DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DE
MILHO UTILIZANDO APARELHO DE
MICROONDAS1
Sílvia Regina de T. VALENTINI2,*, Maria F.P.
Moretzsohn de CASTRO2, Fernanda H. de
ALMEIDA2
RESUMO
O objetivo desse trabalho foi verificar a
viabilidade do uso de aparelho de microondas
para a determinação do teor de umidade de
grãos de milho. Nesse estudo foram utilizadas
amostras de milho com teor de umidade na
faixa de 7,33 a 22,28%. Equações de regressão
linear foram determinadas correlacionando-se
os valores de percentagem de água retirada
após secagem no microondas e o teor de
umidade determinado pelo método de estufa a
105oC ± 3o C por 24 horas. O tempo de
permanência do produto no aparelho de
microondas foi fixado em 45 segundos. Nas
condições em que o experimento foi realizado,
o aparelho de microondas mostrou ser uma
alternativa viável para a determinação de
umidade de grãos de milho.
Palavras-chave: microondas, determinação de
umidade, milho.
SUMMARY
DETERMINATION OF MOISTURE
CONTENT OF CORN BY USING A
MICROWAVE OVEN. The possibility of
using a micro-wave oven as a rapid method for
moisture determination of corn grain was
verified, as well as the effects of different
potencies on the moisture content of the grains.
In this study corn samples with moisture
contents in the range of 7,33 to 22,28% were
used. Linear regression lines were determined
by the relation of the values of percentage of
water taken out after drying in the microwave
and the moisture contents determinated by the
oven official method (105°± 3°C/24 hours).
The drying time of the product was fixed at
45seconds.
In the conditions of this experiment, the
microwave oven has shown to be a feasible
alternative for a rapid determination of the corn
moisture content.
Keywords: microwave oven, moisture content
determination, corn.
1 — INTRODUÇÃO
A determinação do teor de umidade é um procedimento
fundamental na armazenagem de grãos. Valores de umidade
considerados seguros para um adequado armazenamento do
produto são conhecidos e devem ser respeitados para que a
qualidade dos grãos se mantenha durante a estocagem.
Volumes grandes de grãos exigem amostragens numerosas e
resultados rápidos são difíceis de serem obtidos em tempo
hábil para tomada de decisões sobre a qualidade do produto e
o processamento a que devem ser submetidos.
Os métodos para determinação da umidade de grãos são
classificados em diretos e indiretos. Nos métodos diretos a
água é retirada do produto, geralmente por processo de
aquecimento, e o teor de umidade é calculado pela diferença
de peso das amostras no início e ao final do processo. Esta
diferença corresponde à quantidade de água retirada. Devido à
sua maior confiabilidade os métodos diretos são empregados
como padrão para a aferição de outros procedimentos.
Enquadram-se nesta categoria os métodos de estufa,
destilação, infra-vermelho e Karl Fisher [10].
Nos métodos indiretos, o teor de umidade é estimado em
função das propriedades elétricas do produto em uma
determinada condição. Os dois princípios empregados são o
da resistência elétrica e o da capacitância. São métodos
práticos e rápidos mas estão sujeitos a erros decorrentes da
variação das propriedades físicas do produto, da temperatura
ou da distribuição da umidade no interior do grão. A aferição
de equipamentos de determinação indireta de umidade é feita
em relação ao método padrão de estufa [11].
No Brasil, o método oficial para determinação de umidade é o
de estufa a 105oC ±3o C durante 24 horas, estabelecido pelo
Ministério da Agricultura [1].
Na indústria de grãos e em sistemas de armazenagem são
adotados métodos rápidos para a determinação de umidade de
grãos. Nesta situação, podem ser empregados equipamentos
eletrônicos que, quando calibrados, apresentam resultados
confiáveis, admitindo-se variação de 0,5% em relação ao
método padrão para teores de umidade inferiores a 20%-25%.
Já para teores de umidade mais elevados os resultados são
pouco precisos [7; 9].
Diversos estudos têm sido realizados com o objetivo de
estabelecer metodologia para determinação de umidade de
grãos por energia gerada por microondas, que propicia a
obtenção de resultados em menor tempo quando comparado
ao método de estufa [4; 6; 8]. Entretanto, por se tratar de
radiação de alta freqüência, no processo de secagem em
aparelho de microondas é observada a rápida elevação da
temperatura das amostras, sujeitas então à incineração. A
ocorrência de incineração de amostras é indesejável, pois
neste caso, outras substâncias, tais como amido, gorduras e
proteínas, são removidas além da água, implicando em fonte
de erro para o método. É recomendado determinar-se o tempo
máximo de exposição da amostra à radiação sob diversas
potências do aparelho para evitar-se a incineração do material
[3].
A quantidade de energia absorvida pelo grão está diretamente
relacionada ao seu teor de umidade. A elevação da
temperatura de amostras submetidas à radiação, sob tempo de
exposição fixo, será maior quanto mais umidade o produto
contiver e, consequentemente, uma maior quantidade de água
será removida. [3]. Os autores estabeleceram uma correlação
entre o conteúdo de umidade de milho e elevação de
temperatura do produto submetido a diferentes potências de
radiação. A técnica empregada não foi eficiente para detectar
diferenças de conteúdo de umidade no intervalo de 16 a 19%
enquanto que, para valores inferiores foi possível
correlacionar a elevação da temperatura ao teor de umidade
das amostras. Os autores propõem que a eficiência do
processo é função do teor de umidade do produto, do tipo de
aparelho de microondas empregado, do método adotado e do
tipo de produto.
O objetivo desse trabalho de pesquisa foi o de verificar a
viabilidade do uso de aparelho de microondas para a
determinação do teor de umidade de grãos de milho e avaliar
o efeito das diferentes potências sobre a retirada de água do
produto sob diversos teores de umidade.
2 — MATERIAL E MÉTODOS
Obtenção das amostras
A amostra de milho utilizada no experimento apresentava teor
de umidade inicial de 22,28%, determinada pelo método
padrão da estufa, utilizando-se três repetições de 15 g sob
105° ± 3o C por 24 horas [1]. A amostra inicial foi dividida
em cinco subamostras. A primeira foi armazenada em câmara
fria a 5oC, conservando o teor de umidade inicial. As demais
subamostras foram submetidas a secagem ao sol por
diferentes períodos de exposição de modo a se obter amostras
com diferentes teores de umidade. Ao final de cada período de
secagem as subamostras foram analisadas quanto ao teor de
umidade pelo método padrão de estufa [1]. Os teores de
umidade obtidos ao final da secagem foram: 17,39%; 14,41%;
12,48%; e 7,33%. Após a secagem as amostras foram
acondicionadas em sacos plásticos e mantidas em câmara fria
a 5°C até o início dos testes.
Características do aparelho de microondas
O aparelho de microondas utilizado nesse experimento
apresentou as seguintes características:
Carga máxima: 5,0 kg
Capacidade: 40 l
Tensão de alimentação: 127 V
Corrente: 13 A
Frequência: 60 Hz (rede)
Potência útil: 700 W (máxima)
Consumo: 1,4 kW
Velocidade do prato giratório: 3 rpm.
Dimensões: Externa: altura 375 mm, largura 570 mm e
profundidade 435 mm.
Interna: altura 272 mm, largura 375mm, profundidade 378
mm.
Secagem no microondas
Para a realização dos testes cada amostra correspondente a um
teor de umidade foi subdividida em seis sub-amostras de
aproximadamente 25 g. Para determinação de umidade no
microondas foram utilizadas placas de Petri forradas com um
disco de papel-filtro e a sub-amostra coberta com papel-filtro.
As placas com os grãos foram pesadas e colocadas no
microondas por 45 segundos. Esse tempo foi determinado
experimentalmente e limitado a esse intervalo porque em
testes preliminares verificou-se que em períodos superiores a
45 segundos ocorria a destruição dos grãos. Para a
determinação da umidade foram utilizadas as seguintes
potências: 420 W, 490 W, 560 W e 630 W. Para cada potência
e teor de umidade foram realizadas seis repetições.
Após o tempo de exposição no microondas as placas foram
colocadas em dessecadores, à temperatura ambiente, e depois
de resfriadas foram submetidas a pesagem.
Cálculo da porcentagem de água retirada
O cálculo de porcentagem de água retirada pelo microondas
foi obtido pela equação:
PH2O = Pi - Pf x 100
Pi
onde,
PH2O = porcentagem de água retirada
Pi = peso inicial da amostra
Pf = peso final da amostra
Análise estatística
Os valores médios de água retirada pelo microondas para cada
teor de umidade e potência foram correlacionados com os
valores obtidos pelo método da estufa. Para tanto foi realizada
análise de regressão utilizando o programa Excel 7.0.
3 — RESULTADOS E DISCUSSÃO
O aparelho de microondas não permitiu a retirada de água dos
grãos na mesma proporção obtida pelo método de estufa
devido às diferenças entre a natureza dos dois processos. A
exposição do produto pôde ser realizada por pequenos
intervalos. Portanto, foram correlacionados os valores de
porcentagem de água retirada pelo microondas, por um
período pré-fixado, com os valores obtidos pelo método
padrão de estufa.
Os valores médios de porcentagem de água retirada pelo
microondas de acordo com a potência empregada são
apresentados na Tabela 1. Pode-se observar que a
porcentagem de água retirada variou conforme a potência
utilizada e com o teor de umidade das amostras, ou seja,
quanto maior o teor de umidade e potência empregada, maior
foi a porcentagem de água retirada pelo microondas. Isso
ocorre porque grãos mais úmidos apresentam maior
quantidade de água livre que é mais facilmente removida do
produto. Além disso, a quantidade de energia absorvida por
um material está diretamente relacionada à quantidade de
água, promovendo a elevação da temperatura e a consequente
evaporação da água [2].
Também observou-se que as potências mais altas propiciaram
a retirada de maior quantidade de água em cada um dos teores
de umidade da faixa estudada.
Na Tabela 2 são apresentadas as equações de regressão linear
e os coeficientes de determinação obtidos ao se correlacionar
os teores de umidade pelo método padrão de estufa e as
porcentagens de água retirada pelo microondas sob as
diferentes potências.
Para todas as potências foram obtidas equações lineares cujo
coeficiente de determinação variou entre 0,98 e 0,99. Pode-se
observar pelas retas obtidas, Figuras 1 a 4, que em todas as
potências empregadas o método de microondas foi eficiente
para a remoção de água, apresentando um padrão crescente e
proporcional à quantidade de água presente no produto. Os
resultados indicam que as diferentes potências de radiação e o
tempo de exposição foram suficientes para distinguir os
diferentes teores de umidade das amostras, promovendo uma
distribuição uniforme do calor e propiciando a secagem
parcial de todas as amostras. O fator tempo é essencial para a
aplicação do método de microondas. Primeiramente, para
evitar-se a destruição das amostras pela exposição prolongada
à radiação [3] e ao mesmo tempo para promover a elevação da
temperatura do produto e a vaporização da água, ou seja
propiciar a transformação do calor sensível em calor de
vaporização [2].
FIGURA 1. Umidade deterinada na potência 6 (420 watts).
FIGURA 2. Umidade determinada na potência 7 (490 watts).
FIGURA 3. Umidade deteminada na potência 8 (560 watts).
FIGURA 4. Umidade determindada na potência 9 (630 watts).
CASADA et al. [3] observaram secagem parcial de amostras
de milho submetidas à radiação por microondas sob potência
de 625W por 50 segundos, adotando-se como parâmetro a
elevação da temperatura de milho. A elevação da temperatura
não foi eficiente para detectar diferenças de umidade em
amostras com teores superiores a 16%, já que a quantidade de
calor sensível é pequena ao final do processo de secagem,
tendo sido convertida em calor de vaporização.
Para todas as potências foram encontrados coeficientes de
determinação linear com valores superiores a 0,98, ou seja, as
equações lineares determinadas podem explicar mais de 98%
dos dados, indicando também elevada medida de dependência
entre as variáveis, teor de umidade pelo método de estufa e
porcentagem de água retirada pelo microondas [5]. A equação
obtida na potência de 630 watts foi aquela que apresentou o
maior coeficiente de determinação (R2 = 0,9983) sendo a
equação linear expressa por Y=0,1576.X -0,6172. Essa reta
explica 99,83% da variação que está ocorrendo em Y, que
corresponde à percentagem de água retirada pelo microondas.
Os demais 0,17% não podem ser explicados pelo modelo
determinado.
Nas condições em que o experimento foi realizado, o aparelho
de microondas mostrou ser uma alternativa viável para a
determinação rápida de umidade de grãos de milho.
Recomenda-se a realização de experimentos com milho
empregando-se outros modelos de aparelhos de microondas e
utilizando-se a mesma metodologia para comparação de
resultados e posterior definição de método padrão.
Nas Figuras 1 a 4 são apresentados os resultados da análise
de regressão, onde foram relacionados os resultados obtidos
pelo método de estufa e pelo microondas.
4 — CONCLUSÃO
Nas condições em que o experimento foi realizado podemos
concluir que:
- Pelo processo de radiação por microondas não foi possível
retirar a mesma quantidade de água que o método padrão da
estufa, tendo sido necessário estabelecer uma correlação entre
os dois métodos.
- Em todas as potências foi possível estabelecer uma
correlação linear entre os resultados obtidos pelo método da
estufa e pelo microondas.
- A quantidade de água retirada dos grãos de milho sob
radiação de microondas é função do conteúdo de umidade
inicial da amostra e da potência empregada.
- A um maior teor de umidade inicial da amostra
correspondeu uma maior quantidade de água retirada pela
radiação por microondas em todas as potências empregadas.
- A técnica de radiação por microondas, em todas as potências
empregadas, distinguiu os diferentes conteúdos de umidade,
tendo sido eficiente para a remoção de água na faixa de
umidade estudada.
- aparelho de microondas pode ser uma alternativa viável na
determinação rápida de umidade de grãos de milho.
5 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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da Agricultura e da Reforma Agrária, 1992, 365 p.
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[10] PUZZI, D. Abastecimento e armazenagem de grãos.
Campinas, Instituto Campineiro de Ensino Agrícola, 1986.
603 p.
[11] SILVA, J.S. & CARVALHO, G.R. Amostragem e
determinação de umidade de grãos. Viçosa, Centreinar,
1980. 26 p.
1
Recebido para publicação em 12/12/97. Aceito para publicação em
09/07/98.
2 ITAL, C.P. 139, Campinas/S.P. Cep. 13.073-001.
* A quem a correspondência deve ser enviada.