Determinação de umidade nos grãos

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DeterminaDeterminao deo deumidade nos umidade nos grgrososProfa. Dra. Maria Laura G.S. LuzProfa. Dra. Maria Laura G.S. Luz26 Abril 200626 Abril 2006Universidade Federal de PelotasFaculdade de Engenharia AgrcolaImportImportnciancia da determina da determinao deo deumidadeumidadeOperaOperaeses com com grgrosos ColheitaColheita SecagemSecagem BeneficiamentoBeneficiamento ArmazenamentoArmazenamento ComercializaComercializaoo PesquisasPesquisasMMtodos de determinatodos de determinaoo de deumidadeumidadeExistem vExistem vrias classificarias classificaeses Diretos e indiretosDiretos e indiretos Destrutivos e no-destrutivosDestrutivos e no-destrutivosMtodosNo-destrutivosIndiretosBaseado na UREltricosMicroondasRessonnciamagnticaRadiofreqnciaReflectncia de IVDeterminao emtempo realAcsticosDestrutivosIndiretos DiretosEstufa a arEstufa a guaquenteEstufa a vcuoAquecimentodiretoForno demicroondasEltricosDestilao comtoluenoBrown-DuvelQumicosSecagem comdessecantesSolues salinasKarl FisherCarbonato de clcioDicromato de KMMtodos maistodos maisimportantes nasimportantes nasoperaoperaeses com com grgrososDestrutivos indiretosDestrutivos indiretosEstufa a arEstufa a arEstufaEstufaMtodo de medio baseado emMtodo de medio baseado emquantidades conhecidas de gros ouquantidades conhecidas de gros ousementes, sendo a umidadesementes, sendo a umidadedeterminada por pesagens "antes" edeterminada por pesagens "antes" e"depois" da secagem."depois" da secagem.O tempo e a temperaturaO tempo e a temperaturanecessrios para o processo denecessrios para o processo desecagem dependem do tipo de grosecagem dependem do tipo de groe se eles esto inteiros ou modos.e se eles esto inteiros ou modos.EstufaEstufaApesar deste ser um mtodoApesar deste ser um mtodoconsiderado padro para medio deconsiderado padro para medio deumidade de sementes e umidade de sementes e grgros noos noBrasil, no existe uma combinaoBrasil, no existe uma combinaode tempo e temperatura de secagemde tempo e temperatura de secagemaceita universalmente como padro.aceita universalmente como padro.As estufas podem ser dos tiposAs estufas podem ser dos tipos:: ConvecConvecoo gravitacional gravitacional MecMecniconico de ar for de ar foradoadoEstufaEstufaRegras para Regras para AnAnlise de Sementes lise de Sementes (Brasil)(Brasil) 10510533ooC por 24h (C por 24h (padrpadro)o) 10310322ooC e tempo depende da sementeC e tempo depende da semente 130-133130-133ooCC por 2h, por 4h... depende da semente por 2h, por 4h... depende da sementeISTA ISTA ((InternationalInternational SeedSeed TestingTesting AssociationAssociation)) 10310322ooC e tempo depende da sementeC e tempo depende da semente outras relaoutras relaeses tempo-temperatura tempo-temperaturaASAEASABE ASAEASABE ((AmericanAmerican SocietySociety ofof AgriculturalAgricultural EngineersEngineers)) 100100ooC, 103C, 103ooC ou 130C ou 130ooC depende do C depende do grgroo tempo varia de 50 min a 72htempo varia de 50 min a 72hAvaliaAvaliao de mo de mtodostodosC.G.C.G.LilgeLilge, J.F.Pinto, M.A.A., J.F.Pinto, M.A.A.TillmannTillmannFaixas de umidade utilizadas (sementes)Faixas de umidade utilizadas (sementes) trigotrigo: 35-30%, 30-25%, 25-20%, 20-15%, 15-: 35-30%, 30-25%, 25-20%, 20-15%, 15-10%10% milhomilho: 25-20%, 20-15%, 15-10%: 25-20%, 20-15%, 15-10%DestilaDestilaooUniversalUniversalDoleDoleMMdias similaresdias similaresentre leituras dosentre leituras dosaparelhos na faixaaparelhos na faixade 15-10%de 15-10%valor < demais mvalor < demais mt.t.BurrowsBurrowsMMtodos ntodos no oficiaiso oficiaiscom moagemcom moagem130130ooCC//2h trigo2h trigoMMdias > 105dias > 105ooCC//24h24hcom moagemcom moagem130130ooCC//4h milho4h milhoMMdias < 130dias < 130ooCCsem moagemsem moagem105105ooCC//24h milho e trigo24h milho e trigoMMtodos oficiaistodos oficiaisInformativo Abrates, v.11, n.2, 2001AvaliaAvaliao de estufaso de estufasJ.R.Amaral, L.A.J.R.Amaral, L.A.BalastreireBalastreire, M.A.A., M.A.A.TillmannTillmann, C.A., C.A.TillmannTillmannEstufa de desidrataEstufa de desidratao do tipo o do tipo convecconvecoogravitacionalgravitacional105,6 a105,6 a100,8 b100,8 b 99,3 c 99,3 cfundofundomeiomeiofrentefrenteinferiorinferior109,4 a109,4 a108,4 b108,4 b104,1 c104,1 cfundofundomeiomeiofrentefrentemmdiadia113,9 a113,9 a110,2 b110,2 b104,1 c104,1 cfundofundomeiomeiofrentefrentesuperiorsuperiorMMdia dedia detemperatura (temperatura (ooCC))PosiPosioodo sensordo sensorPrateleiraPrateleiraNvel 5% significncia Tukey (colunas)Eng. Rural, Piracicaba, 4(nico), 1993.AvaliaAvaliao de estufaso de estufasJ.R.Amaral, L.A.J.R.Amaral, L.A.BalastreireBalastreire, M.A.A., M.A.A.TillmannTillmann, C.A., C.A.TillmannTillmannEstufa de desidrataEstufa de desidratao do tipo o do tipo mecmecniconicode ar forde ar foradoado 98,3 a 98,3 a 98,6 a 98,6 a 97,8 a 97,8 afundofundomeiomeiofrentefrenteinferiorinferior 99,3 a 99,3 a100,2 a100,2 a 97,9 b 97,9 bfundofundomeiomeiofrentefrentesuperiorsuperiorMMdia dedia detemperatura (temperatura (ooCC))PosiPosioodo sensordo sensorPrateleiraPrateleiraNvel 5% significncia Tukey (colunas)Eng. Rural, Piracicaba, 4(nico), 1993.Aquecimento direto por IVFoto:http://www.gehaka.com.br/produtos.aspAquecimento diretoAquecimento diretoO material exposto diretamente aO material exposto diretamente atemperaturas consideravelmente altastemperaturas consideravelmente altasO aquecimento pode ser feito porO aquecimento pode ser feito porresistncias eltricas comuns, radiaoresistncias eltricas comuns, radiaopor IV ou por meio de campospor IV ou por meio de camposeltricos de alta eltricos de alta freqfreqnciancia/alta/altavoltagem.voltagem.Esse mtodo encurta o tempoEsse mtodo encurta o temporequerido para a determinao darequerido para a determinao daumidadeumidadeCalibraCalibrao do determinador poro do determinador porinfra-vermelhoinfra-vermelho MettlerMettler LP 15 LP 15Sementes inteirasSementes inteiras Arroz 160Arroz 160ooC16 minC16 min Soja 140Soja 140ooC30 minC30 minSementes moSementes modasdas Arroz 150Arroz 150ooC5 minC5 min Soja 120Soja 120ooC15 minC15 min Cebola 130Cebola 130ooC8 minC8 minMedidas comparadas com mMedidas comparadas com mtodo datodo daestufa a 105estufa a 10533ooC por 24hC por 24hTerra et al., RBS, v.13, n.2, 1991Forno microondasForno microondasMicroondasMicroondasO forno de microondas domO forno de microondas domsticosticopode ser usado num mtodo depode ser usado num mtodo dedeterminao de umidade de grosdeterminao de umidade de grosinteiros e modos, com resultadosinteiros e modos, com resultadoscomparveis aos de mtodos dacomparveis aos de mtodos daestufa estufa (0,4(0,4pppp para sementes de tomate, cebola, para sementes de tomate, cebola,cenoura, cenoura, FrondolosoFrondoloso etet al., RBS, 1998) al., RBS, 1998)Tempo varia com a umidade do Tempo varia com a umidade do grgroo350W, 11, 12,5 e 15min, umidade350W, 11, 12,5 e 15min, umidadedas sementes de 5-15%das sementes de 5-15%Medidor UniversalFoto: http://www.gehaka.com.br/produtos.aspMMtodo todo eleltricotricoA determinao de umidade porA determinao de umidade pormeios eltricos baseia-se na mediomeios eltricos baseia-se na mediode propriedades eltricas do materialde propriedades eltricas do materialque so dependentes da umidadeque so dependentes da umidadeO produto comprimido entre doisO produto comprimido entre doiseletrodos e a resistncia eletrodos e a resistncia eleltricatricamedida traduzida para uma leituramedida traduzida para uma leiturade umidade.de umidade.MMtodo todo eleltricotricoEsse tipo de instrumento temEsse tipo de instrumento temlimitaes na faixa de umidade quelimitaes na faixa de umidade quepode ser medida com preciso, apode ser medida com preciso, aqual situa-se entre 8 e 22%.qual situa-se entre 8 e 22%.Tem boa Tem boa precispreciso se mantido dentroo se mantido dentrode uma certa faixa de determinade uma certa faixa de determinaoode umidade no seu uso de umidade no seu uso didiriorioDestrutivos indiretosDestrutivos indiretosDestilao - Brown-DuvelFoto: http://www.gehaka.com.br/produtos.aspDeterminador de umidade EDABODestilaoFoto:http://www.deg.ufla.br/Armazem/Metodos_Determ_Umidade.htmMMtodos de destilatodos de destilaooMedem diretamente a umidadeMedem diretamente a umidaderetirada dos gros, captada naretirada dos gros, captada naproveta na forma de proveta na forma de guagua l lquidaquidaEssas medidas diretas de umidadeEssas medidas diretas de umidadeso destrutivas e no podem serso destrutivas e no podem serfeitas rapidamentefeitas rapidamenteRequer um controle preciso doRequer um controle preciso doprocesso de destilaoprocesso de destilaoMMtodos de destilatodos de destilaooO mO mtodo Karl Fisher todo Karl Fisher considerado consideradoum dos mais precisos e exatos paraum dos mais precisos e exatos paradeterminadeterminao e umidade de o e umidade de grgrosos um um mmtodo de todo de ananlise lise ququmica,mica,moroso, requer moroso, requer laboratlaboratrio e pessoalrio e pessoalespecializadoespecializadoMMtodos de destilatodos de destilaooComparandoComparando resultadosresultados de dedeterminaesdeterminaes pelopelo mtodomtodo dadaestufaestufa (105 (105ooC24h) com o Karl FisherC24h) com o Karl Fisherparapara milhomilho e e sojasoja, , hh recomendaorecomendaode de revisoreviso do do mtodomtodo dada estufaestufacontinuarcontinuar sendosendo usadousado comocomo padropadro..O tempo de O tempo de secagemsecagem emem estufaestufa variavariade de acordoacordo com o com o contedocontedo de de guaguado do grogro e com a e com a temperaturatemperatura usadausada..Tillman, M.A.A. e CICERO, S.M. Sci. Agric. v.53, n.1, 1996.No-destrutivosNo-destrutivosindiretosindiretosEltrico - Medidor por capacitnciaFoto:http://www.gehaka.com.br/produtos.aspMedidor por capacitncia digitalFoto:http://www.gehaka.com.br/produtos.aspMMtodo todo eleltricotricoOs medidores de umidade porOs medidores de umidade porcapacitncia medem a constantecapacitncia medem a constantedieltrica do gro colocado entre asdieltrica do gro colocado entre asduas placas de um capacitor.duas placas de um capacitor.A constante dieltrica dependenteA constante dieltrica dependenteda umidade.da umidade.TensTenso o eleltricatrica m mtodo todo dieldieltricotricoE.G.C.Neves (dissertaE.G.C.Neves (dissertao)o)Desgaste da bateria x leitura Desgaste da bateria x leitura DoleDole500 para arroz com casca e500 para arroz com casca ebeneficiadobeneficiadoUmidade das amostrasUmidade das amostras:: 22%, 18%, 14,7%, 11,9%22%, 18%, 14,7%, 11,9%TensoTenso:: 9,5 a 4V9,5 a 4VTemperaturaTemperatura ambienteambiente:: 10, 20 e 3010, 20 e 30ooCCTensTenso o eleltricatrica m mtodo todo dieldieltricotricoE.G.C.Neves (dissertaE.G.C.Neves (dissertao)o)ConclusConcluseses::LeiturasLeituras soso afetadasafetadas pelapela tensotensoLeituraLeitura aumentaaumenta medidamedida queque a a tensotensodiminuidiminui ( (bateriabateria descarregadescarrega))TemperaturaTemperatura ambienteambiente afetaafeta leiturasleiturasNveisNveis de de tensotenso < 8,0V < 8,0V comprometemcomprometemconfiabilidadeconfiabilidade dada medidamedidaPara Para mesmamesma tensotenso, a , a influnciainfluncia dadatemperaturatemperatura maiormaior parapara amostrasamostras com commaiormaior graugrau de de umidadeumidadeMedidor Motomco mtodo eltricoFoto: ttp://www.geocities.com/motomco2001/calibration.htmMMtodo todo eleltricotricoMotomcoMotomco 919, m 919, mtodo por todo por capacitcapacitnciancia,,foi considerado foi considerado padrpadro pelo USDA o pelo USDA atatrecentemente e recentemente e estest em em transitransiooGIPSA (USDA GIPSA (USDA GrainGrain InspectionInspection, , PackersPackersandand StockyardsStockyards AdministrationAdministration)- a partir)- a partirde 05de 05fevfev99, todas as determina99, todas as determinaeses de deumidade oficiais de milho, soja e girassolumidade oficiais de milho, soja e girassoldevem ser inspecionadas pelo USGSAdevem ser inspecionadas pelo USGSA(US (US GrainGrain Standards Standards ActAct) e usando o) e usando oDickey-johnDickey-john GAC 2100. GAC 2100.GAC2100 GAC2100 GrainGrain AnalysisAnalysis ComputerComputerFoto: http://yolo.net/wvm/calplus/dickey-john/Engenhos na regiEngenhos na regio sulo sulPrPrticas usadasticas usadas:: COTRIJU COTRIJU BagBag utilizautiliza GAC 2100,GAC 2100,afere diariamente com destilaafere diariamente com destilao,o,em caso de dem caso de dvida EMATER*vida EMATER*JOSAPAR JOSAPAR ItaquiItaqui utiliza medidor utiliza medidorUniversal, um para cada operaUniversal, um para cada operaoo((receprecepo, secagem, etc.), afereo, secagem, etc.), aferecom destilacom destilao no ino no incio da safracio da safra*Associao Riograndense de Empreendimentos de Assistncia Tcnica e Extenso RuralEngenhos na regiEngenhos na regio sulo sulPrPrticas usadasticas usadas::JOSAPAR Pelotas Universal JOSAPAR Pelotas Universal TagTag((receprecepo e secagem) e o e secagem) e MotomcoMotomco,,afere com mafere com mtodo da estufa a cadatodo da estufa a cada15-20 dias15-20 diasPampasulPampasul Alimentos Rio Grande Alimentos Rio Grande MotomcoMotomco ( (receprecepo) calibrao) calibrao 60o 60dias, semanal confere com EMATERdias, semanal confere com EMATERe SERCLAVE* e na de SERCLAVE* e na dvida usavida usadestiladestilaoo*Servio de Classificao Vegetal, credenciado pelo MAPAEngenhos na regiEngenhos na regio sulo sulPrPrticas usadasticas usadas:: EFEGEFEG Pelotas - Pelotas - utiliza medidorutiliza medidorUniversal, um para cada operaUniversal, um para cada operaoo((receprecepo, secagem, etc.), afereo, secagem, etc.), aferecom destilacom destilao no ino no incio da safra ecio da safra eusa GAC 2100 para usa GAC 2100 para parboilizadoparboilizadoMedidor em tempo realMedidor em tempo realMedidor em tempo realMedidor em tempo realSo teoricamente rpidos e precisosSo teoricamente rpidos e precisosUsados em colhedoras de Usados em colhedoras de grgros comos commonitor de rendimento instaladomonitor de rendimento instalado essencial para trabalhar com essencial para trabalhar comagricultura de agricultura de precisprecisooNecessita de calibraNecessita de calibrao e tem aso e tem asvantagens e desvantagens dosvantagens e desvantagens dosmedidores medidores eleltricostricos por por capacitcapacitncianciaAcAcsticossticosProposta de um novo mProposta de um novo mtodo visandotodo visandoinicialmente seu uso em agricultura deinicialmente seu uso em agricultura deprecispreciso - colheitao - colheitaBaseia-se na medida do som que oBaseia-se na medida do som que ogrgro produz quando sofre impactoo produz quando sofre impactosobre uma sobre uma superfsuperfciecieHipHiptesetese:: GrGros com diferentes grausos com diferentes grausde umidade produzem sons emde umidade produzem sons emdiferentes diferentes freqfreqnciasncias acacsticassticasAcAcsticossticosAcAcsticossticoslibrary.msstate.edu/ETD-db/theses/available/.../restricted/cover.pdfMMtodo todo acacsticosticoLUZ, M.L.G.S. (tese doutorado)LUZ, M.L.G.S. (tese doutorado)4 var. de milho e 4 var. de soja4 var. de milho e 4 var. de soja5 n5 nveisveis de umidade de cerca de 7, 11, de umidade de cerca de 7, 11,13, 15 e 17%13, 15 e 17%Som obtido por cilindro Som obtido por cilindro metmetlicolico rotativo rotativoexcexcntricontricoColetados sinais de 0 a 80 kHz eColetados sinais de 0 a 80 kHz eanalisados a cada segmento de 35Hzanalisados a cada segmento de 35HzFFT foi usado para transformar o sinalFFT foi usado para transformar o sinaltemporal para domtemporal para domnionio de de freqfreqncianciaVariedades estudadasVariedades estudadas4 variedades de soja4 variedades de soja HutchensonHutchenson DeltapineDeltapine 5806R-G112 5806R-G112 DillonDillon BoggsBoggs4 variedades de milho4 variedades de milho PioneerPioneer 3165 3165 PioneerPioneer 3223 3223 DekalbDekalb DK626RR DK626RR PioneerPioneer X304C X304CGeneral Behavior01000002000003000004000005000006000007000008000009000000 10 20 30 40 50 60 70 80Frequency (kHz)AreaCorn 9.4%MC Corn 12.2%MC Corn 14.1%MC EmptyCorny = 173179x + 734314R2 = 0,9645020000040000060000080000010000001200000140000014.1% MC 12.2% MC 9.4% MCMoisture ContentArea3 kHzSoybeansy = 173179x + 734314R2 = 0,9645020000040000060000080000010000001200000140000014.1% MC 12.2% MC 9.4% MCMoisture ContentArea3 kHzAparato utilizadoAparato utilizadoMMtodo todo acacsticosticoLUZ, M.L.G.S. (tese doutorado)LUZ, M.L.G.S. (tese doutorado)A A rearea sob cada segmento foi usada sob cada segmento foi usadapara predizer a umidade da amostrapara predizer a umidade da amostraAs faixas mais promissoras foramAs faixas mais promissoras foramentre 2 e 4 kHzentre 2 e 4 kHzTeoriaTeoria:: O grau de umidade dos O grau de umidade dos grgrososmudaria o mmudaria o mdulodulo de elasticidade do de elasticidade domaterial, causando leves material, causando leves diferendiferenasassonorassonorasReferRefernciasnciasAMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS. AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS. MoistureMoisturemeasurement-ungroundmeasurement-unground graingrain andand seedsseeds. In. In:__:__ASAE StandardsASAE Standards19991999, 46.ed., St. Joseph, 1999. p.567., 46.ed., St. Joseph, 1999. p.567.BRASIL. BRASIL. MinistrioMinistrio dada AgriculturaAgricultura e e ReformaReforma AgrriaAgrria. . RegrasRegrasparapara anliseanlise de de sementessementes. Braslia, SNDADNDVCLAV, 1992,. Braslia, SNDADNDVCLAV, 1992,365p.365p.INTERNATIONAL SEED TESTING ASSOCIATION. InternationalINTERNATIONAL SEED TESTING ASSOCIATION. Internationalrules for testing seeds. rules for testing seeds. Seed Seed SciSci. and . and TechnTechn., Zurich, v.16, n.1,., Zurich, v.16, n.1,1996.1996.LUZ, M.L.G.S.; To, S. D. LUZ, M.L.G.S.; To, S. D. FilipFilip. Acoustical frequency spectrum. Acoustical frequency spectrummethod to predict moisture content in soybean. Paper No: 011074.method to predict moisture content in soybean. Paper No: 011074.In:___In:___2001 ASAE Annual International Meeting2001 ASAE Annual International Meeting. Sacramento,. Sacramento,California, 2001, 17p.California, 2001, 17p.NEVES, E.G.C. NEVES, E.G.C. InfluInflunciancia do n do nvelvel de tens de tenso o eleltricatrica na medida de na medida deumidade de umidade de grgros de arroz por determinadores analos de arroz por determinadores analgicosgicos de deumidade por mumidade por mtodo todo dieldieltricotrico. Pelotas, . Pelotas, UFPelUFPelDCTA, 2004,DCTA, 2004,93p.(Disserta93p.(Dissertao)o)OBRIGADA!OBRIGADA!lauraluz@terra.com.brlauraluz@terra.com.br

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