aeração de grãos
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Prof. Dielle Carvalho Neres.
Utilização de processos e métodos que garantam
a qualidade dos produtos armazenados e não
prejudiquem a saúde dos consumidores.
Evitando-se a degradação nutricional e a
contaminação do produto armazenado.
DEFINIÇÃO:
Consiste na passagem forçada do ar, com fluxo
adequado, através da massa de grãos.
OBJETIVOS:
o Prevenir ou solucionar problemas de
conservação do produto.
OBJETIVOS:
Estabelecer o resfriamento de pontos aquecidos na
massa de grãos;
Uniformizar a temperatura na massa de grãos;
Prevenir o aquecimento e regular o teor de umidade
do produto;
Promover a secagem, dentro de certos limites:
Promover a remoção de certos odores;
Promover o resfriamento de toda a massa de grãos.
- Introdução de uma massa de ar com temperatura baixa é uma técnica
benéfica à conservaçãodos grãos, por período de tempo mais
prolongado.
Sistema de Aeração depende:
- Condições ambientais (temperatura e umidade
relativa do ar)
-Condições intrínsecas ao produto (temperatura
e umidade do grão).
Para se avaliar a temperatura e a umidade da massa de
grãos, utiliza-se uma rede de sensores, dispostos de
forma regular nas células de estocagem dos silos.
Estes sensores são ligados a um painel de controle que
indica a temperatura e a umidade em vários níveis da
massa de grãos, permitindo que o operador escolha o
momento oportuno para iniciar a aeração e sua duração.
Uma vez atingido os níveis adequados de temperatura e
umidade o sistema é desligado, e o processo se repete
sempre em função da variação destas duas grandezas.
Inibir a atividade de insetos:
- Origem dos insetos que atacam os grãos
armazenados é tropical e subtropical.
- Temperaturas: 17 a 22°C e UR < 30% - inibem o
desenvolvimento.
- Condições ideais p/ desenvolvimento - 23 a
35°C e UR próxima de 70%.
Inibir o desenvolvimento da microflora:
quais os fatores que influenciam o
desenvolvimento da microflora?
- Temperatura
- Umidade relativaAmbiente dentro da
massa de grãos
Preservar a qualidade dos grãos:
Teste de Germinação – são utilizados para
avaliar a viabilidade dos grãos armazenados.
- Grãos com viabilidade reduzida: mais
susceptíveis ao processo de deterioração.
Uniformizar a temperatura:
- Para regiões onde existem grandes flutuações
de temperatura.
- Prevenir ou evitar a migração de umidade.
- Evitar focos de aquecimento.
Durante os períodos de inverno e outono, os grãos
localizados próximos às paredes do silo e no topo da
massa de grãos são resfriados com mais facilidade do
que aqueles localizados na parte inferior e no centro
do silo. Depois de alguns dias, devido ao gradiente de
temperatura na massa de grãos, são geradas
correntes convectivas.
O ar intergranular frio e denso localizado próximo às
paredes do silo é puxado para baixo, fluindo pelo
centro do silo e puxando para cima o ar quente e
menos denso localizado inicialmente nesta região.
Na primavera e no verão, as temperaturas dos grãos
próximos às paredes do silo aumentam e os grãos
localizados no centro da instalação se mantêm
resfriados. Nestes períodos as correntes convectivas
mudam sua direção.
O ar frio e mais denso, localizado no centro do silo,
flui para baixo, resultando em um movimento das
correntes convectivas a partir do centro do silo em
direção às suas laterais.
- Problemas decorrentes da migração de
umidade consiste na mistura das camadas
contaminadas com os restante da massa,
quando produto estocado é movimentado
ou qualquer motivo. Dentre os danos
causados, o mais preocupante é a
contaminação por micotoxinas.
Ocorrem devido à respiração dos grãos e ao
metabolismo dos insetos e microorganismos que
geram o aquecimento e o conseqüente aumento
de temperaturas.
Promover a secagem dentro de certos limites:
- Não se entende a aeração como processo de
secagem, porém, em condições favoráveis, grãos
úmidos (abaixo de 20% b.u.) são secados.
- O fluxo de ar mínimo recomendado p/ secagem
dependendo das condições ambientais é 15 a 25
vezes maior que o fluxo p/ aeração de
resfriamento.
Remover odores:
- A aeração pode ser utilizada para remover,
além desses odores, os gases resultantes do
combate às pragas e devolver aos grãos o
cheiro característico.
1 - Aeração provisória
2 – Aeração de manutenção
3- Aeração corretiva
4- Aeração de resfriamento
5 - Aeração secante
Regiões com clima temperado ou frio - o
resfriamento dos grãos é o objetivo mais comumente
relacionado à aeração.
Se a UR frio está adequada, ele é introduzido no
ambiente de armazenamento, diminuindo
gradualmente a temperatura da massa de grãos e
criando um microclima impróprio para a
proliferação de insetos e microorganismos.
É difícil atingir temperaturas e teores de água
baixos utilizando a aeração em países com
climas tropicais e subtropicais, como o Brasil.
Recomenda-se que os grãos sejam armazenados
secos e que a aeração seja utilizada com o
objetivo principal de manter a homogeneidade
da temperatura na massa de grãos.
O Sistema de Aeração é composto
- Dutos de condução de ar
- Ventiladores
- Equipamentos de controle e operação do sistema
1. Ventilador:
É a máquina utilizada para movimentar o ar através da
massa de grãos. Essa movimentação é feita por meio
de um rotor centrífugo ou axial, acionado por uma
unidade motora.
Deve fornecer a quantidade de ar necessária ao
resfriamento do produto e ser capaz de vencer a
resistência oferecida à passagem deste ar pela massa
de grãos armazenada.
a) Fluxo de ar: deve-se fornecer uma determinada
quantidade de ar, em unidade de tempo e de massa
ou de volume de grãos (m3 de ar por min. por m3 de
grãos ou m3 de ar por min. por ton. de grãos).
- Depende da finalidade da aeração e da região onde
está localizado o sistema.
Fluxo de ar de acordo com o propósito de
aeraçãoPropósito Resfriamento Manutenção Fumigantes Seca –aeração
Tipo de armazéns Silo /
Graneleiro
Silo /
Graneleiro
Silo Silo
Vazão de ar
(m3/min.t
0,05 – 0,10
0,10 – 0,20
0,25 – 0,50 0,0025 0,50 – 1,00
Finalidade Reduzir o crescimento
da micro-flora
Evitar a migração de
umidade
Aplicação de
fumigantes
Secagem
Resultados Preservar a qualidade
dos grãos
Evitar focos de
aquecimento
Secagem limitadaRetira os
odores dos
fumigantes
A vazão específica mínima de ar requerida
depende:
espécie de grão armazenado
espessura da massa de grãos
do tipo de instalação e
do número de estruturas de armazenagem
existentes no sistema.
Grãos maiores exigem vazões maiores para se
alcançar um mesmo nível de resfriamento ou
homogeneização de temperaturas.
b) Pressão estática: o ventilador deve vencer a
resistência à passagem do fluxo de ar, que é medida
em força por unidade de área e equivale à
resistência que os grãos e o sistema de distribuição
oferecem à passagem do ar.
- A pressão estática varia diretamente com a altura
da camada de grãos e com a velocidade com que o
ar atravessa esta camada.
Resistência ao Fluxo de ar
Depende:
Tipo de produto (Arroz, soja, milho , trigo –
Porosidade)
Fluxo de ar; (alto, médio e baixo)
Altura da Camada de grãos
Perdas no sistema de dutos, curvas e chapas perfuradas
2. Dutos:
Permitem a insuflação ou a sucção de ar através
da massa de grãos
Podem ser divididos em duto principal ou de
suprimento e duto secundário ou de aeração.
Figura 1 - Dutos de Aeração embutidos no piso do Silo.
3. Dispositivos para monitoramento – indicam as
condições do ambiente interno e externo da
massa de grãos (T°C e UR) e, em alguns casos
podem acionar ou ligar o sistema de ventilação
em função daquelas condições.
Sistemas de aeração: manual e o automático.
Controle manual: existe a dependência de
operadores que devem estar atentos aos horários e
condições de operação do sistema, existem maiores
riscos de erros nos acionamentos e geralmente são
verificados altos custos com energia elétrica.
Controle automático: sistema de aeração é acionado
ou desligado por meio dispositivos elétricos de
acordo com os dados do monitoramento automático
do ecossistema dos grãos armazenados.
Sensores de chuva
Horas de aeração
• Controlador Microprocessado para Aeração deGrãos
Equipamento programável para controle da Aeraçãode Grãos armazenados em silos ou armazéns atravésde limites máximos e mínimos de temperatura emumidade ambiente. Sempre que estas condiçõesforem favoráveis, o Control Master acionaautomaticamente os motores de aeração,contribuindo para a conservação eficiente doproduto com a utilização racional da energia
elétrica.
GERENCIADOR DE AERAÇÃO GTU-10M
O GTU-10M é um Gerenciador Automático para
sistema de aeração de grãos armazenados em
silos e armazéns graneleiros, que através de
limites máximos e mínimos de temperatura e
umidade ambiente, aciona os ventiladores
aeradores sempre que as condições climáticas
forem favoráveis.
Gerenciador de Aeração GTU-10M
IMPORTANTE:
Antes de se optar pelo uso de um sistema de
aeração, devem ser avaliadas as condições
climáticas da região, principalmente quando
se trata de aspectos de conservação dos
grãos durante a armazenagem.
Quando fazer a Aeração???
Regra 1 – Sempre que forem constatados
pontos na massa de grãos com diferença de
temperaturas, iguais ou maiores de 5ºC,
acionar o sistema.
Regra 2 – Sempre que for constatada na
massa uma temperatura média igual ou
superior a 3ºC em relação à temperatura
ambiente, acionar o sistema.
REGRAS DE INTERESSE PRÁTICO
- A aeração deverá ser efetuada quando os fatores
permitirem. A temperatura da massa de grãos, a
temperatura e a umidade relativa do ar.
- Tempo de aeração depende de região para região,
do momento para o momento, do produto para
produto e das variações climáticas.
-Observar a eficiência maior, períodos a noite,
menor custo, menor temperatura ocasiona
resfriamento mais eficaz.
Conceito de frente de resfriamento e conceito
de frente de secagem.
Funcionamento do sist. de ventilação por umas horas não
irá resfriar toda a massa de grãos (camada pequena do
produto).
Silo cheio – os grãos próximos da entrada de ar serão
resfriados à temperatura do ar, enquanto a temperatura
dos grãos nas camadas superiores permanecerá
praticamente nas condições iniciais – exceto em uma faixa
– frente de resfriamento.
Término da aeração – frente de resfriamento tenha se
movido através da massa de grãos.
Se o operador interromper a aeração com a
frente de resfriamento interior da massa de
grãos?
- As diferenças de temperaturas entre as
camadas resfriadas, as camadas em processo de
resfriamento – MIGRAÇÃO DE UMIDADE e
ACELERAR O PROCESSO DE DETERIORAÇÃO DO
PRODUTO.
Movimento do ar ascendente e o ventilador
encontra-se instalado na base do silo –
INSUFLAÇÃO ou ventilação positiva.
Sentido contrário – SUCÇÃO ou ventilação
negativa.
Insuflação – Vantagens
-Permite fazer a aeração de resfriamento durante o
enchimento do silo.
- Facilita a aceleração e remoção dos focos de calor da parte
superior do silo,
-Mantém limpos, sem riscos de entupimentos dos furos da
chapa perfurada,
- Indicada para a execução da aeração secante.
Insuflação – Desvantagens
- Promove o aquecimento do ar antes de entrar em contado
com os grãos – devido à ineficiência dos ventiladores
(acréscimo 3°C na temperatura).
Dependerá do umidade da massa de grãos.
- Formação de condensação no telhado.
Processo natural diferente da migração de
umidade.
Este processo ocorre com mais freqüência em
climas muito quentes.
Geralmente, a água que se condensa e goteja
sobre o produto armazenado contém a umidade
do ar que se acumula no espaço entre a
superfície da massa de grãos e o teto do silo.
Isto ocorre porque o teto do silo, aquecido
durante o dia, é resfriado durante a noite.
- Sucção – Desvantagens
- As impurezas finas tendem a obstrui a passagem de ar nas
chapas.
- Liberação de pó, odores e materiais finos próximos do solo
- Não pode ser utilizada o resfriamento durante o enchimento
do silo.
– Sucção - Vantagens
- A temperatura do ar que entra em contato com a massa é a
mesma do ar ambiente.
- Evita a condensação no telhado durante a aeração.
- Facilita e acelera a aeração com a finalidade de eliminar focos
de calor na metade de baixo do silo.
Não eliminar os insetos e microorganismos nocivos ao
ambiente de armazenamento imediatamente e, sim,
impedir sua proliferação.
Necessidade de um planejamento específico para
cada situação em que esta tecnologia é aplicada.
É necessário que a estratégia de controle utilizada
para o acionamento e desligamento do sistema de
aeração seja implementada corretamente para que os
seus objetivos sejam alcançados com sucesso.
O dimensionamento do sistema de aeração, a estratégia
de controle e os equipamentos devem ser adequados.
Deve-se empregar uma vazão mínima de ar necessária
para que a massa de grãos alcance a temperatura
desejada em um intervalo de tempo conveniente.
Se a aeração demorar muito, os seus objetivos podem não
ser alcançados e se o processo for muito rápido será
requerida uma vazão de ar muito alta, que poderá secar
ou umedecer os grãos, sendo também economicamente
inviável.
Limpeza rigorosa não só nas paredes e no piso da
unidade armazenadora, mas principalmente nos
ventiladores, aerodutos e os furos das chapas
perfuradas.
Verificação de todo sistema elétrico (tensão das
correias, fixação dos ventiladores, vedação
adequada dos aerodutos, limpeza em torno das
entradas de ar dos ventiladores etc);
Origem e histórico dos grãos a serem aerados (nível
de umidade e de impurezas);
Obtenção de dados climatológicos locais por meio de
Estações Meteorológicas;
Após o início da operação a movimentação da Frente de
Resfriamento da aeração eve ser monitorada por meio da
termometria e não desligar o sistema até que a frente
tenha atravessado toda a massa de grãos;
Preferencialmente desligar o sistema no início da manhã
para aproveitar ao máximo as temperaturas mais baixas
da noite e, conseqüentemente, evitar o desligamento da
aeração no final do dia.
Cálculo da vazão de ar
Pressão estática do ventilador
Potência do motor
Área de perfurações
Número de dutos
Espaçamento entre os dutos
Tempo provável de resfriamento da massa de
grãos.
Promove a ventilação dos grãos é a transilagem, ouseja, transferência total, sendo todos os grãos deum silo removidos para outro, ou de uma célula paraoutra, no caso de armazém graneleiros septados(transferência entre septos).
Na aeração, o ar passa, forçadamente, pela massade grãos, com auxilio de ventilador ou exaustor,dependendo do sistema, enquanto na transilagemsão os grãos que passam pela massa de ar, comauxilio do elevador.
Umidade de cada grão está em equilíbrio para cada condição de ar que
o envolve para uma determinada temperatura e Umidade Relativa.
Digamos que um determinado grão com 13% de umidade está em
equilíbrio com o ar com Umidade Relativa de 65% a 25°C. Se
colocarmos este grão num ambiente ou em contato com ar com 40% de
Umidade Relativa a 25°C, existe um desequilíbrio e haverá a passagem
da água do grão para o ar (secagem).
No caso inverso, se o ar estiver com 90% de Umidade Relativa a 25°C,
a água do ar, em forma de vapor, tenderá a transferir-se para o grão
(Umedecimento).
