Início / Processos térmicos

Secagem industrial: balanço de umidade e custo térmico

Informe a alimentação, as umidades de entrada e de saída e o tipo de secador para saber quanta água sai por hora, quanta energia isso exige, quanto combustível o secador queima e quanto custa cada tonelada de produto seco.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Estimativa preliminarRevisão 02/11/2026
Material e umidade
Secador
Energia

O tipo de secador sugere uma eficiência típica; troque pelo valor medido sempre que puder. Com o balanço pelo ar, a eficiência sai como resultado.

Os dados ficam só neste navegador e não são enviados. Desmarque para apagar.

—Custo térmico por tonelada de produto seco
—

Para onde vai a energia

Potência por parcela do balanço, com a participação no total de energia do combustível.

Toque no gráfico para ver os valores.

Custo conforme a umidade de entrada

Custo térmico por tonelada de produto seco para outras umidades de entrada, mantendo a umidade final e a eficiência. O ponto destacado é o atual.

Toque no gráfico para ver os valores.

Balanço de massa e energia

Valores por hora de operação e por mês, para o relatório de produção.

Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. O relatório completo traz também os gráficos e as interpretações, em cores. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Base seca X = w ÷ (1 − w); base úmida w = X ÷ (1 + X)
Matéria seca Ms = m₀ · (1 − w₀); produto mf = Ms ÷ (1 − wf); água evaporada = m₀ − mf (1.000 kg de 30% para 10% → 222,2 kg)
Calor útil = Ms·cp_s·(T_saída − T_ent) + m_água,final·4,18·(T_saída − T_ent) + m_evap·[4,18·(T_evap − T_ent) + h_fg(T_evap)]
Energia da fonte = calor útil ÷ η_secador ou ṁ_ar · 1,02 · (T_ar − T_amb) ÷ η_aquecedor; consumo específico = energia ÷ água evaporada
Combustível = energia ÷ PCI (ISO 18125 para biomassa úmida); vapor = energia ÷ h_fg(p); custo/t = custo por hora ÷ produto seco (t/h)

Hipóteses e limites

  • Regime contínuo (ou média de uma batelada), só água evaporada (sem voláteis), calor latente da água pura à temperatura de evaporação (IAPWS-IF97); a água ligada de materiais higroscópicos exige um pouco mais de energia que a livre.
  • As eficiências por tipo de secador são faixas aproximadas da literatura e variam muito com o material, a umidade final, a recirculação de ar e o estado do equipamento; meça a sua. No balanço pelo ar, o calor específico do ar úmido é tomado como 1,02 kJ/(kg·K) e a temperatura de saída do ar é estimada sem perdas pelas paredes.
  • Não calcula o tempo de secagem nem a cinética (taxa constante e decrescente), nem o dimensionamento do secador; serve para balanço, orçamento e acompanhamento do consumo.

Normas e documentos técnicos

  • Mujumdar, A. S. (ed.). Handbook of Industrial Drying, 4th ed. CRC Press, 2014
  • Kudra, T. Energy aspects in drying. Drying Technology, 22(5), 2004, p. 917–932
  • Kemp, I. C. Fundamentals of energy analysis of dryers. In: Tsotsas, E.; Mujumdar, A. S. (eds.) Modern Drying Technology, Vol. 4. Wiley-VCH, 2012
  • Green, D. W.; Perry, R. H. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 8th ed. McGraw-Hill, 2008, Section 12 (psychrometry, evaporative cooling and solids drying)
  • ISO 18125: Solid biofuels — Determination of calorific value
  • IAPWS-IF97: Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam

Legislação e regulamentos no Brasil

  • NR-20: Segurança e saúde no trabalho com inflamáveis e combustíveis (GLP, gás natural, óleo)
  • NR-12: Segurança no trabalho em máquinas e equipamentos
  • NR-13: Caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques metálicos de armazenamento (quando o calor vem de vapor)

Perguntas frequentes

O que esta calculadora resolve?

Ela faz o balanço de massa e de energia de um secador: quanta água sai por hora, quanto produto seco sobra, quanta energia isso exige e quanto combustível e dinheiro o secador gasta por hora, por mês e por tonelada. Serve para orçar a secagem de um material novo, comparar combustíveis, acompanhar a eficiência do secador e mostrar quanto custa receber matéria-prima mais úmida.

Como calcular a água evaporada?

A matéria seca entra e sai igual. Com 1.000 kg a 30% de umidade (base úmida) há 700 kg de matéria seca; a 10%, esses 700 kg viram 700 ÷ 0,90 = 777,8 kg de produto. A diferença, 222,2 kg, é a água evaporada. Note que não basta tirar 20% de 1.000 kg (200 kg): a conta correta usa a matéria seca.

Qual a diferença entre base úmida e base seca?

Base úmida divide a água pela massa total e é o que a balança de umidade mostra; base seca divide pela massa seca e é comum em madeira e grãos. Para converter, bs = bu ÷ (1 − bu): 30% bu equivalem a 42,9% bs e 10% bu, a 11,1% bs. Escolha a base no primeiro campo; ao trocar, a calculadora converte os valores digitados.

De onde vem a energia e qual eficiência usar?

O calor útil soma o aquecimento do sólido e da água e o calor latente para evaporar (cerca de 2.382 kJ/kg a 50 °C); no exemplo, 165 kW, 89% deles para evaporar. Dividido pela eficiência do secador, dá a energia do combustível: com rotativo direto a 55%, 301 kW, ou 93 kg/h de lenha a 30% de umidade. As faixas típicas por tipo (estufa 35–40%, rotativo 40–70%, leito fluidizado 40–80%) vêm da literatura; meça a sua com o consumo real de um dia.

Como ler o custo e o consumo específico do exemplo?

Com lenha a R$ 160 por tonelada, o secador gasta R$ 14,87 por hora, R$ 19,12 por tonelada de produto seco e cerca de R$ 5.950 por mês em 400 horas. O consumo específico é de 4.874 kJ por kg de água evaporada, dentro da faixa típica de 3.830 a 6.702 kJ/kg para rotativos diretos; acima da faixa, procure entrada de ar falso, isolamento ruim ou exaustão excessiva.

Quanto custa a umidade a mais na matéria-prima?

Muito, porque a água a evaporar cresce mais depressa que a umidade. No exemplo, material chegando com 35% em vez de 30% eleva o custo de R$ 19,12 para R$ 25,26 por tonelada de produto seco, 32% a mais. Cobrir o pátio, deixar escorrer antes de secar e negociar desconto por umidade na compra costumam pagar-se rápido.

Quais os limites do cálculo e cuidados de segurança?

O cálculo é de regime médio e considera só água; não calcula o tempo de secagem, a cinética nem o tamanho do secador, e a eficiência típica é apenas um ponto de partida. Pós de madeira, grãos e alimentos podem formar nuvens explosivas e pegar fogo no secador: limpeza, controle de temperatura e proteção contra explosão devem seguir a avaliação de risco, e instalações com GLP ou gás natural devem atender a NR-20.