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Cilindro Yankee

2017-04-28T02:03:05Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
<sup id="cite_ref-2">_____________________</sup><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.</p><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T02:02:55Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
<sup id="cite_ref-2">________________________</sup><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.</p><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T02:02:43Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
<sup id="cite_ref-2">___________________________</sup><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.</p><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T02:02:02Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
<sup id="cite_ref-2">_______________</sup><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.</p><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T02:01:08Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.<p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T02:00:43Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
<nowiki>--------------</nowiki><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.</p><p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T02:00:09Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.<p id="cite_ref-:0_3-0"><nowiki><p>→ Condições de Operação</nowiki><ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:59:34Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
<nowiki><p>→ Caracteristicas</nowiki><ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas. <nowiki></p></nowiki><p id="cite_ref-:0_3-0"><nowiki><p>→ Condições de Operação</nowiki><ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup><nowiki></p></nowiki></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:58:44Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.<p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:58:09Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee. → Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.<p id="cite_ref-:0_3-0">→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup></p>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:55:57Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[10] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[11] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1</sup><ref>[http://www.hipermetal.com.br/site/produtos/plasticos_industriais/Nylon.pdf <nowiki>[12] Propriedades do Nylon</nowiki>]</ref>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:53:01Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<ref>[https://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o <nowiki>[9] Propriedades do Aço</nowiki>]</ref>, 8-17 (dependendo das percentagens)<ref>[http://www.nickel-alloys.net/nickel_chrome_alloys.html <nowiki>[10] Nickel Chrome Alloys</nowiki>]</ref> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:49:12Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|[4] Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2'''<ref>[http://www.andicol.com.co/images/Productos/AgentesYankee.PNG <nowiki>[5] Secador Yankee</nowiki>] </ref> - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[6] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4'''<ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>]</ref> - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:31:40Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2''' - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[4] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3''' - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4''' - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:28:18Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining. com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref>[http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245 <nowiki>[2] Inspection, Repair, and Alteration of Yankee Dryers</nowiki>]</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
|304x304px]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref>[[wikipedia:Yankee_dryer|Yankee dryer - Wikipedia]]
</ref>. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2''' - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=JYdzCRWqHDA <nowiki>[4] Video: Introduction to Papermaking - Sheet Formation Tissue</nowiki>]</ref>: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3''' - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4''' - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:20:07Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining. com/tissue-manufacturing-training.aspx <nowiki>[1] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</nowiki>] </ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2''' - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3''' - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4''' - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:17:27Z

AlessandroAlmeida: /* Referencias */

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref>[https://www.convergencetraining. com/tissue-manufacturing-training.aspx] TISSUE MAKING TRAINING COURSES</ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2''' - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3''' - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4''' - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
[Https://www.convergencetraining. com/tissue-manufacturing-training.aspx Imagem]<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:15:07Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2''' - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3''' - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4''' - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
[Https://www.convergencetraining. com/tissue-manufacturing-training.aspx Imagem]<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:14:15Z

AlessandroAlmeida: 1

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|<b>Fig.1</b><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup id="cite_ref-:0_3-0">-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|'''Fig.2''' - Esquema do Sistema Yankee.|237x237px]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|'''Fig.3''' - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|'''Fig.4''' - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|'''Fig.5''' - Esquema do sistema de ar quente forçado.|283x283px]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
Https://www.convergencetraining. com/tissue-manufacturing-training.aspx<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:07:48Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

&emsp;&emsp;&emsp;Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

&emsp;&emsp;&emsp;ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

&emsp;&emsp;&emsp;Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

&emsp;&emsp;&emsp;T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

</div>

== Referencias ==
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:07:27Z

AlessandroAlmeida:

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:05:51Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

== Autores ==
Trabalho realizado por: Alessandro Almeida & Sandro Espírito Santo - Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2016/2017.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T01:02:33Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

Q̇<sub>vap</sub> → Calor associado à mudança de fase, W

Q̇<sub>cc</sub> → Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

Q̇<sub>csm</sub> → Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

Q̇<sub>csq</sub> → Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

ṁ<sub>água</sub> → Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

Δh<sub>água</sub> → Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

k<sub>aço</sub> → Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

k<sub>lcn</sub> → Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

k<sub>pa</sub> → Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

A<sub>s</sub> → Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

Ɛ<sub>i</sub> → Espessura da camada i (i=1,2,3), m

T<sub>s cilindro</sub> → Temperatura superficial do cilindro, K

T<sub>papel</sub> → Temperatura da folha de papel, K

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:56:11Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

Q̇<sub>vap</sub> → – Calor associado à mudança de fase, W

– Calor associado à condução na superfície do cilindro (aço), W

– Calor associado à condução na superfície metalizada (liga níquel-crómio), W

– Calor associado à condução na superfície química (poliamida), W

– Caudal de formação/remoção de condensado, Kg.s<sup>-1</sup>

– Entalpia de vaporização da água, J.Kg<sup>-1</sup>

Condutividade térmica do aço, W.(m.K)<sup>-1</sup>

– Condutividade térmica da liga níquel-crómio, W.(m.K)<sup>-1</sup>

– Condutividade térmica da poliamida, W.(m.K)<sup>-1</sup>

– Área de transferência de calor, m<sup>2</sup>

– Espessura da camada i (i=1,2,3), m

– Temperatura superficial do cilindro, K

– Temperatura da folha de papel, K

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:54:19Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

\begin{align*}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água}
\end{align*}

Q̇_{vap}

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:51:25Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

\begin{align*}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água}
\end{align*}

Q+&#x0307

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:45:46Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px|Fig.4 - Remoção de condensado entre sulcos.]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">[[Ficheiro:CY6.png|miniaturadaimagem|Fig.5 - Esquema do sistema de ar quente forçado.]]&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

</div>

== Problemas típicos ==
* Transporte (peso e comprimento elevados);
* Segurança (pressões e temperaturas elevadas que podem causas explosões por surgimento de poeiras ou derramação de óleos quentes);
* Limpezas frequentes (paragem do processo);
* Remoção ineficiente do condensado;
* Degradação da carcaça e revestimento.

== Simbologia ==

\begin{align*}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água}
\end{align*}

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:15:40Z

AlessandroAlmeida:

Ficheiro:CY6.png

2017-04-28T00:11:36Z

AlessandroAlmeida:

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:11:07Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-28T00:02:33Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
&emsp;&emsp;&emsp;Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

&emsp;&emsp;&emsp;Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

&emsp;&emsp;&emsp;De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
&emsp;&emsp;&emsp;O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

&emsp;&emsp;&emsp;O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:41:33Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
p {
text-indent: 50px;
}
<div align="justify">
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:39:02Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==

<p>É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</p>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:38:51Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==

<p>
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</p>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:38:34Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==

<p>
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
<\p>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:38:11Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
<p>
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
<\p>
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:37:25Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<p>
<div align="justify">
<p>É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
<\p>
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:37:15Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<p>
<div align="justify">
<p>É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</p>
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:37:02Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<p>
<div align="justify">
<p>É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.</p>
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:33:52Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<p>
<div align="justify">
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:33:19Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
<p>É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:31:40Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==
<div align="justify">
O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.
</div>
== Como funciona? ==
<div align="justify">
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
</div>
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
<div align="justify">
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.
Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.
</div>
== Como acontece a Transferência de Calor? ==
<div align="justify">
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:
</div>
<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>
<div align="justify">
O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.
</div>
<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:28:28Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
<div align="justify">
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
</div>

== O que o torna tão especial? ==

O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.

== Como funciona? ==
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.

Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.

== Como acontece a Transferência de Calor? ==
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:19:26Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==

É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.

== O que o torna tão especial? ==

O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.

== Como funciona? ==
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.

Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.

== Como acontece a Transferência de Calor? ==
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:16:22Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
\begin{flushright}
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
\end{flushright}

== O que o torna tão especial? ==

O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.

== Como funciona? ==
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.

Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.

== Como acontece a Transferência de Calor? ==
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:15:45Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
\begin{center}
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.
\end{center}

== O que o torna tão especial? ==

O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.

== Como funciona? ==
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.

Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.

== Como acontece a Transferência de Calor? ==
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:14:27Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==
\justify
É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.

== O que o torna tão especial? ==

O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.

== Como funciona? ==
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.

Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.

== Como acontece a Transferência de Calor? ==
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:12:05Z

AlessandroAlmeida:

[[Ficheiro:CY2.png|alt=|miniaturadaimagem|Fig.1<u><ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref></u> - Cilindro Yankee.
→ Caracteristicas<ref>http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Cilindro de ferro fundido ou aço;
- 6m de diâmetro;
- 7.75m de comprimento;
- Peso cerca de 180 toneladas.
→ Condições de Operação<ref name=":0">http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=245</ref>:
- Pressão de vapor:
1.1MPa ≈ 11bar ≈ 11atm
-Caudal do vapor:
1900 m.min<sup>-1</sup>
]]

== O que é? ==

É um permutador de calor cilíndrico, com circulação de vapor, cujo objetivo é obter papel tissue com nível reduzido de humidade. A folha, após passagem pelo permutador, aumenta a sua secura de 45 até cerca de 90%<ref name=":0" />. Este equipamento é de grandes dimensões e opera a velocidade, temperatura e pressão elevadas, pelo que as medidas de segurança devem ser rigorosamente cumpridas. A energia associada à transferência de calor que ocorre na superfície do cilindro, de modo a promover a secagem, é a entalpia de mudança de fase devido à condensação de vapor no interior do Yankee.

== O que o torna tão especial? ==

O Yankee tem características únicas que o torna especial para a secagem específica do papel tissue. Este papel quando comparado com os outros tipos, na fase de secagem, apresenta menor densidade e maior teor de humidade. Devido a ser um papel mais frágil, é também mais propício a problemas de “runnabilidade”. Consequentemente, de modo a evitar a transição entre cilindros de secagem que pode provocar más formações na folha, usa-se apenas um cilindro. Devido a ser singular, a área de transferência do Yankee terá necessariamente de ser maior, daí o tamanho ser superior aos cilindros tradicionais. Acoplado existe um sistema de circulação de ar quente forçado, que contribui para uma remoção de água mais eficiente. Na parte final do processo utiliza-se uma lâmina vibratória (Figura 2) com o objetivo de remover o papel da superfície do cilindro.

== Como funciona? ==
[[Ficheiro:CY3.png|miniaturadaimagem|Fig.2<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Esquema do Sistema Yankee.]]
Podemos dividir o processo de funcionamento em 3 fases: preparação do papel, secagem e por fim obtenção do papel tissue.

Numa primeira fase a folha de papel chega ao Yankee e é submetida pressão elevada exercida através de uma prensa e o próprio Yankee de forma a promover um bom contacto da folha com a superfície. Este passo é importante porque um bom contacto significa boa transferência de calor, logo maior remoção de água. Existe um pulverizador no fundo do cilindro que espalha produtos químicos para a sua superfície ajudando não só a aumentar o contacto mas também servindo de camada protetora ao equipamento.
[[Ficheiro:CY4.png|esquerda|miniaturadaimagem|199x199px|Fig.3<ref><nowiki>https://www.convergencetraining.com/tissue-manufacturing-training.aspx</nowiki></ref> - Perfil transversal do cilindro.]]
[[Ficheiro:CY5.png|esquerda|miniaturadaimagem|231x231px]]
No interior do cilindro, como já foi referido, circula vapor que condensa (Figura 3), sendo a entalpia associada à mudança de fase utilizada para a secagem do papel. O vapor é introduzido no centro do cilindro (r=0), a alta pressão e tende a direcionar-se para a superfície interna do mesmo. Visto que nas extremidades (r=R) as paredes estão mais frias e o vapor com pressão inferior, este condensa e é acumulado em sulcos (Figura 4), na parede interior do cilindro. O condensado é removido através do seguinte sistema de tubagem: tubos finos no interior dos sulcos, que por se encontrarem a pressão inferior ao interior do cilindro direcionam o condensado e algum vapor ao tubo coletor localizado no centro do cilindro (r=0), conectado com o exterior.

Após a evaporação, o papel “seco”, devido à pressão, à transferência de calor e aos químicos aplicados no Yankee, encontra-se agarrado ao cilindro. É neste momento que surge a terceira fase. Esta consiste em utilizarmos uma lâmina junto ao cilindro que retira o papel e uma pequena parte da camada de químicos. A lâmina é cuidadosamente projetada para que em nenhuma altura contacte com o cilindro, aumentando assim a durabilidade de ambos. Esta funciona com um mecanismo de vibração que confere a textura do papel tissue, criando microdobras (figura 2) que conferem uma textura mais ou menos suave.

== Como acontece a Transferência de Calor? ==
A secagem Yankee engloba dois tipos de sistemas: transferência de calor através do cilindro e transferência de calor e massa através de correntes de ar forçado. A contribuição de cada um destes sistemas para a remoção total de água do papel tissue é de 40% e 60%, respetivamente.

De modo a estudar o calor transferido entre o interior do cilindro e a superfície do papel, devem ser tidos em conta mecanismos de convecção e condução nos vários locais do sistema. De forma simplista, vamos considerar as seguintes equações, em estado estacionário:

<nowiki>$\newcommand{\Re}{\mathrm{Re}\,}
\newcommand{\pFq}[5]{{}_{#1}\mathrm{F}_{#2} \left( \genfrac{}{}{0pt}{}{#3}{#4} \bigg| {#5} \right)}$</nowiki>

<math>\begin{align}
\dot{Q}_{vap} & = \dot{m}_{água} \times \Delta h_{água} \label{eq:1}\\
\dot{Q}_{cc} & = k_{aço} \times \frac{A_s}{\varepsilon_1} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csm} & = k_{lcn} \times \frac{A_s}{\varepsilon_2} \times (T_{s cilindro} - T_{papel}) \\
\dot{Q}_{csq} & = k_{pa} \times \frac{A_s}{\varepsilon_3} \times (T_{s cilindro} - T_{papel})
\end{align}</math>

O estado estacionário, neste sistema, só faz sentido se o condensado for removido ao mesmo ritmo que é produzido e, como tal, essa remoção é um passo importante e limitante da transferência de calor no cilindro Yankee. São ainda de considerar as resistências associadas à condução de calor através do material do cilindro, do revestimento metálico e químico, e de possíveis incrustações causadas pelo desgaste do material. As condutividade do ferro fundido/aço, do revestimento (liga de crómio níquel) e do revestimento de poliamida são respetivamente 52.9<sup>[4]</sup>, 8-17 (dependendo das percentagens) <sup>[5]</sup> e 0.23 K.(W.m)<sup>-1 [6]</sup>. A resistência que poderá então ter mais efeito será a da camada de revestimento químico usada para agarrar o papel ao cilindro.

O sistema de transferência simultânea de calor e massa é caraterizado por ventiladores que incidem ar quente forçado sobre a folha com velocidade controlada, e por exaustores que removem/recirculam o ar saturado, promovendo ao mesmo tempo a evaporação da água do papel e a remoção da humidade do ar. Este processo aumenta de forma muito significativa a eficiência do processo global de secagem.

<references />

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:09:47Z

AlessandroAlmeida:

Cilindro Yankee

2017-04-27T23:09:31Z

AlessandroAlmeida: