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PROJETOS DE COLHEDORAS DE FRUTAS

Prof. Dr. Daniel Albiero

FORTALEZA - CE

COLHEITA DE FRUTAS

COLHER FRUTAS É UM DESAFIO COMPLEXO;

DEPENDE DA ESPÉCIE;

COLHEITA DE FRUTAS

DEPENDE DA MATURIDADE DO PRODUTO;

COLHEITA DE FRUTAS

DEPENDE DO PERÍODO DE COLHEITA

COLHEITA DE FRUTAS

A colheita de frutas pode ser ÚNICA ou MÚLTIPLA.

COLHEITA DE FRUTAS

Colheita Laranja

Colheita Melão

Grande chance de ocorrerem PERDAS por danos físicos.

COLHEITA DE FRUTAS

A colheita pode ser dividida em três tipos:COLHEITA DE FRUTAS

Manual

Auxílio Mecânico

Mecanizada

CONCEITO DE FRUTOS E FRUTAS

FRUTOS: Os frutos são formados a partir das flores, mais especificamente a partir do ovário de uma flor.

CONCEITO DE FRUTOS E FRUTAS

FRUTAS: “fruta” é utilizada no nosso dia-a-dia, apenas popularmente, para diferenciarmos frutos doces (Frutas) de frutos salgados ou amargos (Legumes). (Joyce Marques Barbosa, 2015)

HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS

Australopithecus => 1,5 milhões anosColheita Semelhante aos Símios

Homo Habilis => 1 milhões anosPlaneja incursões de colheita

Homo Erectus => 500 mil anosEstrutura Social Colheita->Mulheres

Homo Sapiens Neanderthal => 250 mil anosTécnicas de colheita desenvolvidas Conhecimento da relação fruta/época/local


HOMO SAPIENS SAPIENS200 mil anosEsta espécie desenvolveu, fomentou e inovou técnicas, rituais e tabus envolvendo a colheita (coleta) de frutos, este fato é certo, provado pelas pinturas rupestres.


Esculturas em obeliscos egípcios, 4000 a.C.

Colheita de Uvas 3000 a.C.

Pinturas na tumba do faraó Hui (Vigésima dinastia, 3500 a.C).

Fonte: http://www.naturalhistorymag.com

SISTEMA ANTIGO DE COLHEITA “MECANIZADA” DE FRUTAS


Ânfora Grega, 1500 a.C.

Pintura em tumba grega, 200 a.C.


Colheita judaica, 10 d.C.

Colheita de uva, 900 d.C.


Colheita de caju, 1512 d.C.

Colheita de coco, 1612 d.C.


Colheita Café (com escravos), 1835.


Colheita Café (com imigrantes), 1902.


Colheita abacaxi, 1920.

Colheita açaí, 1940.

Colheita laranja, 1950.

Colheita uva, 1960.

Colheita abacaxi, 1960.



Colheita Café, 1972 (Jacto K 3, primeira colhedora de café do mundo!).


Colheita de batata, 1970.

COLHEITA MECANIZADA DE FRUTAS/FRUTOS

Fonte: http:/ streetsmartbrazil.com

Genética

Plantio

Adubação

Irrigação

Tratos culturais

Controle de pragas

Controle de doenças

Qualidade

Características

Estética

Condições para

Pré-Benef.-Pós

DESAFIO:Custo/benefício da operação

Propriedades organo-lépticas

Características físico-químicas

PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS

As características das frutas que podem ser percebidas pelos sentidos humanos recebem o nome de propriedades organolépticas (do grego, organon, organismo, letpos, que impressiona).

E são: Cor, Odor, Sabor, Brilho, Textura e Som.


Cor


Odor


Sabor


Brilho


Textura


SomToc toc toc

Plof Plof Plof

PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO

Organização do corpo da planta

Corpo estruturado por células; Células formando tecidos; Tecidos de proteção: Cutítula;

Epiderme;Espaços intercelulares.

Tecidos de condução:Floema;Xilema.

Tecidos de suporte:Parênquima;Collenquima;Esclerenquima.

ORGANIZAÇÃO DA PLANTA

Corpo estruturado por células;

Células formando tecidos;ORGANIZAÇÃO DA PLANTA

Tecidos de proteção: Cutítula=material ceroso;

Epiderme=células prensadas juntas e de difícil separação;Espaços intercelulares=Regiões preenchidas por gás.


Tecidos de condução:Floema;Xilema.


Tecidos de suporte:Parênquima (principal tipo de célula vegetal, possuem diversas funções);Collenquimacélula estrutural;Esclerenquimacélula estrutural.


Esclerenquima.


Parede celular

A Elasticidade, Resistências e Rigidez dos tecidos vegetais são devido as propriedades reológicas da parede celular.

Obs: Propriedades reológicas: propriedades físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento (mv) num fluido.


Parede celular


Conteúdos da Célula


Relação entre pressão de Turgor e Rigidês do Tecido

O módulo de elasticidade de plantas é dependente da pressão de turgor das células (pressão exercida pela água no interior da mesma)..


Características Dimensionais das células e espaços intercelulares


Estrutura geral de Frutas

PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOEstrutura geral de Frutas


Estrutura geral de Frutas

PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOPROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO

Características Físicas: Tamanho e Forma


Características Físicas: Tamanho e Forma


Características Físicas: Volume e Densidade


Características Físicas: Porosidade ( em relação ao empacotamento)


Características Físicas: Área Superficial (considerando a elipsoide).

12

2

2

2

2

2

cz

by

ax


Características Físicas: Área Superficial (considerando a elipsoide).


Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.

Propriedades mecânicas são definidas como aquelas que descrevem o comportamento do material sob a aplicação de forças.

Basicamente são o comportamento da relação tensão/deformação de um material sob cargas dinâmicas e estáticas.

A Reologia é a ciência que estuda a deformação e o fluxo. Assim quando solicitações externa resultam em deformação e fluxo de material, as propriedades mecânicas são denominadas propriedades reológicas.



Terminologia ASTM para propriedades Mecânicas: Mohsenin (1986), páginas 130-141


Propriedades reológicas: Tensão Total e Deformação Total.


Propriedades reológicas: Creep e Relaxation.


Análise de Tensão de Materiais Biológicos: Creep e RelaxationCreep Relaxation


Propriedades reológicas: Creep (arrastamento).


Propriedades reológicas: Relaxation (relaxação).


Fundamentos Matemáticos (cálculo vetorial)

PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOPROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO

Fundamentos Matemáticos


Fundamentos Matemáticos (cálculo tensorial).


Mecânica do Contínuo


Análise de Tensão


Análise de Tensão de Materiais Biológicos

Análise de Tensão de Materiais Biológicos: CREEP (arrastamento)PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO

Análise de Tensão de Materiais Biológicos: RELAXATION (relaxação)PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO


Material Isotrópico: CREEP

F = F[J1(σ), J2(σ), J3(σ)]

Material Anisotrópico: CREEP ≠PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO

F = F[J1(σ), J2(σ), J3(σ)]

Tensor de danos: Os danos em frutos tem características de tornar anisotrópico um material isotrópico


PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOMaterial Viscoelástico

PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOMaterial Viscoplástico


Material Viscoplástico


Vibrações

PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOVibrações


Impacto

RESTRIÇÕES NATURAIS Maturação

Tamanho dos Frutos

Fonte:http://www.correiodemocratico.com.br

Fonte:http://www.cienciahoje.pt/817

Colheita ManualColheita Mecânica

Fonte:http://revistadinheirorural.terra.com.br/

Fonte:http://www.queromaisvinho.com.br

R$400.000,00, 8 ton/h, R$ 30,00/ton

R$30,00/diária, 0,04 ton/h R$72,00/ton

RESTRIÇÕES ECONÔMICAS

RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO

Fonte: http://www.sindicatoruralmc.com.br

Puxar

Colhedora de Cenouras


Fonte: http://www.feucht-obsttechnik.deChacoalhar


Fonte: http://www.tramontina.com.br

Corte

Barra de corte


Fonte: http://mansikka.netsor.fi/

Rotação

Colhedora de Morangos


Fonte: www.caseih.com Roto-Vibracional

Colhedora de Café


Fonte: http://citrusmh.ifas.ufl.edu

Vento

Blower para colher laranjas


Fonte: www.grimme.de Escavação

Colhedora de Batatas

TorçãoFonte: Aljanobi et al. (2010)


Colhedora Robótica de laranjas

Fonte: http://citrusmh.ifas.ufl.edu

Vibracional


Sistema de colheita de azeitonas

RELAÇÕES FUNCIONAIS - CONTROLE

Fonte: http://www.sindicatoruralmc.com.br

Mesa de Gravidade

Fonte:http://standeyo.comCarretas de Tomate

RELAÇÕES FUNCIONAIS - TRANSPORTE

Fonte: http://www.grimme.de

Colhedora de Batatas

RELAÇÕES FUNCIONAIS - SELEÇÃO

INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOS

Alterações fisiológicas;

Alterações metabólicas;

Alterações no Aroma;

Alterações no Sabor;

Diminuição da Qualidade.

Esforços de Compressão;

Esforços de cisalhamento;

Esforços de creep (tensão constante no tempo/deformação variável no tempo)

Esforços de fadiga.

Fonte: http://www.telegraph.co.uk, Alan Sailer.

Danos Mecânicos

INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOSTensão de contato (de Hertz)

INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOS

Tensão de contato para corpos viscoelásticos

INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOSTensão de contato para corpos viscoelásticos

FRUTAS DE MESA X FRUTAS NDÚSTRIA

http://www.guaresi.com Ferreira, M. D. (2008)

Capacidade de Campo

Impactos nas frutas

Vida Útil da fruta

Capacidade de Campo

Impactos nas frutas

X

X

Vida Útil da fruta

50ton/h (6 km/h)10ton/h (1,5km/h)

EXEMPLOS DE SOLUÇÕES

http://www.guaresi.com


www.grimme.com( 2012) (100ton/h)

Peterson et al. (2003) – EUA


www.newholland.com( 2012)


Fergunson et al. (2006) – EUA


http://portuguese.alibaba.com


Fonte: IBGE (2006) – SUDENE (2012)

CONTEXTO DO SEMIÁRIDO

TECNOLOGIA ADEQUADA E APROPRIADA PARA O SEMIÁRIDO

Fonte: IBGE (2006) – SUDENE (2012)

Fonte: Albiero et al. (2012)

Fonte: Albiero et al. (2012)

TECNOLOGIA ADEQUADA E APROPRIADA PARA O SEMIÁRIDO

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA

X

http://www.bonappetit.com (2012) - Índia

Aljanobi et al. (2010) – Árábia Saudita

“As melhores soluções são as mais simples, pois as mais sofisticadas, somente os ricos podem ter”.

Prof. Dr. Cheu Shang Chang

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Engineering