de secagem utilizou-se um software específico, residente em um microcomputador, com funções de comandar o hardware, ler os sensores, processar e registrar os dados e executar os acionamentos da estufa com base no programa de secagem. A coleta de dados e controle das condições da estufa durante o processamento da madeira foi efetuado por um sistema constituído de 32 canais, comandado pelo software. As leituras do peso de carga realizadas por um desses canais, possibilitaram o cálculo do teor de umidade usado pelo sistema para mudar as fases do programa e encerrar o processo. Testes preliminares conduzidos em estufa de convecção natural e sem controle de umidade relativa, em que correlações entre teor de umidade, temperatura interna da madeira e resistência elétrica da madeira foram estabelecidas, permitiram comparações com o experimento principal realizado numa estufa piloto de convecção forçada. No experimento principal, os resultados mostraram u ma boa correlação entre a variação da temperatura na pilha de madeira (TDAL) e teor de umidade apenas para o processo de secagem a alta temperatura, sendo os maiores coeficientes encontrados para a velocidade do ar de 5,0 m/s. Modelos que incluem a temperatura do bulbo úmido explicaram melhor a relação entre as duas variáveis. O valor da TDAL aumentou com a temperatura de secagem, e a 110°C foi drasticamente reduzido com o aumento da velocidade do ar. A correlação entre temperatura interna da madeira, medida a 1/4 de sua espessura, e o teor de umidade desde verde (>100%) até 10%, foi maior para a temperatura de 110°C que para as demais, mas foi inferior a encontrada nos testes preliminares, provavelmente devido ao efeito dos fatores que controlam as condições da estufa.
A boa correlação (0,97 <= R <= 0,99) encontrada entre resistência elétrica da madeira e teor de umidade na faixa entre aproximadamente 30 e 10%, a qual foi semelhante à obtida nos testes preliminares, e o bom ajuste dos modelos exponenciais para as quatro temperaturas de secagem, comprovam que este método fornece estimativas confiáveis do teor de umidade abaixo do ponto de saturação das fibras. O emprego do coeficiente temperatura interna da madeira/temperatura do bulbo úmido (TM/TBU) para estimar o teor de umidade da madeira, parece promissor. A boa correlação entre as duas variáveis (0,94 <= R <= 0,98 ) e o ajuste satisfatório dos modelos de regressão, evidenciam que o coeficiente TM/TBU apresenta boas perspectivas de uso para monitoramento do processo. A avaliação técnica e operacional dos sistemas estudados, além de constatar a importância dos métodos convencionais, destaca as possibilidades promissoras de alternativas como a TDAL, temperatura interna da madeira e coeficiente TM/TBU para o controle do processo de secagem de madeiras | pt_BR |
| dc.description.abstract | Abstract: This study was carried out to investigate alternative technologies to facilitate monitoring and control of the wood drying process. Eight loads of 25 mm thick Pinus elliottii boards were dried usingt four temperatures (50, 70, 90 and 110°C) and two air velocities (2.3 and 5.0 m/s). A pilot kiln, with full control of the drying conditions was utilized. Continuous weight of the stack was used to calculate the actual moisture content. A computer, having a specially developed software, was used to collect the required information and to control the kiln, based on pre established drying schedules. The system had 32 channels, and was fully integrated to the software. By reading information on the load weight it was calculated the average moisture content of the load and was used to follow all schedule steps and finalize the process. Preliminary tests were carried out using a laboratory oven, with natural convection and no relative humidity control. In the preliminary tests it was established correlations between moisture content determined by weight, internal temperature of the wood and the moisture content determined based on the electric resistivity. The data obtained in the laboratory oven was compared with the data collected in the pilot kiln, were all drying variables were controlled. The results of the main experiment showed a good correlation between the temperature drop across the load (TDAL) and the moisture content of the wood when drying was carried out at high temperature (110°C), specially in the case of the higher air velocity (5,0 m/s). Models including also the wet bulb temperature improved the correlation. As a general rule the TDAL increases with the drying temperature, and when drying is carried out a 110°C it is drastically reduced by an increase in the air velocity. Using the pilot kiln correlation between the internal temperature of the wood, measured at 1/4 of the board thickness, and the moisture content (from green to 10% moisture content) was found to be better at 110°C than at the lower temperatures tested. The correlation was found to be better in the oven than in the pilot kiln. When drying wood between 30% and 10% (below the fiber saturation point), good correlation was obtained between the actual moisture content and the values obtained using the resistive moisture meter (0.97 -R -0.99). This correlation was found to be similar both in the pilot kiln and the laboratory oven. The results point out that the use of exponential model, based on the resistivity, is a good alternative to estimate of moisture content below the fiber saturation. The utilization of the wood internal temperature/wet bulb temperature ratio is another promising alternative to estimate the wood moisture content. The equations developed presented a good correlation between these variables (0.94 -R -0.98). The technical and operational evaluation of the systems studied points out that, besides the traditional system, there are other feasible alternatives to monitor the moisture content in kilns. The alternatives include de temperature drop across the load (TDAL), the wood internal temperature and the wood temperature/wet bulb temperature ratio. | pt_BR |
