MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOUNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS

FACULDADE DE AGRONOMIA “ELISEU MACIEL”(Fundada em 8 de dezembro de 1883)

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA AGROINDUSTRIALLABORATÓRIO DE PÓS-COLHEITA E INDUSTRIALIZAÇÃO DE GRÃOS

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ESTADO DO RIO GRANDE DO SULSECRETARIA DA AGRICULTURA E ABASTECIMENTO

INSTITUTO RIO GRANDENSE DO ARROZ-IRGADIVISÃO DE PESQUISA – ESTAÇÃO EXPERIMENTAL DO ARROZ-EEA

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INDUSTRIALIZAÇÃO DO ARROZ

Prof. Moacir Cardoso Elias, Engº Agrº, Dr. - UFPELProf. Alvaro Renato Guerra Dias, Engº Agrº, Dr. - UFPELProf. Manoel Artigas Schirmer, Quím., Dr. - UFPELProfª Márcia Arocha Gularte, Ec. Dom., Drª - UFPELPesq. Carlos Alberto Alves Fagundes, Engº Agrº, M.Sc. - IRGAPesq. Gilberto Wageck Amato, Engº Quím., M.Sc.. - IRGA

2005

INDICE

OPERAÇÕES TECNOLÓGICAS.......................................................................................................3 1. RECEPÇÃO................................................................................................................................... 32. PRÉ-LIMPEZA/LIMPEZA/SELEÇÃO............................................................................................ 43. SECAGEM PRIMÁRIA (OU SECAGEM DO ARROZ DE LAVOURA)......................................... 54. ARMAZENAMENTO...................................................................................................................... 94.1. MANEJO DA AERAÇÃO.......................................................................................................... 125. BENEFICIAMENTO......................................................................................................................155.1. LIMPEZA/SELEÇÃO PRÉ-DESCASCAMENTO......................................................................155.2. DESCASCAMENTO..................................................................................................................155.3. BRUNIMENTO E POLIMENTO.................................................................................................175.4. SELEÇÃO..................................................................................................................................186. EMBALAGEM.............................................................................................................................. 207. CAPTAÇÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA, E DE EFLUENTES..................................................218. LABORATÓRIO DE ANÁLISE E CONTROLE DE QUALIDADE............................................... 22

9. BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................23

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OPERAÇÕES TECNOLÓGICAS

Na indústria, há operações unitárias, seqüenciais, que constituem etapas do processo. Assim, na etapa ou fase de pré-processamento, as operações são recepção, com pesagem, amostragens, análises; pré-limpeza, secagem e armazenamento, com as operações de manutenção de qualidade. Na etapa ou fase de processamento, ou beneficiamento industrial propriamente dito, que também necessita de pesagem para dimensionamento e controle de qualidade operacional, no convencional de produção de arroz branco polido, as operações incluem limpeza/seleção prévia, descascamento, separação de marinheiros, brunimento/polimento, seleção final, embalagem e expedição.

1. RECEPÇÃO

Figura 1. Estrutura de recepção de arroz na planta industrial, com balança de pesagem e espaço de manobra de caminhões

Chegando na indústria, se considerados aptos para o processamento, após amostragem e análises, os grãos são descarregados na moega de recepção, sendo direcionados, a partir daí, para as diferentes etapas.

Iniciando as operações industriais, o arroz é submetido à pesagem e à amostragem para análises.

A pesagem, normalmente, é realizada em balança tipo pesa-caminhões, com carga na entrada e vazios na saída, obtendo o peso da carga por diferença.

A amostragem deve ser representativa da carga, devendo ser coletadas amostras de vários pontos. As principais análises realizadas são de umidade e de impurezas. Rendas, rendimentos e defeitos geralmente são também analisados.

Figura 2. Moega de recepção de arroz em casca, a granel.

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Após serem descarregados dos caminhões na moega de recepção, os grãos são transportados por elevadores de caneca para as caixas reguladoras de fluxo e daí para a pré-limpeza. A movimentação vertical normalmente é feita por elevadores, enquanto a horizontal se faz por correias, roscas ou por transportadores de corrente. Entre duas operações consecutivas deve haver regulador de fluxo ou "silo pulmão".

2. PRÉ-LIMPEZA/LIMPEZA/SELEÇÃO

A unidade industrial tanto pode receber arroz que chega sujo e úmido, na safra, como pré-limpo e seco, na entressafra. Na safra, se os grãos chegarem diretamente da lavoura, com umidade e impurezas e/ou matérias-estranhas em graus elevados, deve ser efetuada a pré-limpeza e a secagem, antes do armazenamento, utilizando a estrutura de recepção e reguladores de fluxo ou silos-pulmão, da unidade industrial, aproveitando estrutura disponível, com variação operacional, dentro da capacidade instalada.

Quando a indústria dispõe de unidades de pré-limpeza, secagem e armazenamento nas próprias unidades de produção ou em outras unidades industriais, em outros locais ou mesmo municípios da região, na entressafra, a indústria deve estar programada para operar a partir de grãos pré-limpos e secos, cujo armazenamento ocorre em outros locais, utilizando sua estrutura de armazenamento em silos metálicos armazenadores, aerados, muito mais como reguladores de reservas operacionais do que como unidades de armazenamento e conservação permanentes. Entretanto, deve haver condições técnicas, operacionais e de infra-estrutura que permitam operar, na safra, também a partir de grãos úmidos e sem pré-limpeza, devendo ser considerado esse fato na análise técnica e funcional da unidade industrial. De um modo geral, entretanto, o fluxo de grãos que chegam na indústria já secos e pré-limpos, começa na moega e prossegue na limpeza, com dispositivos separadores de impurezas/matérias estranhas e captação de poeira, indo daí para os descascadores e seguindo até o empacotamento e a expedição.

Figura 3. Máquinas de ar e peneiras planas, que pode ser utilizada tanto na operação de pré-limpeza (na safra) ou como na de limpeza/seleção de arroz com casca, na entressafra.

A pré-limpeza, assim como a limpeza, é realizada em equipamentos dotados de peneiras e ventiladores, tendo por objetivo preparar o arroz para a secagem, retirando impurezas e/ou matérias estranhas muito diferentes dos grãos e que poderiam prejudicar a rapidez, a homogeneidade e a segurança da secagem. A pré-limpeza é menos seletiva do que a limpeza e pode ser realizada tanto em máquina de limpeza como de pré-limpeza, desde que ajustada para tal. Similarmente, a limpeza pode também ser efetuada em máquina de pré-limpeza.

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Para se realizar limpeza (mais seletiva) numa máquina de pré-limpeza, deve-se alterar o fluxo de ar, substituir os jogos de peneiras e reduzir o fluxo de grãos para 1/3 a 1/4 em relação ao que é processado na pré-limpeza. Tanto uma operação quanto a outra são executadas sob os mesmos princípios: a separação com base na velocidade final dos materiais, determinada pelo peso e relação superfície/volume, é feita pela corrente de ar, enquanto a separação pelas dimensões e forma é feita pelas perfurações das peneiras, que são dotadas de movimentos vibratórios e oscilatórios.

No mesmo jogo de peneiras, a superior tem perfurações muito maiores do que os grãos, enquanto as da inferior são muito menores do que eles. As máquinas típicas de limpeza têm jogos de peneiras dispostas em série, enquanto os das máquinas de pré-limpeza são paralelas, possibilitando fluxos duplos de grãos.

Na pré-limpeza, os teores de impurezas e/ou matérias estranhas são reduzidas a valores não superiores a 4-5%, enquanto na limpeza comercial o valor máximo é 2%, embora a boa técnica recomende não mais de 1%.

Também nas indústrias que utilizam processo convencional de beneficiamento industrial, a captação de poeira é importantíssima e tem papel fundamental na redução das contaminações industriais e nos riscos de incêndio. Pode ser feita com dispositivos especiais que incluem sucção ou insuflação, ciclones e outros.

Figura 4. Sistema de captação de poeira acoplado à operação de limpeza de arroz com casca.

Para se calcular a variação de peso, na operação de pré-limpeza (ou na de limpeza, pois a fórmula matemática é a mesma), é possível serem utilizadas as seguintes fórmulas:

Q.i.r. = P.i.p. -100-I.i. x P.i.p. 100-I.f.

onde:Q.i.r.. = quantidade de impurezas removidas;P.i.p. = peso inicial do produto ou peso do produto sem limpeza;I.i. = percentagem de impurezas do produto, antes da limpeza;I.f. = percentagem de impurezas do produto, após a limpeza;

3. SECAGEM PRIMÁRIA (OU SECAGEM DO ARROZ DE LAVOURA)

No período de safra, a parte do arroz que chega sujo e úmido nas unidades de armazenamento e conservação de grãos é submetida à secagem após passagem pela pré-limpeza. Erroneamente, muitos denominam essa operação der secagem de arroz verde. Ora, o arroz deve ser colhido após a maturação e, portanto, não se trata de arroz verde, mas arroz úmido, na condição de colheita, ou pode ser simplesmente denominado

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arroz de lavoura. Na quase totalidade das plantas industriais de arroz, é utilizado o método de secagem intermitente, cuja operação apresenta boa uniformidade, é rápida e não se caracteriza por causar excessivos danos ou choques térmicos, ainda que provoque danos mecânicos. Na planta industrial, em unidades que não produzem todos os grãos que beneficiam (adquirem grãos de terceiros), há predominância de chegada de grãos pré-limpos e secos, quando então devem ser utilizados reguladores de fluxo ou silos-pulmão, acoplados a elevadores de caçamba/caneca.

Figura 5. Regulador de fluxo ou silo-pulmão de fundo cônico.

O aquecimento do ar na secagem, com as finalidades de diminuir sua umidade relativa e de aumentar sua entalpia e sua capacidade evaporativa, deve ser controlado dentro de limites determinados, em virtude dos danos físico-químicos e biológicos que pode causar aos grãos.

Figura 6. Secador convencional intermitente.

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Diferentemente do que ocorre nas plantas industriais de parboilização, onde poderia ser utilizada secagem contínua para aquela parte do arroz que ficasse armazenada por pouco tempo, a indústria de arroz branco beneficiado pelo processo convencional utiliza método intermitente para secagem dos grãos. A secagem contínua é mais rápida e produz menos danos mecânicos do que a intermitente, mas produz mais choques e danos térmicos. O arroz apresenta certa resistência a dano mecânico, mas é muito sensível a choque e a dano térmico.

Os principais danos causados aos grãos de arroz durante a secagem com ar aquecido são o trincamento, a formação de crosta periférica, a alteração de coloração, a desestruturação do amido e a morte do próprio grão, que provocam reduções no rendimento industrial e no valor comercial, além de diminuírem a conservabilidade durante o armazenamento e dificultar as operações de preparo para o consumo.

O sistema de aquecimento do ar, que pode utilizar a própria casca resultante do beneficiamento industrial do arroz, ou outra fonte de energia, como combustível, é uma etapa extremamente importante, e precisa de rigoroso e permanente controle.

Figura 7. Fornalha de casca de arroz para aquecimento do ar de secagem de grãos.

Quando entram em contato com o ar, os grãos realizam trocas, até que suas pressões de vapor e temperatura sejam semelhantes, atingindo o equilíbrio energético, hídrico e térmico. Enquanto a pressão de vapor do ar for menor do que a dos grãos, haverá secagem, e enquanto a temperatura do ar for maior do que a dos grãos, estes sofrerão aquecimento. O emprego de calor excessivo, o uso de ar muito quente e com alta umidade absoluta, a alternância do uso de ar quente e ar frio, assim como a utilização de vazões excessivamente altas ou baixas de ar, durante o processo de secagem rápida, podem ocasionar danos físicos, químicos e bioquímicos nos grãos de arroz.

Os grãos de arroz são sensíveis a choques térmicos, razão pela qual a alternância do emprego de ar aquecido e ar frio aumenta o número de grãos trincados, comprometendo a qualidade e diminuindo o rendimento de grãos inteiros pelo beneficiamento industrial e a conservabilidade no armazenamento.

Quando o ar de secagem apresenta pressão de vapor muito inferior e/ou temperatura muito superior a dos grãos, a velocidade de secagem será alta. No entanto, a qualidade dos grãos será afetada pelo aumento de grãos quebrados, devido à redução da consistência que a desestruturação interna do grão provoca, o que altera sua higroscopicidade, pela redução do conteúdo de matéria seca durante o armazenamento e pela morte do próprio grão. Os danos decorrentes da secagem com ar aquecido estão mais relacionados com a velocidade do que com a intensidade do processo. Como regra geral, a redução do grau de umidade não deve ultrapassar dois pontos percentuais por hora, evitando-se, assim, danos imediatos e/ou latentes, que se manifestam durante o armazenamento e/ou o beneficiamento. O efeito de elevadas velocidades de remoção de água, proporcionadas pelo emprego de alta temperatura do ar de secagem, exerce maior influência sobre o aumento de grãos quebrados do que a movimentação mecânica dos grãos durante a secagem intermitente.

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No sistema intermitente, como há recirculação dos grãos no secador e o contato ar-grãos é descontínuo, observa-se alguma danificação mecânica e uma boa uniformidade de secagem, desde que a temperatura do ar de secagem não seja muito elevada, nem muito baixa. Temperaturas muito elevadas do ar de secagem podem provocar elevada taxa de remoção de água e/ou superaquecimento dos grãos, aumentando grandemente os danos térmicos à medida em que a temperatura da massa de grãos se aproxima de 40ºC ou a ultrapassa. Temperaturas muito baixas do ar de secagem exigem um grande número de passagens do arroz no conjunto secador-elevador, com aumento da danificação mecânica, já que esta é diretamente proporcional à movimentação dos grãos. Tanto os danos térmicos quanto os danos mecânicos são inconvenientes para a conservação e à industrialização do arroz.

Ao final da secagem, recomenda-se armazenar o arroz antes da operação de beneficiamento, por um período que pode variar de 48 a 72 horas (embora o ideal seja de 30 dias no mínimo), dependendo das variedades e das condições operacionais, para que ocorram uniformidades de textura e umidade, bem como para aliviar as tensões internas, sem o que o rendimento de inteiros diminuiria.

O contato direto da fumaça da queima da casca de arroz da fornalha pode alterar negativamente as propriedades sensoriais dos grãos. Para evitar esse contato, alguns dispositivos podem ser utilizados, como a utilização de trocadores de calor, tipo serpentina com tubulações de vapor.

Figura 08. Trocador de calor em secador intermitente.

Para se calcular a variação de peso, na operação de secagem, podem ser usadas as fórmulas a seguir:

Q.a.r. = P.p.u. - 100-U.i. x P.p.u. 100-U.f.

onde:Q.a.r. = quantidade de água removida;P.p.u.= peso do produto úmido, ou peso do produto antes de secagem;U.i. = percentagem de umidade do produto, antes da secagem;U.f. = percentagem de umidade do produto, após a secagem.

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4. ARMAZENAMENTO

Depois de pé-limpo e seco, o arroz é armazenado a granel, em silos metálicos, localizados junto à planta industrial.

Diferentemente da maioria dos outros grãos, o arroz é armazenado pré-limpo, seco e sem expurgo prévio. O arroz não é consumido sem ser submetido a alguma forma de beneficiamento e este começa por uma operação de limpeza bastante seletiva, com retirada, inclusive, de materiais metálicos que prejudicariam os descascadores. É produto de boas características de conservabilidade, quando corretamente manejado, por isso geralmente dispensa as operações de limpeza e de expurgo após a secagem e antes do armazenamento.

Por apresentarem metabolismo ativo, composição físico-química que possibilita o crescimento de pragas e de microrganismos, além da ocorrência de reações puramente químicas, os grãos de arroz sofrem alterações, geralmente indesejáveis, durante o armazenamento.

Os fatores de perdas em grãos armazenados podem ser agrupados em autodecomposição, ataque microbiano, ação de pragas e danos físicos. Embora existam estreitas correlações entre eles, é possível se estabelecer predominância de características diferenciadas para cada origem. Estudados isoladamente, ou em conjunto, representam aspectos quantitativos e qualitativos. Enquanto são predominantemente os dois primeiros, os dois últimos são essencialmente quantitativos.

A autodecomposição é caracterizada pelo metabolismo dos próprios grãos. Não se costuma inativar bioquímica nem biologicamente os grãos antes de armazenar. Assim, os grãos armazenados são organismos vivos, por isso respiram, consumindo reservas nutritivas, produzindo calor, umidade e gás carbônico. Além da respiração, outras reações químicas e bioquímicas provocam consumo e/ou transformação dos compostos químicos, resultando em perdas do produto. Se não forem removidos da massa de grãos, o calor e a água produzidos no armazenamento aceleram as reações de autodecomposição favorecendo o desenvolvimento microbiano e a produção de toxinas, além de insetos e ácaros, que depreciam o produto. Temperatura e umidade elevadas, dos grãos e/ou do ambiente, intensificam as reações de autodecomposição.

Os principais fatores que influenciam a qualidade do grão são:a) características de espécies e variedades; b) condições edafoclimáticas na fase

de desenvolvimento das culturas; c) época e condição de colheita; d) métodos de secagem; e) sistema de armazenamento e métodos de conservação.

As propriedades desejáveis para a conservação e/ou consumo do produto são: a) umidade uniforme e relativamente baixa; b) baixas percentagens de grãos quebrados, brocados, danificados e de materiais estranhos; c) baixa suscetibilidade à quebra; d) alto peso específico; e) alto rendimento em farinha (moagibilidade); f) boa conservabilidade do óleo; g) elevado valor protéico; h) elevada integridade biológica; i) baixos índices de contaminação por microrganismos; j) alto valor nutricional.

Embora importantes, nem todas essas propriedades são essenciais para todas as situações. Aos produtores de sementes mais interessa o item h; aos moageiros, interessam os itens e, f, e g; aos fabricantes de rações, o i, e o j; aos comerciantes, o a, o b, o c, e o d.

Com as condições climáticas típicas da época da safra e a exigência cada vez maior de produtos de qualidade para atender as necessidades da população nacional e enfrentar a concorrência, especialmente no Mercosul, é importante que os agricultores e as agroindústrias arrozeiras sigam as recomendações técnicas e operacionais oferecidas pela pesquisa.

É do senso comum que, havendo clima úmido, a colheita deve ser realizada o quanto antes, para evitar a perda de produto na lavoura. No entanto, é importante

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ressaltar que condições de clima seco, com alternância de temperaturas muito altas durante o dia e baixas durante a noite, deixam os grãos mais sensíveis às quebras na secagem e no beneficiamento industrial. Nessas condições, é bastante prejudicial deixar o arroz secando na lavoura, pois quanto mais tempo se passa depois que os grãos atingem 25% de umidade, mais ocorrem trincamentos e mais se intensifica a incidência de defeitos de origem biológica, como grãos manchados, picados e ardidos, que depreciam o produto.

Por outro lado, quanto mais tempo se passa entre a colheita e a secagem, mais suscetíveis os grãos se tornam ao amarelecimento e mais diminui a conservabilidade no armazenamento, ocorrendo mais quebra técnica e maiores reduções na tipificação.

Em situações normais, o custo da secagem e/ou os descontos que as indústrias aplicam no produto úmido não são maiores do que os riscos e prejuízos que o produtor tem se retardar a colheita na tentativa de colher o arroz seco. Assim, quando o arroz apronta, deve ser colhido imediatamente; quando colhido, deve ser secado em seguida.

Da colheita, na época e na forma adequadas, depende a conservabilidade do arroz no armazenamento; da qualidade do armazenamento dependem a qualidade e o rendimento na indústria de processamento.

Por melhor que seja o armazém e mais sofisticada a estrutura de conservação, no armazenamento a qualidade não pode ser melhorada; pode ser apenas relativamente preservada. Durante a estocagem dos grãos podem ocorrer alterações físicas, químicas, enzimáticas e microbiológicas, as quais são ativadas pelo calor e pela umidade, intensificando-se com o decorrer do tempo de armazenamento.

As perdas quantitativas são as mais facilmente perceptíveis pelos produtores e pelos profissionais, sendo decorrentes do de ações mecânicas, térmicas e/ou do metabolismo dos grãos e/ou de microrganismos associados, resultando em redução do conteúdo de matéria seca ou substâncias nutritivas dos grãos. Elas são associadas a relações físicas dos grãos, com conseqüências gravimétricas e/ou volumétricas, incluindo incidência de quebrados, ataques de roedores, pássaros e insetos, peso de 1000 grãos (massa unitária), peso volumétrico (densidade, peso específico). Já as perdas qualitativas são de difícil percepção pelos produtores e pelos profissionais. Decorrem principalmente de reações químicas e bioquímicas, presença de materiais estranhos e impurezas, ataque microbiano e/ou de insetos, havendo perdas no valor nutricional e a possibilidade de formação de substâncias tóxicas no produto armazenado. Também podem causar prejuízos a de propriedades tecnológicas, funcionais e sensoriais. Secagem, aeração e/ou transilagem e controle de pragas minimizam estes efeitos.

De todos os cuidados que devem ser tomados, as medidas preventivas são as mais importantes, as mais simples de executar e as de menor custo, mas geralmente são as menos praticadas dentro das unidades armazenadoras. Trata-se da eliminação de todos os resíduos das instalações, seja no silo que receberá o produto a ser armazenado, nos corredores, nas passarelas, nos túneis, nos elevadores, nas moegas, etc. Esses locais devem ser varridos, e os resíduos queimados para se evitar a proliferação de insetos e de fungos que reinfestarão as unidades armazenadoras. Após a limpeza, esses locais devem ser pulverizados com inseticidas para eliminar possíveis insetos presentes nas paredes, nos rodapés e nos equipamentos. Os inseticidas indicados para essa finalidade oferecem bom poder residual e protegem dos insetos que migram para seu interior.

A armazenagem a granel é mais adequada para grandes quantidades. O comportamento de grãos pequenos num silo ou graneleiro é semelhante, havendo tendência à compactação e elevada resistência à passagem do ar, durante a aeração. Tais problemas são corrigidos, através de intra-silagem parcial ou total da carga de silo e/ou transilagens periódicas, durante o armazenamento, a cada período de 60 dias ou, no

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máximo, 90 dias. A intra-silagem parcial é feita interrompendo-se o carregamento de silo, quando a altura da camada de grãos atingir entre um terço e a metade da capacidade estática do silo. A seguir, os grãos que se encontram no primeiro terço do silo (fundo) são retirados parcialmente e recolocados no silo. Assim, a compactação fica reduzida e os grãos, que se quebraram ao impacto com o piso, são redistribuídos, o que evita sua concentração na base do silo e conseqüentemente possibilita-se maior eficiência da aeração forçada. Por outro lado, a quebra de grãos, durante o carregamento, pode ser atenuada, ligando-se o ventilador, no sentido da insuflação, no início da carga.

Diariamente, durante o armazenamento, a temperatura deve ser controlada, por termometria. O aumento de temperatura da massa de grãos requer a adoção de cuidados para o seu controle. Quando essa elevação chegar a 5ºC, deve-se acionar a aeração forçada, até que a diferença seja reduzida para 1-2ºC de forma uniforme, utilizando-se, para isso, parâmetros constantes em diagrama de aeração de cereais.

Os silos metálicos dotados de cabos termométricos para controle de temperatura e de sistema de aeração forçada favorecem a conservação. Quando da operação de carga do silo, esta deve ser interrompida ao atingir altura entre um terço e a metade da parede. Neste momento deve ser feita intrassilagem parcial, com remoção dos grãos do fundo do silo e a recolocação sobre a própria carga, até uniformizar a distribuição dos grãos que quebraram com o impacto direto no piso. Com isso, além de se desconcentrar do fundo do silo os grãos quebrados, estar-se-á promovendo descompactação, o que favorecerá a conservabilidade.

Figura 09. Silos-armazenadores, metálicos, aerados.

Ao invés de silos, podem ser utilizados armazéns graneleiros, também munidos de dispositivos de aeração, como ductos, que podem ser localizados abaixo do piso ou sobre ele, em tubulações removíveis.

Figura 10. Armazém graneleiro com sistema de distribuição do ar em ductos de aeração.

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Os grãos armazenados são atacados por pragas (roedores, insetos e ácaros), que causam sérios prejuízos qualitativos e quantitativos. Há necessidade de se dar a devida atenção a esses seres vivos, pois pouco adiantam todos os cuidados e despesas para o controle dos danos na lavoura, se o produto for atacado e destruído nos depósitos.

A importância dos roedores também é ressaltada pelo fato de estes animais constituírem um sério perigo à saúde humana e a de animais domésticos, pois são portadores ou transmissores de pelo menos dez graves doenças, como tifo endêmico, peste bubônica, icterícia, poliomielite, raiva, entre outras, cuja ação pode ocorrer por mordedura direta, pela urina, pelos excrementos ou através de seus parasitos internos e externos.

Havendo aquecimento da massa de grãos, conforme as indicações da termometria, liga-se o sistema de aeração até reduzir e uniformizar a temperatura em todo o silo.

Quando há incidência de pragas, a empresa utiliza serviços terceirizados de empresa especializada para esse fim, efetuando expurgo e outras práticas pertinentes, conforme Receituário Agronômico.

4.1. MANEJO DA AERAÇÃO

Nos grãos armazenados é muito difícil conseguir uniformidade do teor de umidade e da temperatura. Variações destes fatores dentro do lote armazenado ocorrem devidas: migração de umidade, infestação de insetos, infecção de fungos, umedecimento de urna parte do lote.

Deve-se medir a umidade e a temperatura da massa de grãos de tal modo que retrate a realidade, evitando erros, para eliminar a tempo qualquer foco de aquecimento ou de umedecimento que possa existir.

Teoricamente, quanto mais baixos forem o teor de umidade e a temperatura, melhor será a condição de armazenagem. No entanto, dependendo das instalações e do local, o operador deverá optar entre as indicações técnicas e a viabilidade econômica. Por exemplo: É preferível armazenar arroz com 13 por cento de umidade a 22ºC ou armazenar com 11% e 280C? Deve-se conhecer as condições climáticas locais para decidir.

Para manejar a aeração deve-se ter em mente quatro fatores fundamentais: umidade e temperatura do ar e umidade e temperatura dos grãos. Analisando estes fatores decide-se quando ligar e quando desligar o ventilador.

1) Quando ligar o ventilador:O objetivo básico da aeração é abaixar a temperatura dos grãos usando o ar

atmosférico, para reduzir as atividades biológicas evitando deteriorações. Para isso, deve-se observar as temperaturas media e máxima do lote de grãos (se possuir termometria) e a temperatura média do ar atmosférico. De posse destes dados, recomendam-se as seguintes alternativas de aeração:a) Se a umidade relativa do ar for superior a 90%, fazer aeração somente se a temperatura dos grãos for superior em mais de 50C a temperatura do ar. Em casos especiais, como focos de aquecimento, grãos armazenados úmidos, já havia iniciado a aeração quando a umidade do ar aumentou, recomenda-se fazer aeração com ar úmido e temperatura média do ar próxima à média dos grãos, continuando a aeração, quando as condições atmosféricas melhorarem.b) Se a umidade relativa do ar for menor que 50 a 60%, a aeração só é recomendada para grãos úmidos e/ou quentes, estando o ar mais frio que os grãos. Aeração com ar muito seco provoca super-secagem da massa de grãos causando trincas e quebras destes, que pode ser bastante prejudicial para alguns grãos.

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c) Grãos armazenados úmidos (entre 15 e 20% bu), deve-se manter o ventilador ligado dia e noite até que ocorra secagem de todo o lote ou que os grãos sejam removidos do silo.

d) Aeração de umedecimento, usada na hora de vender produto muito seco, pode causar sérios danos ao produto, gerando prejuízos superiores aos lucros que poderia proporcionar.

Para facilitar o manejo da aeração, pode-se usar o gráfico (Fig. 11). Tomar a umidade relativa do ar na abscissa (horizontal) e a diferença entre as temperaturas médias do ar e do grão na ordenada (vertical). Levantar uma perpendicular a ceda um dos dois pontos marcados e no encontro das duas linhas está impresso a orientação para uso da aeração.

Deste gráfico pode-se tirar algumas colusões:a) Não há interesse em se fazer a aeração quando a diferença de temperatura entre o ar e os grãos for de 20C a 3ºC e a umidade relativa do ar for alta. Só fazer aeração em caso de necessidade;

b) A aeração é possível quando a diferença de temperatura entre o ar e os grãos for de 3ºC, independentemente da umidade relativa do ar;

c) Não deve ser feita aeração quando a diferença de temperatura entre o ar e os grãos for maior que 7ºC devido à possibilidade de condensação d’água nas paredes e no teto do silo ou na superfície do lote de grãos. Se a umidade relativa for baixa, poderá haver super-secagem. Em ambos os casos só fazer aeração se os grãos estiverem muito úmidos ou se ocorrer foco de aquecimento.

Deve ser observada, freqüentemente, a temperatura do lote de grãos em vários pontos e caso apareça um foco de aquecimento no meio do lote, cuja temperatura aumenta a cada leitura, deve-se fazer aeração, independentemente das temperaturas de resto do lote e do ar, e da umidade relativa. Se este foco, apos mais de duas aerações não desaparecer é possível que se trata de ataque de insetos, havendo necessidade de fumigação.

Em condições normais de armazenagem, os grãos de arroz demoram de 7 a 10 vezes mais tempo para absorver água que para secar, ou seja, a umidade absorvida pelos grãos durante 7 a 10 horas é retirada em apenas 1 hora de aeração com umidade relativa abaixo de 70%, se a aeração for feita sem interrupção.

Verifica-se que a aeração pode ser feita quando a umidade relativa for alta (com chuvas e com neblina). Este fato se aplica para os casos de se aerar grãos úmidos, quando há focos de aquecimento e quando já se iniciou a aeração de um silo, mas a frente de resfriamento não percorreu todo o lote.

Quando o silo não possui um sistema de termometria, também é possível fazer aeração. Neste caso, deve-se observar a temperatura do ar na superfície superior do lote de grãos e no duto que liga o silo ao ventilador. Enquanto que estas temperaturas não forem iguais, deve-se deixar o ventilador ligado.

2) Quando desligar o ventilador:Deve-se ter sempre na mente que com aeração excessiva nunca ocorrem

deteriorações, mantendo os grãos sempre em bom estado de conservação. Apresenta o inconveniente de gastar mais energia e, se o ar for muito seco, secar demais os grãos. Em caso de dúvida é preferível deixar o ventilador ligado.

Depois de ligado o ventilador, deve-se acompanhar o deslocamento da camada de transição. A aeração não deve ser interrompida enquanto esta camada estiver no meio da massa de grãos. Quando a primeira camada de grãos (junto a entrada do ar) estiver

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em equilíbrio com ar ambiente a camada seguinte ira resfriar e/ou secar, podendo haver umedecimento e/ou aquecimento das camadas seguintes. Se o ventilador for desligado nesta condição, poderá haver deteriorações no lote.

Quando o lote de grãos está em equilíbrio higroscópico (equilíbrio entre a unidade do ar e do grão) e deseja-se apenas fazer um resfriamento pode-se fazer aeração apenas algumas horas por dia, escolhendo os momentos mais propícios (umidade relativa entre 50% e 70% e temperaturas mais baixas possível). Tomar cuidado para não ocorrer o fato do parágrafo anterior.

Se ocorrerem focos de aquecimento, ligar o ventilador, deixando-o ligado até que estes focos desapareçam. Se por acaso as condições do ar não forem propicias para aeração, após eliminar o foco desligar o ventilador e esperar que as condições do ar melhorem refazendo a aeração. Neste período verificar constantemente se não está ocorrendo problemas com o lote de grãos.

Em resumo, a aeração é feita quando se deseja abaixar a temperatura e/ou a umidade de um lote de grãos, até entrar em equilíbrio com o ar atmosférico. Se as condições de temperatura e de umidade deste ar forem adequadas, ligar o ventilador, deixando-o funcionar até que ocorra o equilíbrio desejado, podendo gastar neste processo vários dias ou mesmo algumas semanas, dependendo, principalmente, do volume de ar que o ventilador esteja movimentado. Lembrar sempre que excesso de ar não causa deteriorações, pelo contrario, agiliza o processo de troca de calor e de umidade.

Figura 11. Diagrama da aeração.

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5. BENEFICIAMENTO

As operações beneficiamento convencional de industrialização de arroz branco polido constam de limpeza, descascamento, polimento, seleção, antecedentes a embalagem e expedição.

5.1. LIMPEZA/SELEÇÃO PRÉ-DESCASCAMENTO

Conforme já referido, a operação de limpeza, que começa a etapa industrial, deve ser bastante seletiva.

Além da máquina de limpeza convencional de ar e peneiras, o arroz é submetido a um flutuador, para complementar a retirada de poeiras e outros produtos leves. Em seqüência, passa pelo conjunto formado por "trieurs" e peneiras cilíndricas.

O "trieur", um cilindro de paredes alveoladas, separa grãos quebrados, sementes de invasoras e outros materiais de comprimento menor do que os grãos. O movimento rotatório do cilindro permite que o material retido no interior dos alvéolos seja transferido para uma calha interna e seja separado dos grãos.

A peneira cilíndrica separa os materiais de espessura menor do que os grãos, que são expulsos através das perfurações e separados pela força centrífuga.

Figura 12. Máquina de "trieurs" e peneiras cilíndricas, para limpeza e seleção de grãos.

5.2. DESCASCAMENTO

Para garantir qualidade ao processo e ao produto, é importante que os grãos sejam previamente submetidos a separadores de pedras e de metais antes do descascamento.

O descascamento geralmente é efetuado em máquina de funcionamento relativamente simples onde um sistema de rolos, que giram em sentido contrário pressionam e rompem a casca dos grãos, produzindo casca e grãos esbramados, arroz pardo ou integral.

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Figura 13. Descascador de arroz

A casca é separada do grão integral, normalmente por sucção. O arroz esbramado ou integral deve sofrer uma seleção, com a finalidade de separar os grãos que continuam com casca após passarem pelo descascador, também conhecidos como "marinheiros".

Figura 14. Máquinas densimétricas, para separação de “marinheiros”.

A regulagem adequada do descascador é importante para o rendimento e a eficiência do processo. Deve considerar vários componentes, como fluxo de alimentação do equipamento, distância entre os rolos e velocidade do descascamento.

A separação dos "marinheiros", que retornam ao descascador tantas vezes quantas forem necessárias para perder a casca, normalmente é feita em separadores cujo princípio de funcionamento seja a diferença de densidade, já que a densidade do grão aumenta com o descascamento.

A quebra dos grãos de arroz no beneficiamento pode ocorrer por causas por influenciada pelo genótipo da planta, mecânicas ou térmicas, pelas condições em que é realizada a secagem, com danos e/ou choques térmicos, e pelas operações que incluem movimentação e/ou fricção dos grãos, com danificação mecânica. A resistência ao rompimento da cariopse diminui com o aumento do comprimento do grão e com a redução da largura e da espessura. Grãos gessados e com centro branco tendem a quebrar com facilidade no beneficiamento, provavelmente devido a sua textura heterogênea, apresentando células poligonais fortemente compactadas nas áreas translúcidas e células arredondadas, com espaços de ar entre si, nas áreas gessadas. A maior incidência de gesso aparece nos grãos da base das panículas, principalmente das secundárias. Contudo, os fatores que envolvem o aparecimento de gesso no arroz são de natureza bastante complexa, tanto sob o ponto de vista genético como ambiental.

Durante o as operações de descascamento e brunimento, ocorrem as maiores quebras de grãos, principalmente dos que já apresentam fissuras anteriores ao processo de beneficiamento.

O comportamento higroscópico dos grãos de arroz, sorvendo e perdendo água com a intenção de entrar em equilíbrio com a umidade do ar ambiente, é um dos fatores mais

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importantes na formação de fissuras. A entrada de água nos grãos ocorre quando a pressão de vapor dos mesmos for menor do que a do ambiente a que estão submetidos. Os grãos de arroz possuem plasticidade para não fissurar quando apresentam um teor de umidade acima de 16 a 14%. O nível de umidade a que o grão pode ser seco, sem desenvolver fissuras quando da ocorrência de uma adsorção rápida, é denominado de umidade crítica.

No campo, ocorrem diferenças entre a umidade dos grãos do ápice e da base da panícula ao redor de 10 pontos percentuais. Entre panículas pode ser superior a esse valor. Na colheita, misturam-se grãos com diferentes teores de umidade, o que poderá causar fissuras nos mais secos devidas a readsorção de umidade dos mais úmidos. A quebra dos grãos causada por dessorção de umidade tem forma irregular, enquanto a ocasionada por adsorção é regular. As fissuras causadas por adsorção são mais graves do que as devidas a dessorção.

Variações na temperatura e na umidade relativa do ar promovem o desenvolvimento de fissuras nos grãos de arroz, sendo o gradiente de umidade mais eficiente no desenvolvimento de fissuras do que o gradiente térmico. A secagem também pode ocasionar fissuras tanto mais severas quanto maiores forem as taxas de umidade retiradas por unidade de tempo. A ocorrência da fissura não se processa imediatamente após à secagem, mas a partir de 24 horas após. O arroz apresenta rendimento total e de grãos inteiros mais baixos nos primeiros 30 dias após a secagem.

Completado o processo de descascamento, tem-se o grão esbramado, que pode ser comercializado na forma de arroz pardo, também conhecido no mercado consumidor como arroz integral, ou ser submetido a operação de polimento ou brunimento.

5.3. BRUNIMENTO E POLIMENTO

A operação de brunimento é realizada em equipamentos denominados brunidores, os quais são constituídos de duas peças com formato de uma secção reta de cone, sendo uma externa, metálica, de parede perfurada, fixa, com estrias de borracha na face interna. Dentro dessa estrutura encontra-se a pedra do brunidor, de mesmo formato da peça externa, que faz um movimento rotatório através de um eixo central. A pedra do brunidor tem dispositivo de regulagem de distância entre ela e a peça externa. Para diminuir a distância entre as peças basta movimentar a pedra para baixo e vice-versa. O grão, passando entre a pedra e a borracha, sofrerá a remoção do germe e da película que envolve a cariopse, predominantemente amilácea. Película, germe e parte da cariopse removida da periferia do grão constituem o farelo, enquanto a parte restante é o arroz brunido ou polido.

Figura 15. Conjunto de brunidores

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É possível melhorar o brilho do arroz parboilizado através de tratamento adequado no grão polido, submetendo-o à fricção em superfície não abrasiva. Adaptar-se polidores convencionais, substituindo-se a pedra por carpete ou outro material similar, é uma forma de complementar o polimento com brilhamento.

Outra forma é o tratamento com vapor ou jato de água em microaspersão durante o polimento em processo especial que deixa o arroz com brilho intenso, fazendo polimento e brilhamento na mesma operação.

A utilização de microaspersão de jato de água é um melhoramento tecnológico na operação de polimento que melhora o aspecto visual do arroz.

Para melhorar o controle de qualidade, dispositivos especiais para separação de pequenos pedaços de pedras ou outras partículas, às vezes separadas dos próprios equipamentos abrasivos, como polidores/brunidores, a indústria utiliza máquinas especialmente projetadas para tal.

Figura 16. Máquina separadora de pedras

5.4. SELEÇÃO

Após o brunimento, o arroz sofre a separação dos fragmentos e de grãos com defeitos para melhorar o tipo comercial e obter preço mais elevado na comercialização. Para separar os fragmentos são utilizados equipamentos como peneiras, mesas de gravidade e "trieurs", uma vez que nessa operação devem ser removidas também as matérias estranhas que não foram separadas na operação de limpeza, como sementes de invasoras da cultura do arroz.

Os critérios de classificação devem respeitar a legislação vigente para se determinar o tipo, que varia de 1 a 5, cuja qualidade diminui com o aumento do número que indica o tipo. Consideram-se percentuais de grãos inteiros, de fragmentos de grãos, de defeitos gerais agregados e de defeitos graves.

São considerados inteiros os grãos com comprimento mínimo igual à classe a que pertencer e os fragmentos de grãos com comprimento não inferior a 3/4 partes do comprimento mínimo da classe a que o grão pertence.

São considerados fragmentos de grãos, portanto, aqueles inferiores às 3/4 partes já referidas. Destes fragmentos, os que ficarem retidos em peneira de furo circular de 1,6mm de diâmetro são denominados quebrados e os que passarem através dos furos da peneira são denominados quirera.

São considerados defeitos gerais agregados os percentuais de grãos danificados, manchados, picados, amarelos, gessados, rajados e não parboilizados, enquanto os defeitos graves são os grãos ardidos, pretos, mofados, não gelatinizados, as matérias estranhas e as impurezas.

O arroz pode ser classificado pela cor. Células fotoelétricas, colocadas sobre canaletas condutoras de arroz polido, acionam um sistema de fluxo alternativo toda vez que detectam grãos com coloração algo diferente do padrão de cor dos grãos sem defeitos, desviando-os para compartimentos específicos.

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Figura 17. Selecionadora eletrônica de defeitos ligados à coloração

Embora com elevado custo, a separação dos grãos com coloração escura é necessária pelo risco de que microrganismos produtores de toxinas tenham neles se desenvolvido.

Se a parboilização não intensificasse as alterações de cor e não aumentasse a resistência mecânica dos grãos, a separação dos quebrados poderia ser suficiente para remover grãos manchados e escuros, que normalmente quebram no beneficiamento convencional. Em conseqüência disso, a seleção pela cor, em máquinas eletrônicas, acaba sendo imprescindível em arroz parboilizado e conveniente em arroz branco.

O arroz será classificado em grupos, subgrupos, classes e tipos, identificados com os seguintes critérios:

a) GruposSegundo sua forma de apresentação, o arroz será classificado em 2 (dois) grupos,

assim denominados:a.1) Arroz em casca - é o produto fisiologicamente desenvolvido, maduro e em

casca, depois de colhido;a.2) Arroz Beneficiado - é o produto maduro que submetido a processo de

beneficiamento acha-se desprovido, no mínimo, de sua casca.b) SubgruposSegundo o seu preparo, o arroz em casca e o arroz beneficiado serão ordenados

em subgrupos:b.1) Subgrupo do Arroz em Casca:b.1.1) Naturalb.1.2) Parboilizadob.2) Subgrupo do Arroz Beneficiado:b.2.1) Integralb.2.2) Parboilizadob.2.3) Parboilizado Integralb.2.4) Polidoc) Classes:O arroz em casca e o arroz beneficiado, de acordo com as suas dimensões, serão

distribuídos em 5 (cinco) classes, independentemente do sistema de cultivo:c.1) Longo fino - é o produto que contém, no mínimo, 80% do peso dos grãos

inteiros, medindo 6mm ou mais, no comprimento; 1,85mm, no máximo, na espessura e cuja relação comprimento/largura, seja superior a 2,75mm, após o polimento dos grãos;

c.2) Longo - é o produto que contém, no mínimo, 80% do peso dos grãos inteiros, medindo 6mm ou mais, no comprimento, após o polimento dos grãos;

c.3) Médio - é o produto que contém, no mínimo, 80% do peso dos grãos inteiros, medindo 5mm a menos de 6mm no comprimento, após o polimento dos grãos;

c.4) Curto - é o produto que contém, no mínimo, 80% do peso dos grãos inteiros, medindo menos de 5mm no comprimento, após o polimento dos grãos;

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c.5) Misturado - é o produto que não se enquadra nas classificações anteriores e se apresenta constituído pela mistura de duas ou mais classes, exceto a situação abaixo:

c.5.1) Ocorrendo mistura das classes longo fino com longo, longo fino com médio, longo com médio e médio com curto, a classe do produto será determinada pela classe inferior da mistura.

d) Tipos:Qualquer que seja o grupo e o subgrupo a que pertença, o arroz será classificado

em 5 (cinco) tipos, expressos por números de 1 (um) a 5 (cinco), e definidos pelo percentual de ocorrência de Defeitos Graves, de Defeitos Gerais Agregados ou de Grãos Quebrados e Quirera. O tipo 1 é o que apresenta menores quantidades de grãos com defeitos e de quebrados.

6. EMBALAGEM

A legislação brasileira determina dimensões, formato, material, enfim, as características que as embalagens devem exibir. O processo, tanto para arroz parboilizado quanto para branco, é realizado todo automatizado.

Figura 18. Empacotamento e enfardamento do arroz já beneficiado, pronto a expedição

Para comercialização no atacado, a marcação do lote deverá trazer no mínimo, as seguintes indicações:

a) Número do lote;b) Subgrupo;c) Classe ou Categoria;d) Tipo;e) Peso líquido;f) Safra de produçãog) Identificação do responsável pelo produto

Figura 19. Empilhamento de fardos de arroz já beneficiado, na expedição para o comércio

Para comercialização no varejo, a marcação ou rotulagem será feita obrigatoriamente, na posição horizontal, em relação à borda superior ou inferior da embalagem e deverá conter, no mínimo, as seguintes indicações:

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a) Produto;b) Subgrupo (facultativo para o polido);c) Classe ou categoria;d) Peso líquido;e) Nome ou razão social, endereço e número de registro no Ministério da

Agricultura do empacotador ou do proprietário do produto, quando for empacotado por terceiros.

7. CAPTAÇÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA, E DE EFLUENTES

A água, numa indústria de alimentos, é importante item no quesito qualidade. Diferentemente do que ocorre com a indústria de parboilização, o beneficiamento convencional de industrialização de arroz branco polido não se caracterize pelo consumo de água em suas operações unitárias. Ainda assim, para a realização das operações de limpeza de equipamentos e instalações é importante que seja utilizada água de boa qualidade, que contemple pelo menos parâmetros tecnológicos e microbiológicos adequados. Para isso, a fonte de captação de água é um importante item na estrutura industrial e, muitas vezes, é necessária também a existência de estação de tratamento de água.

Figura 20. Captação de água para tratamento

Em geral, se torna economicamente inviável a utilização de água das estações de tratamento do setor público, por isso muitas indústrias captam a água diretamente e a tratam em sistemas destinados ao tratamento na própria indústria, para garantir a quantidade e a qualidade necessárias ao uso.

Figura 21. Estação tratamento de água

Os efluentes das operações unitárias da indústria de arroz branco polido são quase exclusivamente sólidos, havendo necessidade de tratamento especial desses.

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8. LABORATÓRIO DE ANÁLISE E CONTROLE DE QUALIDADE

Numa planta industrial de arroz, não basta um adequado e rigoroso sistema de controle funcional em cada equipamento e em cada operação unitária. É igualmente necessário o controle de qualidade, tanto da matéria-prima, como dos produtos da industrialização. Para a isso, é importante a existência e um bom funcionamento, contínuo, seqüencial e integrado, de um Laboratório de Análises e Controle de Qualidade.

Figura 22. Laboratório de Análises e Controle de Qualidade

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