aeração de grãos

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).