aula 2 - secagem de grãos

8/12/2019 aula 2 - Secagem de Gros

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UFV/CRP SECAGEM DE GROS


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A ultima etapa do desenvolvimento dos produtos agrcolas

o ponto de maturidade fisiolgica, no qual mximo o pesode matria seca dos gros, a partir deste ponto as reservasdos gros so usadas para atender a sua demanda pornutrientes. Partindo deste principio esta seria a poca ideal

para a colheita, porm a umidade por ser elevada dificulta oprocedimento de colheita. Quando os gros esto muitomidos apresentam baixa resistncia mecnica, e quandoesto muitos secos apresentam baixa elasticidade, e ambosos casos acarretam perdas qualitativa do cereal. Portanto, o

ponto ideal de colheita varia de produto para produto.


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Todos os processos aplicados aos gros aps a sua

maturidade fisiolgica devem ser cuidadosamente planejadose executados para que o gro mantenha a qualidadeadquirida e com isto mantenha o mximo de valor nutricionalagregado.

Para que a colheita seja realizada com sucesso, os grosdevem estar com umidade entre 16 e 25%, enecessariamente devem passar por um processo de secagempara reduzir a sua umidade, at a faixa de armazenamento,

variando de 12 a 14%.


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Operaes unitrias em Unidades Armazenadoras


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Moega


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Limpeza

Na etapa de limpeza so retiradas as impurezas presentes noproduto: palhas, vagens, matrias estranhas, poeira de grose de terra provenientes do campo de colheita.

Importncia da limpeza:

Secagem: mais uniforme, diminuio do risco de incndio,aumenta capacidade de secagemArmazenamento:

passagem de ar na aerao no obstruda,material mais uniforme na armazenagem,menos suscetvel ao ataque de insetos.


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Limpeza

Pode ser dividida em 3 formas:Pr-limpezaLimpezaClassificao


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Pr-limpeza

Operao preliminarFeita com os gros midosEliminar folhas, ramos, torres, poeiraReduz para 4% o teor final de impurezas


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Limpeza

Operao terminalSepara impurezas remanescentes da pr-limpezaReduz para 1% o teor de impurezas final da massa.


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Classificao

Realizada com o gro limpo.

Classificao de acordo com os parmetros:ComprimentoFormaEspessuraLargura


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Classificao dos equipamentos de limpeza

Quanto ao princpio de funcionamento

Insuflao ou Aspirao de ar: Flutuao dos corpos nacorrente de ar (velocidade terminal)

Arraste dos corpos mais leves

Peneiramento dos gros: Corpos so colocados sobre tela ouchapa perfurada, e por movimento vibratrio ou oscilatrio,

existe a separao entre impurezas e gros.


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Mquinas de peneiras

Crivo circular Crivo retangular


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Mquinas de peneiras


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Jogo de peneiras:


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Mquinas de ar-peneira


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Limpeza


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Princpios de funcionamento das mquinas de limpeza:


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Separao das impurezas por tamanho e massa


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Secagem

Etapa do processamentoque tem por finalidaderetirar parte da gua dasemente que disponvels atividades biolgicas dassementes, insetos emicrorganismos.


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Princpios Gerais da Secagem

A secagem uma operao crtica dentro da sequncia doprocessamento dos gros e quando realizada de formainadequada pode causar a deteriorao dos gros, aumentara susceptibilidade a trincas nos gros de milho e soja e reduzira qualidade de no processo de moagem de trigo e nobeneficiamento de arroz.

O resultado geral da secagem a separao parcial entre o

lquido (geralmente a gua) e a matriz slida. No caso dosprodutos agrcolas a matriz slida um alimento contendopropores variveis de: carboidratos, protenas, lipdios eminerais.


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A secagem de gros envolve dois processos fundamentais

quando o produto colocado em contato com o ar quente:

(1)a transferncia de calor do ar para o produto pelo efeitoda diferena de temperatura existente entre eles

(2) a transferncia de massa para o ar pela diferena depresso parcial de vapor de gua existente entre o ar e asuperfcie do produto.


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As condies externas e os mecanismos internos do

movimento de umidade dos gros durante a secagem somuito importantes. O movimento de gua do interior domaterial at a superfcie analisado pelos mecanismos detransferncia de massa, que indicaro a dificuldade de

secagem dos materiais. Durante a secagem, para que haja aevaporao de gua da superfcie do material ao ambiente, agua deve ser transportada do interior do slido at asuperfcie


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Os parmetros que influenciam a taxa de secagem, com

utilizao de ar forado, so principalmente, a temperatura ea umidade relativa do ambiente, temperatura e fluxo do ar desecagem, umidade inicial, final e de equilbrio do produto, atemperatura e velocidade do produto no secador, bem comoa variedade e a histria do produto do plantio at a colheita.


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Equilbrio Higroscpico

Capacidade de ceder ou absorver umidade de acordo com abaixa ou alta umidade relativa do ar contido no espaointersticial da massa de gros.

Os gros mantm equilbrio de sua umidade com a umidaderelativa do ar, a uma dada temperatura.


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Equilbrio Higroscpico

IMPORTNCIA Saber se o gro ganhar ou perder umidade segundo ascondies de umidade relativa do ar e temperatura. Umidade do produto quando em equilbrio = equilbriohigroscpico a umidade que se observa aps a exposio de um gropor um perodo prolongado a uma condio ambiental.


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Isotermas de equilbrio: relao entre a umidade de

determinado produto e a correspondente umidade deequilbrio para uma dada temperatura


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Valores da Ue so diferentes para quando os gros ganham

gua (adsoro) e quando perdem umidade (dessoro).Velocidade de adsoro de gua pelo gro mais lenta que ade dessoro.


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Umidade de equilbrio

UR = umidade relativaT= temperatura absoluta (K)Ue= umidade de equilbrio (Bs)C e n= constantes do material

ne )U(CTeUR1


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No ponto de equilbrio, a presso de vapor d'gua dentro do

gro igual presso de vapor d'gua contido no ar.

Quando o gro e o ar, que o envolve, apresentam diferentespresses de vapor, a umidade se movimenta da substncia

com maior presso de vapor para aquela que possui menorpresso at atingir um ponto de equilbrio (fim do transportede umidade)


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Umidade relativa do ar

Em quePv = presso parcial do vapor dgua no ar a T (C) - PaPvs = Presso do vapor saturado a T(C);= umidade relativa do ar

VS

V

P

P


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Se:

Pv gro < Pv ar = o gro sorve umidade do ar(umedecimento)

Pv gro > Pv ar = o gro cede umidade para o ar (secagem)

Pv gro = Pv ar = equilbrio higroscpico


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Umidade de equilbrio depende:

Umidade relativa do ar

Temperatura

Condies fsicas dos gros

Direo na qual ocorre a transferncia de massa entre ogro e o ambiente.


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Ex:

Soja

Temperatura oC UR % Ue % bs

20 70 14,2

25 70 14,1

30 70 13,9

35 70 13,8


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Processo de secagem se baseia no princpio de mudana da

UR

Ex: Soja

Temperatura oC UR % Ue % bu Ue % bs

20 70 14,2 16,6

25 52 10,6 11,8

30 40 8,4 9,2

35 30 6,7 7,2


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Determinao da Ue

Existem dois mtodos para a obteno experimental do teor

de umidade de equilbrio. Mtodo Esttico ou Dinmico


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Mtodo Esttico

Necessita de vrios dias para que a umidade do produtoentre em equilbrio com o ambiente. Pode-se usar soluessalinas saturadas ou solues cidas, a diferentesconcentraes, para manter a umidade relativa desejada sobdeterminada temperatura.


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Mtodo Dinmico

Consiste em forar o ar, com umidade relativa e temperaturacontroladas, a passar pela amostra, ou vice-versa. Chega-semais rapidamente ao valor da Ue. A velocidade com que oequilbrio atingido vai depender da quantidade de trocas aserem feitas para um produto em particular.


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Condio para que ocorra a secagem:

A presso de vapor da gua na semente tem que ser maiorque a presso de vapor da gua no ar de Secagem

PvH20 (gro) > PvH20 (ar)


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Mtodos de Secagem

Se considerarmos que o ar empregado na secagem de umproduto o ar ambiente, movimentado artificialmente,podemos distinguir dois mtodos de secagem:

Secagem Natural

Secagem Artificial

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Secagem Natural:

Consiste na exposio do produto mido ao sol ou a sombraem um ambiente relativamente seco a fim de que a gua sejaremovida por evaporao. O produto pode ser disposto emterreiros de cimento, (como a secagem de caf em terreiro),ou sobre tabuleiros, sendo o produto revolvidoconstantemente.Exige baixo custo de implantao e mo-de-obra noespecializada, porm a sua utilizao est condicionada as

condies climticas da poca de colheita.Este mtodo no se aplica ao processamento de grandesvolumes de gros devido ao baixo rendimento e a vinculaodo controle do processo a fatores climticos.

F / P


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Secagem Natural:

UFV/CRP


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Secagem Artificial:

A secagem artificial tem por finalidade mudar as condies do arde secagem, para que este retire do produto o mximo de guapossvel, mantendo as caractersticas qualitativas deste produto.No caso o ar aquecido, e o produto mido submetido, em um

secador a ao de uma corrente deste ar, aonde sero feitas astransferncias de calor e massa.A secagem artificial permite reduzir rapidamente o teor deumidade dos produtos recm-colhidos, evitar alteraes

metablicas e minimizar a ao de fungos e insetos. Apesar deseu custo elevado a secagem artificial de gros amplamenteadotada por razes de produtividade agrcola, ou dedisponibilidade de mo-de-obra.

UFV/CRP S


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Secagem Artificial:

UFV/CRP S


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Secagem Artificial:

A alternativa para a secagem natural no campo ou terreiro autilizao de tcnicas de secagem artificial. A secagem artificialpode ser executada em baixas e/ou altas temperaturas.

A secagem a baixas temperaturas considerada aquelaexecutada com ar natural ou levemente aquecido (1 a 10C),acima da temperatura ambiente.


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UFV/CRP SE E E


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Secagem a baixa temperatura:

Sistema de secagem recomendado para pequenas e mdiaspropriedades agrcolas

A secagem baixa temperatura normalmente realizada em

silos secadores, sendo normalmente utilizada para secagemde sementes

UFV/CRP SEC GEM DE GRO


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Secagem com ar natural: Processo de secagem dependentedas condies climticas da regio

Secagem com ar aquecido: Processo de secagem com

aquecimento do ar ambiente at 40C.



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Secagem com ar natural:

O teor de gua final do produto igual ao teor de gua deequilbrio do produto com as condies climticas mdias doar de secagem na regio.



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Exemplo de secagem em Maring: Tmdia = 24C e UR = 70%

Tabela de teor de umidade de equilbrio do milho



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Secagem com ar aquecido:

O teor de umidade final do produto igual ao teor deumidade de recomendado para a sua conservao.



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Tabela de teor de umidade de equilbrio do milho



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Fontes de aquecimento do ar de secagem:



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Secagem em alta temperatura

o processo de secagem maisrpido e independente dascondies climticas, sendo queo ar de secagem tem o seupotencial aumentado a medidaque se eleva a temperatura.



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Secadores de leito fixo

A camada de gros nestes secadores permanece esttica durantea secagem. O modelo representado na Figura dispe de fornalhaa lenha, ventilador e cmara de secagem. O tempo de secagempor carga estimado em 5 horas. O fluxo de ar empregado variad e 1 a 1 0 m3/min.m2 de rea da cmara de secagem. Atemperatura do ar de secagem varia de 40 a 55oC.



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Pelo fato do produto permanecer esttico recomendado orevolvimento a cada trs horas. Assim, a secagem do produtodar-se- uniformemente. Alguns fabricantes comercializam estessecadores com sistemas mecnicos para o revolvimento. Assim dispensada a interrupo do processo de secagem.

O secador de leito fixo tem sido empregado na secagem de milhoem espiga, feijo em ramas, caf e arroz. O formato da cmara desecagem pode ser variado e esta pode ter o fundo inclinado parapropiciar a descarga por gravidade.



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Secadores de Fluxos Cruzados

Conforme a denominao, os fluxos de gros e ar de secagemcruzam sob um ngulo de 90o na cmara de secagem. Este tipo de

secador o mais difundido mundialmente, devido facilidade deconstruo. Na Figura apresenta um secador com duas cmaras desecagem. Na primeira, a superior, h um ventilador axial e nasegunda dois. Junto aos ventiladores existem os queimadores degs. Ocorre inverso de lado das colunas de gros da primeira parasegunda cmara de secagem. Isto feito para homogeneizar oteor de umidade na massa de gros. Pois, o produto que seencontra mais prximo entrada do ar de secagem, torna-lo maisseco e aquecido.



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Secadores de Fluxos Cruzados



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Secador de Fluxos Contracorrentes

Nestes secadores os fluxos de gros e ar de secagem ocorrem emsentidos contrrios. Sendo que o fluxo de gros ocorre no sentidoda gravidade e o fluxo de ar em sentido ascendente. Na Figuraest esquematizada a configurao tpica que conta com um silodotado de: fundo perfurado, sistema de aquecimento, ventiladore sistema de movimentao de gros. Em seu funcionamento, a

frente de secagem permanece sempre junto ao fundo. medidaque ocorre a secagem, a camada de gros seca transportadapara silos armazenadores ou ento, depositada na partesuperior da massa de gros.



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Secador de Fluxos Contracorrentes



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Secador de Fluxos Concorrentes

So secadores em que os fluxos de ar de secagem e gros tm omesmo sentido de deslocamento. As configuraes comerciaispossuem (a) grandes alturas (b) vrios estgios de secagem edescanso e (c) circuitos de reaproveitamento do ar de secagem.



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Secador de fluxos mistos ou secador do tipo Cascata

Este o modelo de secador mais utilizado pelas unidadesarmazenadoras brasileiras, disponibilizado com capacidadeshorrias de secagem de 15 a 250 t/horas.Estruturalmente, essessecadores possuem uma torre central montada pelasuperposio vertical de caixa dutos. Uma caixa duto formadapor dutos montados emuma fileira horizontal. O nome cascata

definido devido caracterstica do movimento da massa de grospor entre os dutos.



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UFV/ R SECAGEM DE GROS





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2/3 da altura da torre correspondem cmara de secagem. Pelolado esquerdo entra o ar de secagem com temperaturas entre 80

a 100oC. E do lado direito procedida a suco do ar exausto,que geralmente possui temperatura entorno de 7oC acima datemperatura ambiente.O 1/3 inferior da altura da torre destinado cmara de

resfriamento. Cujo objetivo retirar calor da massa de gros,deixando-a com temperatura prxima a ideal para aarmazenagem.



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Secagem combinada

Consiste em utilizar secagem em alta temperatura enquanto oproduto tem alto teor de umidade e transferir o produto paraum sistema de baixa temperatura cuja secagem sercomplementada



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Secagem combinada



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Estimativa do tempo de secagem:

O tempo estimado de secagem pode ser obtido utilizando:Grfico psicromtricoBalano de calor e massaModelos de simulao

Modelo de HukillModelo de ThompsonModelo de MichiganModelo de Morey

Etc...

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