SECAGEM DE GRÃOS. Disciplina: Armazenamento de Grãos

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1 SECAGEM DE GRÃOS Disciplina: Armazenamento de Grãos

2 1. Introdução - grãos colhidos com teores elevados de umidade, para diminuir perdas:. permanecem menos tempo na lavoura;. ficam menos sujeitos ao ataque de insetos e fungos;. clima favorece respiração = metabolismo = oxidação = perda de peso grãos; - antigamente, colhia-se os grãos secos, para minimizar custos e evitar possível dano no processo de secagem mecânica; - só não se colhia com baixa umidade em função de equipamento e época de colheita da cultura;

3 1. Introdução Tabela 1. Umidade de colheita indicada pra a mínima perda na colheita mecânica. Adaptado de Puzzi (1973) Produto Teor de umidade na colheitadeira Soja 18% Milho 26% Trigo 20% Arroz 24% Sorgo 20%

4 1. Introdução - na colheita mecânica, com o impacto das máquinas combinadas, através de um excesso na velocidade de deslocamento e da rotação do molinete, se dá uma determinada perda que aumenta a medida que diminui a umidade; - umidade excedente deverá ser removida artificialmente, para atender as condições de armazenagem segura;

5 1. Introdução Tabela 2. Perdas de matéria seca, em função do tempo entre maturação e colheita. Adaptado de Puzzi (1973). Dias após maturação Teor de umidade de milho Perdas % 6 25% 1, % 2, % 3, % 5, % 7,0

6 2. Sistemas de Secagem

7 2. Sistemas de Secagem - secagem natural: feita no campo, na própria planta, sem interferência do homem; - secagem artificial: caracterizada pela utilização de processos manuais ou mecânicos tanto no manejo do produto quanto na passagem de ar através da massa de grãos; secagem pode ocorrer pela ventilação natural (terreiro e paiol), mas na maioria dos casos o ar é forçado por meio de ventiladores ou movimentado por meio de correntes convectivas;

8 2.1. Fundamentos da secagem - secagem artificial é a atividade destinada a diminuir artificialmente o teor de umidade dos grãos, até um limite adequado, sem comprometer as suas propriedades naturais; - umidade encontra-se sob três formas incorporadas aos grãos: a) umidade superficial: é a umidade aderida externamente; b) umidade intersticial: existe livre entre as moléculas dos grãos; é mantida por capilaridade e pelo diferencial osmótico (sem função biológica); c) umidade de constituição: existente nas moléculas dos grãos e que se encontra quimicamente ligada, possuindo função biológica; - a umidade retirada dos grãos é a superficial e a interstiicial, que representam entre 13% e 27% (constituição cerca 13%);

9 2.1. Fundamentos da secagem - umidade intersticial é retirada através do aquecimento até o ponto em que se dá um diferencial de pressão, suficiente para a passagem da umidade interna para a periferia do grão; - umidade superficial retirada por evaporação, é fácil e rápida, sem diferença de pressão; - secagem na altera a umidade de constituição, mesmo quando se atinge o teor de 11%, o que é difícil, pois nesta faixa a umidade se encontra fortemente adsorvida, devido às forças de Van Der Waals;

10 2.1. Fundamentos da secagem - velocidade de secagem depende varia em função de:. teor de umidade inicial dos grãos;. localização da maior parte da água a ser removida, se interna- ou externamente;. avanço na frente de secagem interna aos grãos; - o avanço da secagem será maior ou menor dependendo da natureza do grão, cuja massa funciona como bom ou mau condutor; - ex.: nas mesmas condições, secagem de soja é mais rápida que a de milho e muito mais rápida do que a do arroz, devido às diferenças da constituição e natureza biológica destes grãos;

11 2.1. Fundamentos da secagem - sentido do avanço da umidade, quando se tratando da secagem, naturalmente será de dentro para fora, entretanto, os grãos podem ter o movimento da água nos dois sentidos; - dependendo da pressão do vapor de água no ar e no produto, pode ocorrer adsorção (grão recebe umidade do meio) ou dessorção (grãos perde umidade para o meio); - essa capacidade de perde ou ganhar umidade do meio é chamada de higroscopia; - equilíbrio higroscópico é importante quando produto será armazenado por longo período de tempo;

12 2.1. Fundamentos da secagem - velocidade de secagem dos grãos:

13 - teor de umidade determina maior ou menor velocidade de secagem; - percentual de umidade define também uma quantidade maior ou menor de peso a ser deduzida da massa por conta da água que será retirada (evaporada) dos grãos; - as unidades armazenadoras calcula os custos em função da quantidade de sujeira a e de água a ser removida, assim, quanto maior o teor de umidade, mais elevado o custo com armazenamento; - é descontado do produtor a parcela em peso (kg) do total do produto entregue, que representa apenas a água a ser removida, tanto quanto for necessário para que o produto atinja entre 12% e 14%, que é a umidade padrão para armazenagem e comercialização;

14 Tabela 3. Teores de umidade máximos recomendados para a comercialização e armazenagem. Fonte: Weber (1998) Produtos Faixa ideal (%Ubu) CONAB Tolerância máxima (%Ubu) Ministério da agricultura (%Ubu) Amendoim Arroz em casca Arroz polido Soja Sorgo

15 3.1. Cálculo da umidade - a umidade dos grãos é dada em percentagem (%), e esta referência pode ser feita de duas formas: a) %Ubu: umidade em base úmida, isto é, a massa de água dividida pela massa total; é a utilizada nas operações comerciais de beneficiamento, secagem e armazenagem; b) %Ubs: umidade em base seca, isto é, a massa de água dividida pela massa seca; utilizada apenas com finalidade acadêmica e de pesquisa;

16 3.1. Cálculo da umidade Fórmulas Pt = Pa + Ps %Ubu = 100 x Pa = 100 x Pa Pt Pa + Ps %Ubs = 100 x Pa Ps -onde: %Ubu = umidade em base úmida; %Ubs = umidade em base seca; Pa = peso da água (kg); Ps = peso da matéria seca (kg); Pt = peso total (kg);

17 3.1. Cálculo da umidade Exemplos - Sendo o peso total de uma massa de grãos igual a 250 kg e o peso da água igual a 32,50 kg, qual a umidade expressa na base úmida? %Ubu = (Pa/Pt) x 100 %Ubu = (32,5/250) x 100 = 13%

18 3.1. Cálculo da umidade Exemplos - Sendo o peso total de uma massa de grãos igual a 250 kg e o peso da água igual a 32,50 kg, qual a umidade expressa na base seca? - Calcular peso matéria seca Pt = Pa + Ps Ps = Pt - Pa = ,5 Ps = 217,5 kg %Ubs = Pa/Ps x 100 %Ubs = (32,5/217,5) x 100 %Ubs = 14,94% - sempre será maior que a base úmida

19 3.2. Métodos de determinação da umidade ) Métodos indiretos: aparelhos, que utilizam características como a condutividade elétrica, que varia em função do teor de umidade;. necessitam de calibragem, feita com aparelhos que utilizam os métodos diretos; - recomendações:. manter o equipamento limpo e seco, principalmente recipiente em que é colocado a amostra;. os grãos deverão estar com a temperatura tão próxima da Temperatura ambiente quanto possível; grãos quentes fornecem leitura menor do teor de umidade;. grãos com excessiva umidade superficial também fornecerão leituras maiores do teor de umidade;. cada equipamento possui características próprias, que devem ser consultadas antes da utilização;

20 3.2. Métodos de determinação da umidade ) Métodos diretos: feito em laboratório, através de equipamentos de alta precisão;. processo é demorado, pois a água é retirada pelo aquecimento em estufa, através do uso de lâmpadas infravermelhas, entre outros;. consiste na dupla pesagem da amostra, antes de levá-la à secagem e após a secagem; diferença de peso representa o peso da água evaporada e permite o cálculo da umidade contida no produto, em peso (kg), ou em percentagem (%);. principais métodos são: de estufa a 105 ºC, método de 2 estágios, estufa sob vácuo, método da destilação, infravermelho e substância dessecante;

21 3.3. Redução do peso na massa de grãos Sistema gráfico lém da umidade dos grãos, outra informação importante é a da percentagem de peso de uma massa de grãos, quando do processo de secagem; abendo-se a umidade inicial e a inal, ligam-se os pontos; a porcenagem encontrada na última coluna;

22 3.3. Redução do peso na massa de grãos Utilização de fórmulas - onde: utiliza-se a seguinte fórmula: Pf = Pi x 100-Ui 100-Uf; Pf = peso final (kg) Pi = peso inicial (kg) Ui = umidade inicial (%) Uf = umidade final (%)

23 3.3. Redução do peso na massa de grãos Exemplo - Qual o peso final de uma amostra de grãos com Pi = 1000 kg; Ui = 22% e Uf = 14%? Pf = Pi x 100-Ui 100-Uf Pf = 1000 x Pf = 1000 x 0,90697 Pf = 906,97 kg

24 3.3. Redução do peso na massa de grãos Exemplo - água evaporada (W, em %) no processo de secagem, pode ser calculada pela seguinte fórmula: W = 100 x Ui - Uf 100-Uf - cálculo da % água evaporada W = 100 x W = 9,30 %

25 3.4. Troca de base em alguns casos conhecemos a umidade referida a uma base e desejamos calcular o valor da umidade em outra base; para esta operação, utilizamos as seguintes fórmulas: Ubu = Ubs x Ubs Ubs = Ubu x Ubu conhecimento da base utilizada é indispensável; comercialização feita com base na umidade em base úmida;

26 3.4. Troca de base Exemplo Uma determinada massa de grãos tem umidade na base seca de 16,30%. Qual será a umidade da mesma massa na base úmida? Ubu = Ubs x Ubs Ubu = 16,30 x ,30 Ubu = 100 x 0,1401 Ubu = 14,01 %

27 3.4. Troca de base Exemplo Utilizando a umidade na base úmida do exemplo anterior, 14,01%, determine a umidade na base seca. Ubs = Ubu x Ubu Ubs = 14,01 x , 01 Ubs = 100 x 0,1629 Ubs = 16,29 %

28 3.5. Diminuição do volume na secagem - com a evaporação da água há perda de massa dos grãos, bem como de volume; - esta perda é significativa, especialmente para produtos colhidos com elevado teor de umidade; - como o volume de grãos vai diminuindo, irá faltar grãos na parte superior da torre de secagem, o que acarretará em diminuição do rendimento, desperdício de combustível, risco de queima do motor etc.; - para evitar esses problemas, operador deve ficar atento ao processo para não deixar faltar grãos; - alguns fabricantes utilizam um depósito de grãos entre a torre de secagem e o funil de carga;

29 3.5. Diminuição do volume na secagem Tabela 4. Diminuição do volume dos grãos na secagem de várias unidades para 12%. Fonte: Puzzi (1973) Tipos de Grãos Umidade Original (%) Milho (espiga) Arroz em casca Milho Trigo