dimensionamento de silo vertical para armazenamento de

9° CONGRESSO DE EDUCAÇÃO AGRÍCOLA SUPERIOR
AREIA-PB - 27 A 30 DE OUTUBRO DE 2014
Nº ISSN / 0101-756X
DIMENSIONAMENTO DE SILO VERTICAL PARA ARMAZENAMENTO DE
XERÉM
Luanna Amado da Silva1, Ariadne Soares Meira2, Raniere Fernandes Costa³, Sebastião Garcia
Neto4, José Pinheiro Lopes Neto5
Universidade Federal de Campina Grande, Rua Aprígio Veloso 882-Bairro Universitário- CEP:58429-900-Telefone
055-(83)2101-1000 Campina Grande- PB
RESUMO
Não pode-se deixar de levar em consideração que nem sempre a modalidade de armazenamento
disponível em determinado local é compatível com a sua necessidade. A expansão da capacidade
estática disponível deve contemplar modalidades específicas de armazenamento para cada tipo de
produto e região. Levado em consideração esta afirmativa, um dos principais pontos para um
projeto de um silo armazenador são as características de fluxo do produto a ser armazenado.
Com este objetivo o presente trabalho vem recomendar um dimensionamento para silo armazenador
de xerém á partir das características de fluxo estimadas através do teste de cisalhamento com a
célula de Jenike.
PALAVRAS CHAVE: orifício de descarga, fluxo, xerém.
ABSTRACT
DESIGN OF VERTICAL SILO FOR STORAGE OF XERÉM
Can not help but take into consideration that not always available in storage mode determines the
site is compatible with your needs. The expansion of the static capacity available may cover specific
procedures for each type of storage product and region. Taken into account this statement, one of
the main points for a project of a silo storage are the flow characteristics of the product to be stored.
With this purpose the present work comes recommend a silo storage sizing of xerém to from the
estimated flow characteristics through the shear test with Jenike cell.
KEYWORDS: outlet, flow, xerém.
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INTRODUÇÃO
A determinação das propriedades físicas de produtos armazenados é o primeiro passo para
o projeto de fluxo e estrutural e de silos e deve ser realizada nas condições mais severas daquelas
esperadas em um silo (Calil Junior, 2007).
Como prevenção aos problemas de fluxo, recomenda-se investigação ampla das
propriedades de fluxo e físicas dos produtos que serão utilizados. Somente dessa forma será
possível predizer tipo de fluxo mais adequado dos produtos armazenáveis em silos e evitar
obstruções na descarga, maximizando operações de descargas, transilagem, dosagem e
empacotamento (Juliano et al., 2006).
Levando em consideração estes fatores, o presente trabalho tem como objetivo determinar
as propriedades físicas e de fluxo do xerém, além do estudo das pressões exercidas no silo, para
dois tipos de material de parede de silo (aço rugoso e aço liso), para construção de um silo vertical,
cilíndrico, com fluxo em massa.
MATERIAL E MÉTODOS
O produto a ser analisado foi o xerém, que são grãos de milho quebrado amplamente
utilizado na culinária no Nordeste do Brasil.
O Teor de umidade foi estabelecido conforme norma do Ministério da Agricultura onde o
método para determinação de umidade é o de estufa a 105oC ±3ºC durante 24 horas. Para a
granulometria foi utilizado o método de peneiramento, através da massa de produto retida cada
peneira utilizada, em um sistema de peneiramento por vibrações (10 vibrações por segundo, durante
5 minutos).
As propriedades de fluxo que precisam ser analisadas no projeto de silos para
armazenamento são: a) Ângulo de Atrito Interno i; b) Efetivo Ângulo de Atrito Interno e; c)
Ângulo de Atrito do Produto com a Parede w (depende do tipo de material escolhido para a
confecção do silo); d) Função Fluxo FF (instantânea ou com o tempo) e e) Fator Fluxo ff
As propriedades do material a ser armazenado (xerém) foram determinadas através de
testes de cisalhamento no aparelho Jenike Shear Cell. Foram feitos dois ensaios de cisalhamento do
produto e cisalhamento do produto com o material da parede (aço liso e aço rugoso), a fim de
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determinar o ângulo de atrito interno, efetivo ângulo de atrito interno, o ângulo de atrito com a
parede e a coesão do produto.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A umidade do xerém foi determinada pelo método da estufa, foi de aproximadamente 11%. A
tabela 1 mostra os ângulos de atrito interno, os efetivos ângulos de atrito interno e a coesão obtidas
nos ensaios experimentais.
TABELA 1 - Ângulos de atrito interno e efetivos ângulos de atrito interno.
Carga - (Kg)
Ângulo
de
atrito Efetivo ângulo de atrito Coesão (Pa)
interno φi
interno φe
7,0
42
38
796,53
5,0
41
36
638,26
3,5
41
39
266,69
A tabela 2, refere-se aos ângulos de atrito do produto com relação à parede (inferiores e
superiores) e o coeficiente de atrito da parede.
TABELA 2 – Ângulo de atrito com a parede de aço rugoso e parâmetros para determinação do fator
fluxo da tremonha.
Inf (o)
Parede
Sup (o)
Coef.
θm (o)
F(θ)
α (o)
62,29
0,41
53,56 10,48 3,42 1,52 33,34
X
Y
ff
Incli (o)
atrito
Aço Rugoso
19,30º
10,05o
0,82
Para o cálculo do índice de função fluxo (FFc) foi utilizada a relação da tensão principal de
consolidação σ1 pela tensão inconfinada de ruptura fc.
TABELA 3 – Fluxo do produto
Família (kg)
FFc
7,0
515,09
5,0
506,97
3,5
986,39
Média
Classificação do fluxo
669,48
Flui Facilmente
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Com relação ao diâmetro do orifício de descarga para silo em aço rugoso demonstrado na
tabela que segue, obteve-se através da seguinte equação ( Jenike 1964):
D = H(θ) x σcr
γ
TABELA 4 – Diâmetro de orifício de descarga
Material
Aço Rugoso
H(θ) – ábaco
2,46
Tensão crítica
Densidade
Diâmetro do
(σcr) - Pa
(N/m3)
orifício (m)
3180,0
7632,99
1,02
CONCLUSÕES
Podemos concluir, após a realização dos ensaios para o dimensionamento dos silos que:
 O ângulo de atrito interno foi em torno de 41assim como o efetivo ângulo de atrito interno
foi 37,6º.
 O diâmetro do orifício de descarga para que o produto flua com facilidade foi estimado em
1,02m;
 O produto apresentou tipo fluxo facilitado, mesmo sendo um produto dito coesivo, porém o
teor de umidade relativamente baixo (em torno de 11%) facilita o seu fluxo;
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CALIL JUNIOR, 2007. Silos: Pressões, fluxo, recomendações para o projeto e exemplos de cálculo.
11, 20,42 p.
LOPES NETO, J. P.; SILVA, V. R. DA; NASCIMENTO, J. W. B. DO. Propriedades de fluxo de
produtos pulverulentos alimentícios. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.13,
p.639-644, 2009a.
JENIKE, A. W. Storage and flow of silos. Bulletin 123. Salt Lake City: University of Utah, 1964.
89p.
JULIANO, P.; MUHUNTHAN, B.; CÁNOVAS, G. V. B. Flow and shear descriptors of
preconsolidated food powders. Journal of Food Engineering, v.72, p.157-166, 2006.
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SCHULZE, D. Powders and bulk solids. Behavior, characterization, storage and flow. 1.ed. Berlin:
Springer, 2009. 517p.