SECAGEM DE GRÃOS
Disciplina: Armazenamento de Grãos
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;
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%
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;
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%
1,5
10
23%
2,0
20
20%
3,0
25
18%
5,0
30
17%
7,0
2. Sistemas de Secagem
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;
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%);
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;
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;
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;
2.1. Fundamentos da secagem
- velocidade de secagem dos grãos:
3. Umidade dos grãos
- 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;
3. Umidade dos grãos
Tabela 3. Teores de umidade máximos recomendados para a
comercialização e armazenagem. Fonte: Weber (1998)
CONAB
Ministério da
agricultura
(%Ubu)
Produtos
Faixa ideal
(%Ubu)
Tolerância
máxima
(%Ubu)
Amendoim
07-08
9
12
Arroz em casca
12-13
14
13
Arroz polido
12-13
14
14
Soja
11-12
13
14
Sorgo
12-13
14
14
3. Umidade dos grãos
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;
3. Umidade dos grãos
3.1. Cálculo da umidade
Fórmulas
Pt = Pa + Ps
-onde:
%Ubu = 100 x Pa = 100 x Pa
Pt
Pa + Ps
%Ubu = umidade em base úmida;
%Ubs = umidade em base seca;
Pa = peso da água (kg);
%Ubs = 100 x Pa
Ps
Ps = peso da matéria seca (kg);
Pt = peso total (kg);
3. Umidade dos grãos
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%
3. Umidade dos grãos
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
%Ubs = Pa/Ps x 100
Pt = Pa + Ps
%Ubs = (32,5/217,5) x 100
Ps = Pt - Pa = 250 – 32,5
%Ubs = 14,94%
Ps = 217,5 kg
- sempre será maior que a base úmida
3. Umidade dos grãos
3.2. Métodos de determinação da umidade
a) 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;
3. Umidade dos grãos
3.2. Métodos de determinação da umidade
b) 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;
3. Umidade dos grãos
3.3. Redução do peso na massa de grãos
3.3.1. Sistema gráfico
- além da umidade dos grãos, outra
informação importante é a da percentagem de peso de uma massa de
grãos, quando do processo de
secagem;
- sabendo-se a umidade inicial e a
final, ligam-se os pontos; a porcentagem encontrada na última coluna;
3. Umidade dos grãos
3.3. Redução do peso na massa de grãos
3.3.2. Utilização de fórmulas
- onde:
Pf = peso final (kg)
- utiliza-se a seguinte fórmula:
Pf = Pi x 100-Ui
100-Uf;
Pi = peso inicial (kg)
Ui = umidade inicial (%)
Uf = umidade final (%)
3. Umidade dos grãos
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 100-22
100-14
Pf = 1000 x 0,90697
Pf = 906,97 kg
3. Umidade dos grãos
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 22 - 14
100 - 14
W = 9,30 %
3. Umidade dos grãos
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 100
100 + Ubs
Ubs = Ubu
x 100
100 - Ubu
- conhecimento da base utilizada é indispensável;
- comercialização feita com base na umidade em base úmida;
3. Umidade dos grãos
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 100
100 + Ubs
Ubu = 16,30 x 100
100 + 16,30
Ubu = 100 x 0,1401
Ubu = 14,01 %
3. Umidade dos grãos
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 100
100 - Ubu
Ubs = 14,01 x 100
100 - 14, 01
Ubs = 100 x 0,1629
Ubs = 16,29 %
3. Umidade dos grãos
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;
3. Umidade dos grãos
3.5. Diminuição do volume na secagem
Tabela 4. Diminuição do volume dos grãos na secagem de várias
unidades para 12%. Fonte: Puzzi (1973)
Umidade Original (%)
Tipos de Grãos
17
20
25
Milho (espiga)
7.0
20
Arroz em casca
3.8
12.3
11.5
Milho
9.1
6.5
22.5
Trigo
11.5
14.5
30
29.1