Água nos grãos e Determinacao umidade

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<ul><li><p>A GUA NOS GROS </p><p>1. 1. Introduo </p><p> O grau de umidade dos gros o principal parmetro para o armazenamento. Os gros possuem certa quantidade de gua que afeta os seus processos biolgicos, no sendo possvel abordar os problemas relativos sua conservao sem deixar de fazer referncia ao teor de gua. Na Tabela 1 so apresentados os processos biolgicos que ocorrem nos gros relacionados a diferentes nveis de umidade. </p><p>Tabela 1. Processos biolgicos relacionados a diferentes nveis de umidade dos gros. Teor de gua </p><p>(%b.u.) PROCESSOS BIOLGICOS </p><p>45 a 60 Incio da Germinao 18 a 45 Aquecimento em funo da intensa atividade respiratria dos gros, </p><p>insetos e microrganismos. 14 a 18 Reduo da respirao, porm com permanente risco de aquecimento 10 a 13 Faixa de contedo de gua aceitvel para o armazenamento </p><p>convencional da maioria das espcies </p><p> Apesar da disponibilidade de gua ser imprescindvel para a realizao de diversos processos biolgicos que ocorrem nos gros, quando se trata de armazenamento, a quantidade de gua deve ser tal que o processo respiratrio seja mnimo e o desenvolvimento de insetos e microrganismos ausente. Sabe-se que a temperatura juntamente com o teor de gua so os principais fatores que afetam o desenvolvimento de microrganismos e ataque de insetos, governando, assim, a preservao da qualidade dos gros durante o armazenamento. Apenas para relembrar, o teor de gua tambm de grande importncia no momento de colheita dos gros, pois ir determinar o momento mais adequado para se realizar a operao sem comprometer a qualidade do produto e evitar perdas considerveis. Na Tabela 2, so apresentados os teores de gua mximo comumente utilizados para o armazenamento seguro de algumas espcies. O teor de gua dos gros serguro para o armazenamento depende da composio qumica de cada espcie, do tipo de armazenamento, das condies climticas dos armazns e do nvel tecnolgico da unidade armazenadora (aerao e equipamentos). </p><p>Tabela 2. Teores de gua para o armazenamento seguro de algumas espcies. </p><p>Teor de gua (%b.u.) Espcie At 1 ano Longo Perodo </p><p>Arroz 14 12 Trigo 13 12 Milho 13 13 Sorgo 12 12 Aveia 13 12 </p><p>Cevada 13 12 Amendoim 8 * </p><p>Girassol 8 * Caf 11 * </p><p>Feijo 11 * Soja 12 11 </p></li><li><p>1. 2. Teor de gua </p><p> Os gros so constitudos por matria seca e por certa quantidade de gua. O teor de gua, ou grau de umidade, representa a quantidade de gua presente nos gros e normalmente expresso em porcentagem (Figura 1). </p><p> GUA Ma - Massa da gua </p><p> Mt - Massa Total </p><p> MATRIA Mms - Massa da matria seca SECA </p><p>Figura 1 - Representao esquemtica da gua nos gros </p><p>A gua pode ser encontrada em trs formas bsicas: </p><p> ADSORVIDA - as molculas de gua esto aderidas superficialmente matria seca no interior dos gros; </p><p> ABSORVIDA - as molculas de gua esto retidas no interior dos gros por foras capilares nos interstcios da matria seca; </p><p> CONSTITUIO - as molculas de gua esto quimicamente ligadas matria seca. Faz parte da clula. difcil de ser retirada e quando isto ocorre, tambm so retiradas outras substncias e o material j entrou em oxidao. </p><p> A presena da gua pode ser estabelecida, para fins prticos, sob duas formas bsicas: gua livre, facilmente removida dos gros pelo calor, e gua fortemente ligada ao material slido que somente removida com altas temperaturas podendo volatilizar, neste caso, parte da matria seca. </p><p>1.3. Formas Bsicas para Expressar a Umidade: </p><p> Existem duas formas de expressar a quantidade de gua presente nos gros: </p><p> BASE MIDA (b.u.) - relaciona o massa da gua com a massa total. Normalmente expressa em porcentagem ou decimal. </p><p> Ma U(b.u.) = ----------- x 100 Mt BASE SECA (b.s.) - relaciona o massa da gua com a massa da matria seca, expressa em decimal. Ma U (b.s.) = ------- Mms em que, </p></li><li><p> Ma - massa do gua; Mms - massa da matria seca; Mt - massa total ( Ma + Mms); A base mida mais utilizada diariamente na armazenagem e comercializao. A base seca mais comum no meio cientfico e estudos tericos. </p><p>4. 3. 1. Frmulas de interconverso de bases: </p><p> 100 x Ubu 100 x Ubs U(bs) = ---------------- U(bu) = ------------------ 100 - Ubu 100 + Ubs </p><p>1.4. Porcentagem de Quebra </p><p> Um lote de gros quando chega unidade de armazenamento deve ser amostrado para verificar suas condies de umidade, impureza e outras caractersticas. Quando o teor de gua est acima do recomendado para o armazenamento seguro, o lote deve ser submetido secagem. comum, nas unidades de armazenamento, cooperativas e outras empresas o uso de tabelas e frmulas que indicam a reduo de massa do lote devido remoo de gua durante a secagem, comumente denominada de Porcentagem de Quebra (PQ). A frmula usada para esse clculo a seguinte: </p><p>Ui - Uf PQ = --------------- x 100 </p><p>100 - Uf em que, </p><p>PQ - Porcentagem de Quebra (%); Ui - Umidade inicial (b.u.); Uf - Umidade final (b.u.). </p><p> Na Tabela 3 apresentado o porcentual de quebra (%) para reduzir a umidade dos gros para 13% b.u. </p><p>Tabela 3 - Porcentagem de Quebra para reduzir o teor de gua para 13% b.u. </p><p>Umidade PQ (%) Umidade PQ (%) Umidade PQ (%) Umidade PQ (%) 13 0,000 16 3,448 19 6,897 22 10,345 </p><p>13,1 0,115 16,1 3,563 19,1 7,011 22,1 10,460 13,2 0,230 16,2 3,678 19,2 7,126 22,2 10,575 13,3 0,345 16,3 3,793 19,3 7,241 22,3 10,690 13,4 0,460 16,4 3,908 19,4 7,356 22,4 10,805 13,5 0,575 16,5 4,023 19,5 7,471 22,5 10,920 13,6 0,690 16,6 4,138 19,6 7,586 22,6 11,034 13,7 0,805 16,7 4,253 19,7 7,701 22,7 11,149 13,8 0,920 16,8 4,368 19,8 7,816 22,8 11,264 13,9 1,034 16,9 4,483 19,9 7,931 22,9 11,379 14 1,149 17 4,598 20 8,046 23 11,494 </p><p>14,1 1,264 17,1 4,713 20,1 8,161 23,1 11,609 14,2 1,379 17,2 4,828 20,2 8,276 23,2 11,724 14,3 1,494 17,3 4,943 20,3 8,391 23,3 11,839 14,4 1,609 17,4 5,057 20,4 8,506 23,4 11,954 14,5 1,724 17,5 5,172 20,5 8,621 23,5 12,069 </p></li><li><p>14,6 1,839 17,6 5,287 20,6 8,736 23,6 12,184 14,7 1,954 17,7 5,402 20,7 8,851 23,7 12,299 14,8 2,069 17,8 5,517 20,8 8,966 23,8 12,414 14,9 2,184 17,9 5,632 20,9 9,080 23,9 12,529 15 2,299 18 5,747 21 9,195 24 12,644 </p><p>15,1 2,414 18,1 5,862 21,1 9,310 24,1 12,759 15,2 2,529 18,2 5,977 21,2 9,425 24,2 12,874 15,3 2,644 18,3 6,092 21,3 9,540 24,3 12,989 15,4 2,759 18,4 6,207 21,4 9,655 24,4 13,103 15,5 2,874 18,5 6,322 21,5 9,770 24,5 13,218 15,6 2,989 18,6 6,437 21,6 9,885 24,6 13,333 15,7 3,103 18,7 6,552 21,7 10,000 24,7 13,448 15,8 3,218 18,8 6,667 21,8 10,115 24,8 13,563 15,9 3,333 18,9 6,782 21,9 10,230 24,9 13,678 </p><p>Obs: no confundir Porcentagem de Quebra (PQ) com quebra tcnica que a perda de massa da massa de gros devido respirao dos mesmos. </p><p>1.5. Determinao da umidade dos gros </p><p> Existem alguns mtodos, comuns no dia a dia no armazenamento que utilizam a variao de caractersticas como a dureza, som e massa especfica para estimar a umidade dos gros. Entretanto, apesar de serem prticos, esses mtodos so subjetivos e, at o momento, no oferecem qualquer preciso ou repetibilidade. </p><p>Os principais mtodos de determinao de umidade utilizados podem ser divididos em mtodos diretos e indiretos: Os mtodos diretos quantificam o teor de gua retirando toda a gua da amostra. Alguns destes mtodos so utilizados como padro, porm so mais demorados. Os principais mtodos diretos so: estufa, destilao e infravermelho. Os mtodos indiretos quantificam o teor de gua por meio de propriedades fsicas que variam em funo da quantidade de gua do material. Esses mtodos ainda no so muito precisos, mas em funo da rapidez e facilidade com que so executados, atingiram grande popularidade. Incluem principalmente, os mtodos eltricos. </p><p>1.5.1. Mtodos Diretos </p><p> Baseia-se na curva tpica de remoo de gua dos gros. Ao atingir o massa constante (Plat) considera-se que toda a gua, exceto a de constituio, foi removida (Figura 2). </p><p> Massa </p><p> (Plat) </p><p> Tempo </p><p>Figura 2. Grfico demonstrando uma curva tpica de remoo de gua ao longo do tempo. </p><p> a) ESTUFA </p></li><li><p> O mtodo de estufa, reconhecido internacionalmente para determinao de umidade dos gros, baseado na secagem de uma amostra, de massa inicial conhecido, calculando-se o teor de gua a partir da diferena entre o massa inicial e final. Os mtodos de determinao de umidade de gros em estufa so empricos por natureza. Os resultados dependem da temperatura e tempo de secagem, do estado do gro e da presso atmosfrica sob a qual feita a determinao de umidade. </p><p> A equao para clculo da umidade determinada pela estufa mostrada a seguir: </p><p>Mi - Mf U = ---------- x 100 </p><p>Mi em que, </p><p>Mi - massa inicial da amostra (g); Mf - massa final da amostra (g); U - teor de gua (% b.u.). </p><p> Existem muitas combinaes de tempo e temperatura empregadas nas estufas de secagem com vistas determinao de umidade dos gros. As recomendaes variam com a espcie, com o tamanho das sementes e com o teor de gua esperado. No caso de gros volumosos ou de produtos com alta umidade, acima de 60%, a amostra moda para determinao da umidade em dois estgios. Em geral, utilizam-se temperaturas de 105 a 130C e tempos de secagem variando de 24 a 72. No Brasil, utiliza-se com freqncia: 105 1C durante 24h. </p><p>a.1.) Estufa sob presso atmosfrica </p><p>Mtodo em uma etapa: consiste em colocar amostras de 25 a 30 gramas de gros em estufa a 100o C , durante um perodo de 48 a 72 horas. As mesmas devero ser retiradas e colocadas num dessecador, at atingir a temperatura ambiente, para que seja feita a pesagem. A diferena de massa entre o inicial e o final representa o massa da gua contida no gro. O tempo acima mencionado, para permanncia do gro na estufa, varivel de acordo com o tipo de produto, devendo-se portanto consultar o manual do mtodo escolhido (RAS, AOAC, AACC, USDA, etc.). </p><p>Figura 3. A) Estufa para determinao de umidade; B) Dessecador para resfriamento das amostras. </p><p>Mtodo em duas etapas: utilizado para gros com teor de gua acima de 13% b.u.: </p><p>A B </p></li><li><p>1a etapa: colocar as amostras com 25 a 30 gramas de gros inteiros em estufa a 130o C, at atingir o teor de gua em torno de 13% b.u.. Na prtica, essa operao leva aproximadamente 16 horas. Pesada a amostra, segue-se a segunda etapa; </p><p>2a etapa: a amostra retirada na primeira etapa moda e separada em subamostras de 2 a 3 gramas. Em seguida, as subamostras so mantidas em estufa a 130o C durante uma hora. Posteriormente, faz-se a pesagem conforme descrito anteriormente. </p><p>Esse mtodo exige mais tempo do operador, mais pesagens de amostras, e mais clculos esto envolvidos, devendo-se ter mais cuidado, para evitar erros de medio. </p><p>a.2.) Estufa a vcuo </p><p>As amostras so inicialmente modas, colocadas em estufa a aproximadamente 100o C e mantidas sob presso de 25 mm de Hg durante aproximadamente cinco horas. A seguir, elas so retiradas e, como nos processo anteriores, so pesadas aps atingirem a temperatura ambiente. A perda de massa representar a quantidade de gua da amostra. </p><p>As seguintes recomendaes devem ser seguidas para aumentar a preciso na determinao da umidade utilizando-se o mtodo em estufa: </p><p>Amostra representativa: como so utilizadas pequenas quantidades do produto, deve-se usar um mtodo de amostragem adequado, para minimizar os erros de medio; </p><p>Proteo da amostra: a amostra dever ser mantida em recipiente a prova de umidade, para reduzir ao mnimo o tempo de exposio ao ar ambiente, tanto na pesagem, como na moagem. Usar um dessecante apropriado, e pesar as amostras imediatamente aps o resfriamento; </p><p>Preciso da pesagem da amostra: devero ser utilizados equipamentos e tcnicas adequadas, compatveis com o grau de exatido desejado; </p><p>Preparao das amostras: para as amostras que necessitam de moagem, devem-se escolher moinhos em que a amostra fique o mnimo perodo de tempo possvel exposto ao ar ambiente, e que sejam de fcil limpeza. Utilizar peneiras de malhas adequadas granulometria que se deseja obter de acordo com o produto e a recomendao do mtodo; </p><p>Tamanho da amostra: esse parmetro crtico na determinao da umidade, devido principalmente densidade das vrias espcies de gros. De um modo geral, o tamanho da amostra varia de 2 a 5 gramas, para o produto modo, ou de 25 a 30 gramas, quando se utiliza o produto inteiro. </p><p>Estufas: tanto as estufas de conveco natural como as de conveco forada podem ser usadas, sendo que essa ltima mais recomendvel. As estufas devem ser operadas continuamente quando esto em uso para garantir o aquecimento uniforme e uma maior estabilidade da temperatura. Cada estufa deve ser conferida quanto estabilidade da temperatura, uniformidade de aquecimento, ventilao, taxa de fluxo de ar, taxa de recuperao da temperatura aps a insero das amostras e preciso do termmetro. </p><p>Estabilidade da temperatura: a temperatura da estufa deve permanecer constante, ou com uma variao em torno de + 1o C; </p><p>Uniformidade de aquecimento: deve ser verificada mediante a distribuio de uma mesma amostra em diversos pontos da estufa; </p></li><li><p>Ventilao: a ventilao inadequada pode resultar em baixos valores de umidade, com erro de cerca de 1% ou mais; </p><p>Fluxo de ar: deve ser regulado a uma taxa tal que no sopre o produto; </p><p>Taxa de recuperao de temperatura: a estufa dever voltar temperatura ajustada dentro de 15 a 20 minutos aps a insero das amostras. A marcao do perodo de secagem dever ser iniciado quando o termmetro estiver marcando uma diferena de 1o C em relao temperatura ajustada; </p><p>Preciso do termmetro: o termmetro deve ser conferido utilizando-se um termmetro padro, a cada seis meses de uso contnuo. </p><p>Dessecante: recomenda-se a utilizao da alumina ativada, tipo 4A ou 4AXW, ou outro produto que seja adequado a essa finalidade; </p><p>Umidade Relativa do ar do laboratrio: pode afetar a determinao da umidade quando so utilizadas temperaturas de at 103o C, no interferindo no caso de temperaturas de secagem mais elevadas; </p><p> b) DESTILAO </p><p> Termmetro </p><p> Condensao do vapor dgua </p><p> leo + amostra Proveta </p><p> (gua condensada) </p><p>Figura 4. A) Esquema da destilao; B) Determinador de umidade por destilao. </p><p>Ma U = -------- x 100 </p><p>Mi </p><p>em que: Ma - massa da gua Mi - massa da amostra. </p><p> Este processo baseado na remoo da gua dos gros pelo aquecimento do material imerso em um lquido com temperatura de ebulio superior ao da gu...</p></li></ul>

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