Protótipo de secador solar com componentes eletrônicos de baixo custo e monitoramento automático de dados

Autores

Palavras-chave:

Processos térmicos, Humulus lupulus L, Radiação solar, Microcontrolador

Resumo

: O lúpulo é uma planta exótica essencial para a produção de cerveja, com sua matéria-prima composta por óleos essenciais e ácidos alfa e beta localizados na inflorescência da planta, popularmente conhecida como cone de lúpulo. O processo de secagem dos cones após a colheita deve ser realizado rapidamente, a uma temperatura controlada entre 40 e 65 °C. O objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema automático de coleta de dados para monitoramento em tempo real do processo de secagem em um secador solar para inflorescências de lúpulo. O protótipo demonstrou excelente eficiência no aquecimento do ar (atingindo uma temperatura máxima de 48,90 °C). A circulação de ar quente e seco resultou em uma rápida secagem dos cones frescos de lúpulo. Os dados de temperatura, umidade relativa e peso do lúpulo exibidos em tempo real mostraram-se uma ótima ferramenta para monitorar o processo de secagem. Após aproximadamente 6 horas de secagem, cones com umidade inicial de 65,54% atingiram 23,64%, demonstrando a eficiência de secagem do protótipo desenvolvido. Foi possível monitorar em tempo real algumas variáveis importantes para o processo de secagem dos cones de lúpulo, demonstrando a viabilidade do sistema de aquisição de dados.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

José Rafael Franco, Universidade Estadual Paulista

Técnico em Informática pelo SENAC de Botucatu (2015). Tecnólogo em Análise e Desenvolvimento de Sistemas pela Faculdade de Tecnologia de Botucatu (2017). Especialização em Banco de Dados na UNICESUMAR em Botucatu (2019), Mestrado em Irrigação e Drenagem na Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu (2021) e Doutorado em Engenharia Agrícola na Faculdade de Ciências Agronômicas (UNESP) de Botucatu. Tem experiências nas áreas de Telecomunicações, Redes de Computadores, Desenvolvimento de Softwares, Banco de Dados e Instrumentação Agrometeorológica. Atuou como Auxiliar Técnico em Informática durante o período de 2015 à 2019.

Daniele Cristina Lopes Mariano, Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui curso Técnico em Edificações pela ETEC/São Manuel - SP (2016), Técnico em Desenho Civil pelo PRONATEC na Universidade Paulista - UNIP/Bauru - SP (2016), Técnico em Segurança do Trabalho pelo SENAI/Botucatu - SP (2022) e Especialização Técnica em Gestão de Projetos pela ETEC/Botucatu - SP (2021). Tem graduação em Engenharia Civil pela Universidade Paulista - UNIP/Bauru - SP (2021) com bolsa integral pelo PROUNI. Está cursando Mestrado em Engenharia Agrícola na Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP/Botucatu - SP, Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho pelo Centro Universitário da Estácio/Botucatu - SP e Técnico em Desenvolvimento de Sistemas pelo Centro Paula Souza - ETEC/EAD. Tem experiência profissional na área de projetos e de construção civil, assim como experiência acadêmica na área de métodos construtivos de barragens de terra (Iniciação Científica) e de energia solar fotovoltaica. É revisora de periódicos científicos nacionais na área de energia solar fotovoltaica.

Marcos Roberto Ruybal Bica, Faculdade de Ciências Agronô icas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui Mestre em Agronomia (Energia na Agricultura) (2019), Graduado em Engenharia Elétrica Eletrônica - Faculdades Reunidas Nuno Lisboa (1985), Especialização em Engenharia Mecatrônica - UNESP Bauru(2007) e Especialização em Planejamento e Gestão de Negócios - FAE Busines School(2000). Especialista em Gestão Pública pela Universidade Dom Bosco (2013). Atualmente é Professor de Automação Industrial - Eletrônica, no Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de São Paulo.Atuou professor do Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Circuitos Eletrônicos e microcontroladores, automação e instrumentação, atuou também como professor convidado no SENAI.

Giovana Stucchi, Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui graduação em Engenharia Agronômica (2021), pela Faculdade de Ciências Agrárias do Vale DO Ribeira (FCAVR), Câmpus de Registro, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP). Graduada e Tecnologia de Gestão Comercial (2021) pela Universidade Santo Amaro (UNISA). Graduanda em Engenharia da Computação pela Universidade Virtual do Estado de São Paulo (UNIVESP). Atualmente é Mestranda de Engenharia Agrícola pela Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Câmpus de Botucatu, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP). Tem experiência nas áreas de Irrigação e Drenagem, Floricultura e Paisagismo, Fertilidade e Nutrição de solos e plantas, Nutrição e irrigação de gramados, e Agrometeorologia com enfoque em evapotranspiração.

Nathalia Aparecida Barbosa Lossolli, Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Química Bacharelada formada pelo Centro Universitário Sagrado Coração (USC/2018). Mestra pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP- FCA/Botucatu), no programa Agronomia - Energia na Agricultura, trabalhando com amidos de fontes não convencionais na dissertação, realizando a obtenção e caracterização dos amidos da polpa e amêndoa de diferentes cultivares de manga, sendo bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Atualmente sou Doutoranda pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP- FCA/Botucatu), no programa Engenharia Agrícola, bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Possui experiência com os seguintes temas: amidos, análises físico-químicas, caracterização de amidos convencionais e não-convencionais e tecnologia de alimentos.

Víctor Crespo de Oliveira, Faculdade de Ciências Agronô icas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Bolsista CNPq do programa de mestrado em Engenharia Agrícola, na linha de pesquisa construções rurais e ambiência [Atualmente]. Graduado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras [2020]. Atuou no Programa de Educação Tutorial (PET) [2015-2018], foi estagiário da Agência de Inovação do Café (InovaCafé) [2018] e professor auxiliar de matemática no Colégio Castro Alves [2019]. Tem experiência com pesquisa cientifica em Engenharia Agrícola, com ênfase nas subáreas de Sensoriamento Remoto, Mecânica dos Solos e Construções Rurais e Ambiência. Desenvolveu o trabalho de conclusão de curso na área de Construções Rurais e Ambiência, caracterizando instalações do tipo Compost Barn para gado leiteiro no estado de Minas Gerais.

Valeria Cristina Rodrigues Sarnighausen, Faculdade de Ciências Agronô icas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui Bacharel em Física Teórico-Experimental pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC)-Universidade de São Paulo (2002). Mestre em Agronomia (Física do Ambiente Agrícola) pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ/NUPEA - Núcleo de Pesquisa em Ambiência), no ano de 2007. Doutora em Ciências, também pela ESALQ, Universidade de São Paulo, Piracicaba-SP, Brasil (2011). Atuação na área de Agrometeorologia, Biometeorologia e Bioenergia. Atualmente é Professora Assistente Doutora da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, UNESP, Campus de Botucatu, Departamento de Bioprocessos e Biotecnologia e vice-líder do Grupo de Pesquisa (CNPq): Lúpulo, Aplicações e Manejo (LUPAM).

 

Sergio Augusto Rodrigues, Faculdade de Ciências Agronô icas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui bacharelado (1997) e mestrado em Estatística (2003) pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). É pós-graduado em Administração com ênfase em Marketing pela Universidade São Francisco - campus São Paulo (2000) e doutor pelo programa de Energia na Agricultura da Faculdade de Ciências Agronômicas - Universidade Estadual Paulista (UNESP Botucatu). Tem experiência na área de Probabilidade e Estatística com ênfase em Estatística Aplicada e pesquisa de mercado, atuando principalmente nos seguintes temas: amostragem, modelagem estatística, estatística multivariada e aplicação da estatística em bioprocessos para tratamento de resíduos e geração de energia.

Alexandre Dal Pai, Faculdade de Ciências Agronô icas (FCA), Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Possui graduação em Física pela Universidade de São Paulo (1998), mestrado em Agronomia (Energia na Agricultura) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2001) e doutorado em Agronomia (Energia na Agricultura) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2005). Atualmente é docente da Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP/Botucatu, onde leciona as disciplinas de física do curso de graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Participa também lecionando e orientando na pós-graduação em Agronomia, nos programas Energia na Agricultura e Irrigação e Drenagem. Possui experiência nas áreas de energias renováveis, processos de conversão de energia solar e biomassa, modelos de estimativa da radiação solar e da fotossinteticamente ativa, além de estudos sobre métodos de medidas da radiação solar difusa.

Referências

ADUEWA, T. O.; FATOUNDE, S. A.; ADEROTOYE, A. M. A. Comprehensive Review of the Hybrid Solar Dryers. Asian Journal of Advances in Agricultural Research, vol. 18, no. 3, pp. 21-33, 2022. doi: 10.9734/AJAAR/2022/v18i330224

BERNASEK, K.; HANOUSEK, B.; RYBKA, A.; KVIZ, Z. Drying Curves Shape for Hop Cones and Energy Consumption during Different Drying Air Flow Rate and Drying Temperature. Proceedings of the 3rd Int. In: CONFERENCE ON TRENDS IN AGRICULTURAL ENGINEERING (TAE 2007), Prague, Sep 12-14, 2007; Libra, M., Ed.; Czech University of Life Sciences Prague, Faculty of Engineering: Prague, p.57–60, 2007.

BHARDWAJ, A. K.; KUMAR, R.; CHAUHAN, R. Experimental investigation of the performance of a novel solar dryer for drying medicinal plants in Western Himalayan region. Solar Energy, vol. 177, pp. 395–407, 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.11.00.

ELTAWIL, M. A.; AZAM, M. M.; ALGHANNAM, A. O. Energy analysis of hybrid solar tunnel dryer with PV system and solar collector for drying mint (MenthaViridis). Journal of Cleaner Production, vol. 181, p. 352–364, 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.229.

ESSALHI, H.; BENCHRIFA, M.; TADILI, R.; BARGACH, M. N. Experimental and theoretical analysis of drying grapes under an indirect solar dryer and in open sun. Innovative food science & emerging technologies. vol. 49, pp. 58–64, 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2018.08.002.

FAGHERAZZI, M. M. Adaptabilidade de cultivares de lúpulos na região do Planalto do Sul Catarinense. 2020. Tese (Doutorado em Produção Vegetal) - Universidade do Estado de Santa Catarina, Centro de Ciências Agroveterinárias, 2020.

HERMANEK, P.; RYBKA, A.; HONZIK, I. Experimental Chamber Dryer for Drying Hops at Low Temperatures. Agronomy Research, vol. 15, pp. 713–719, 2017.

HOFMANN, R.; WEBER, S.; RETTBERG, N.; THÖRNER, S.; GARBE, L. A.; FOLZ, R. Optimization of the hop Kilning Process to Improve Energy Efficiency and Recover Hop Oils. Brewing Science, vol. 66, pp. 23-30, 2013.

HOWARD, G. A.; SLATER, C. A. Effect of Ripeness and drying of Hops on the Essential Oil. Journal of the Institute of Brewing, vol. 64, pp. 234–237, 1958. doi: https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.1958.tb01664.x.

KARTHIKEYAN, A.; MURUGAVELH, S. Thin layer drying kinetics and exergy analysis of turmeric (Curcuma longa) in a mixed mode forced convection solar tunnel dryer. Renewable Energy, vol. 128, pp. 305–312, 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.05.061.

LINGAYAT, A.; CHANDRAMOHAN, V., RAJU, V. Design, development and performance of indirect type solar dryer for banana drying. Energy Procedia, vol. 109, pp. 409–416, 2017. doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.041.

MEJZR, J.; HANOUSEK, B. Drying of Hop. Res. Agr. Eng, vol. 53, p.155–160, 2008.

NASSIRI, S. M.; ETESAMI, S. M. Energy use efficiency of different drying methods for two rough rice cultivars. Food Science and Technology, vol. 3, no.2, pp. 23–28, 2015. doi: 10.13189/fst.2015.030201.

NDUKWU, M. C.; IBEH, M.; OKON, B. B.; AKPAN, G.; KALU, C. A., EKOP, I.Progressive review of solar drying studies of agricultural products with exergoeconomics and econo-market participation aspect. Cleaner Environmental Systems, vol. 9, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.cesys.2023.100120.

PEREIRA, E. B.; MARTINS, F. R.; GONÇALVES, A. R.; COSTA, R. S.; LIMA, F. D.; RÜTHER, R. Atlas Brasileiro de Energia Solar. 2 ed., São José dos Campos: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2017.

RYBKA, A.; HEŘMÁNEK, P.; HONZÍK, I.; HOFFMANN, D.; KROFTA, K. Analysis of the Technological Process of Hop Drying in Belt Dryers. Proceedings of the 6th Int. In: CONFERENCE ON TRENDS IN AGRICULTURAL ENGINEERING (TAE 2016), Prague, Sep 7–9, 2016; Herak, D., Ed.; Czech University of Life Sciences Prague, Faculty of Engineering: Prague, pp.557–563, 2016.

RYBKA, A.; KROFTA, K.; HEŘMÁNEK, P.; HONZÍK, I.; POKORNÝ, J. Effect of Drying Temperature on the Content and Composition of Hop Oils. Plant, Soil and Environment, vol. 64, no. 10, pp. 512–516, 2018. doi: 10.17221/482/2018-PSE.

SCHÖNBERGER, C.; KOSTELECKY, T. 125th Anniversary Review: The Role of Hops in Brewing. J. Inst. Brew, pp. 117 - 259. 2011. doi: https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2011.tb00471.x

SRIVASTAVA, A.; ANAND, A.; SHUKLA, A.; KUMAR, A.; SHARMA, A. Performance evaluation of an industrial solar dryer in Indian scenario: a techno‑economic and environmental analysis. Clean Technologies and Environmental Policy, v. 24, n. 9, p. 2881–2898, 2022. DOI: 10.1007/s10098-022-02374-2.

YAHYA, M.; FAHMI, H.; FUDHOLI, A.; SOPIAN, K. Performance and economic analyses on solar-assisted heat pump fluidized bed dryer integrated with biomass furnace for rice drying. Solar Energy, vol. 174, pp.1058–1067, 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.10.002.

ZEISIG, H. D. Die Trocknung des Hopfens miterhohter Heißlufttemperatur unter der Berucksichtigung ihrer Anwendung in der Darre und im Bandtrockner. 1970. Dissertation -Technische Hochschule Munchen, Munich.

ZIAFOROUGHI, A.; ESFAHANI, J. A. A salient reduction of energy consumption and drying time in a novel PV-solar collector-assisted intermittent infrared dryer. Solar Energy, vol. 136, pp. 428–436, 2016. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.07.025.

ZIEGLER, T.; JUBAER, H.; TEODOROV, T. Bottlenecks in continuous hops drying with conveyor-belt dryer. Drying Technology, vol. 40, no. 13, pp. 2598-2616, 2022. doi: https://doi.org/10.1080/07373937.2021.1950168.

Downloads

Publicado

2025-06-30

Como Citar

FRANCO, José Rafael; MARIANO, Daniele Cristina Lopes; BICA, Marcos Roberto Ruybal; STUCCHI, Giovana; LOSSOLLI, Nathalia Aparecida Barbosa; DE OLIVEIRA, Víctor Crespo; SARNIGHAUSEN, Valeria Cristina Rodrigues; RODRIGUES, Sergio Augusto; DAL PAI, Alexandre. Protótipo de secador solar com componentes eletrônicos de baixo custo e monitoramento automático de dados. Revista Eletrônica Competências Digitais para Agricultura Familiar, Tupã, São Paulo, Brasil, v. 11, n. 1, 2025. Disponível em: https://owl.tupa.unesp.br/recodaf/index.php/recodaf/article/view/206. Acesso em: 23 maio. 2026.