temperatura para secagem intermitente de sementes...
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA “ELISEU MACIEL”
DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE
SEMENTES
TEMPERATURA PARA SECAGEM
INTERMITENTE DE SEMENTES DE SOJA
IGOR BERNARDES
PELOTAS RIO GRANDE DO SUL – BRASIL
2011
TEMPERATURA PARA SECAGEM
INTERMITENTE DE SEMENTES DE SOJA
IGOR BERNARDES
Engenheiro Agrônomo
Orientador: Prof. Dr. Silmar Teichert Peske Aprovado em: ----- de dezembro de 2011 Comissão Examinadora: Prof. Silmar Teichert Peske Prof. Francisco Amaral villela Prof. Nilson Lemos de Menezes Dr. Demócrito Amorim Chiesa Freitas
Dados de catalogação na fonte:
(Marlene Cravo Castillo – CRB-10/744)
B523t Bernardes, Igor
Temperatura para secagem intermitente de
sementes de soja / Igor Bernardes; orientador Silmar Teichert Peske - Pelotas, 2011. 35f.; il. Dissertacao (Mestrado Profissional) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes. Faculdade de Agronomia “Eliseu Maciel”. Universidade Federal de Pelotas. Pelotas, 2011.
1.Glycine max; 2.Germinacao; 3.Vigor.
I.Peske, Silmar Teichert (orientador); II.Título. CDD 633.34
III
A m inha esposa e f i l has , Ana
Caro l ina , Mar ia Be t t ina e Mar ia
An tone l la , pe lo g rande amor ,
que fo r ta lece-me a cada d ia ,
dando-me g randes razões para
vencer os obs tácu los da v ida .
DEDICO
IV
AGRADECIMENTO
Á Universidade Federal de Pelotas e ao Programa de Pós – graduação
em Ciência e Tecnologia de Sementes, pela oportunidade de realização do
Mestrado.
Á Coodetec, Cascavel – PR, por ter cedido às instalações para a
realização de parte dos módulos feitos da minha parte.
Ao IBG, de Rondonópolis – MT, pela oportunidade de realizar parte do
mestrado mais próximo da família.
Á direção e diretoria da Agropastoril Jotabasso Ltda, pela oportunidade e
apoio na realização do mestrado.
Aos professores do Programa de Pós-graduação em Ciência e
Tecnologia de Sementes, pelos conhecimentos fornecidos.
Aos funcionários do laboratório de sementes Pró - Sementes de
Rondonópolis – MT, pela realização de parte dos resultados de laboratório.
Aos colegas do curso de Pós-graduação, pela parceria, amizade e
trabalhos em grupos, trocas de conhecimentos.
Ao professor Silmar Teichert Peske, pelo apoio, paciência e
conhecimentos transmitidos.
Ao Airton Francisco de Jesus, Diretor da Agropastoril Jotabasso Ltda,
pelo incentivo e apoio ao mestrado.
Aos funcionários e amigos da Agropastoril Jotabasso Ltda, em Especial,
Hercules Davis e Claudenir Dalava, que deixaram grandes lembranças e
saudades em meu coração.
De forma geral, aos meus familiares, professores, amigos, todos que
contribuíram e me apoiaram nesta grande etapa cumprida.
V
BIOGRAFIA
IGOR BERNARDES, filho de Odair Bernardes e Maria Lúcia Maireno
Bernardes, nasceu em Loanda, estado do Paraná, em 10 de outubro de 1979.
Em 1996, iniciou o Curso de Engenharia Agronômica na Fundação
Faculdades de Agronomia Luiz Meneghel em Bandeirantes – Paraná,
conclusão em junho de 2001.
Em maio de 2004, iniciou o Curso de Pós – Graduação em nível de
especialização em Ciência e Tecnologia de Sementes na Universidade Federal
de Pelotas, conclusão em junho de 2005.
Em maio de 2009, iniciou o Curso de Mestrado em Ciência e
Tecnologia de Sementes na Universidade Federal de Pelotas, conclusão em
dezembro de 2011.
VI
CONTEÚDO
LISTA DE FIGURAS ....................................................................................... VIII RESUMO............................................................................................................ X ABSTRACT ....................................................................................................... XI 1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 1 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................... 3 2.1. Considerações gerais .............................................................................. 3 2.2. Importância do uso de sementes ............................................................ 3 2.3. Importância da secagem das sementes .................................................. 4 2.4. Secador Intermitente...............................................................................5 2.5. Princípios de secagem e intermitência.....................................................7 2.6. Secagem na manutenção da qualidade e armazenamento.....................9 3. MATERIAL E MÉTODOS..............................................................................10 3.1. Local.......................................................................................................10 3.2. O Secador................................................................................................10
VII
3.3. O processo de secagem ....................................................................... 12 3.4. Tratamentos .......................................................................................... 12 3.5. Avaliações ............................................................................................. 13 3.5.1 Temperatura da semente....................................................................13 3.5.2. Grau de umidade da semente .......................................................... 14 3.5.3. Danificação mecânica - térmica.........................................................15 3.5.4. Germinação.. ..................................................................................... 16 3.5.5. Envelhecimento acelerado ............................................................... 16 3.6. Análise dos dados ................................................................................ 16 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................... 17 4.1. Temperatura do ar de entrada .............................................................. 17 4.2. Remoção da umidade ......................................................................... 17 4.3. Dano mecânico - térmico ...................................................................... 19 4.4. Vigor e germinação .............................................................................. 19 5. CONCLUSÕES .......................................................................................... 23 6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ 24
VIII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Câmara de homogeneização (parte superior).................................. 06
Figura 2 - Câmara de secagem (parte inferior)................................................. 06 Figura 3 - Secador intermitente lento.................................................................11
Figura 4 - Esquema de funcionamento de um secador intermitente.................11
Figura 5 - Caixa de isopor com a massa de sementes e o termômetro...........13 Figura 6 - Balança para pesagem da amostra (motomco)............................... 14 Figura 7 - Determinador de umidade motomco. .............................................. 14 Figura 8 - Sementes submersas na solução de hipoclorito de sódio. ..............15 Figura 9 - Sementes danificadas e normais pelo teste de hipoclorito de sódio..................................................................................................................15 Figura 10 - Temperatura da massa de sementes de soja durante o processo de
secagem intermitente por 240 minutos utilizando diferentes temperaturas.......18
IX
Figura 11 - Redução do teor de água das sementes de soja em secador intermitente utilizando temperaturas do ar de 80º C, 100º C e 120º C..............18
Figura 12 – Comportamento de danos mecânicos da massa de sementes de
soja coletados durante a secagem intermitente com diferentes
temperaturas......................................................................................................20
Figura 13 – Desempenho da germinação e vigor de sementes de soja após secagem intermitente a 120°C durante 240 minutos. ......................................20 Figura 14 – Desempenho da germinação e vigor de sementes de soja após secagem intermitente a 100°C durante 240 minutos. .......................................21 Figura 15 – Desempenho da germinação e vigor de sementes de soja após secagem intermitente a 80°C durante 240 minutos. .........................................21
X
RESUMO
BERNARDES, Igor, Universidade Federal de Pelotas, dezembro de 2011. Temperatura para secagem intermitente de sementes de soja. Orientador: Silmar Teichert Peske.
Com o objetivo de avaliar o efeito de altas temperaturas na qualidade das
sementes de soja utilizando secador intermitente desenvolveu-se este trabalho
no agrícola 2009/2010, na Fazenda Deus, de propriedade da Agropastoril
Jotabasso Ltda, localizada no município de Rondonópolis-MT. Foram utilizadas
as temperaturas de 120°C, 100°C e 80°C, em secador da marca Kepler Weber,
modelo KW 40 de capacidade para 40 Toneladas/hora, para secar sementes
de soja cultivar M7211RR. O grau de umidade de entrada das sementes no
secador foi 17,4% e as sementes foram secadas até o grau de umidade na
faixa entre 11 e 12%. Em intervalos de 48 minutos, correspondente a uma volta
completa das sementes pelo secador, determinou-se a temperatura da massa
de sementes, o grau de umidade, os danos mecânicos, a germinação e o vigor
das sementes até os 240 minutos de secagem, concluiu-se que é possível
secar sementes de soja em secador intermitente utilizando temperatura do ar
de secagem de 80ºC e temperaturas de secagem acima de 80ºC na massa de
sementes de soja são prejudiciais a qualidade fisiológica das sementes,
causando aumento de dano mecânico e redução na germinação e vigor.
Termos para indexação: Glycine Max, germinação, vigor.
XI
ABSTRACT
BERNARDES, Igor, Federal University of Pelotas, in December 2011. Drying temperature of soybean seed intermittent dryer. Advisor: Silmar Teichert Peske.
The work was carried out during 2009/2010 crop year, in God's Farm, owned by
Agropastoril Jotabasso Ltd., located in the Rondonópolis city, MT with the
objective to evaluate the effect of high temperature on soybean seeds in a
intermitent dryer. It was used temperatures of 120° C, 100° C and 80° C in a
Kepler Weber dryer brand 40 KW with capacity of 40 tons/hour, with soybean
seeds cultivar M7211RR. The seed moisture input into the dryer was 17.4% and
in the range 11-12% at the end of drying. Every 40 minutes, corresponding to
one full turn of the dryer seeds, up to 240 minutes, it was determined the mass
temperature, seed moisture, mechanical damage, germination and vigor. It was
conclude that It is possible to dry soybean seed with intermittent dryer using
drying air temperature of 80°C.
Index terms: Glycine max, germination, vigor.
1
1. INTRODUÇÃO
Para manter alta qualidade nas sementes de soja é necessária a
aplicação de um conjunto de práticas de campo e de pós-colheita. Dentre as
práticas de pós-colheita, a secagem assume fundamental importância, pois
permite que as sementes sejam colhidas após atingirem a máxima qualidade,
porém antes de atingirem em campo a umidade recomendada para o
armazenamento.
O intervalo de tempo que separa o final da colheita do início do processo
de secagem deve ser o mais reduzido possível, porque nesta fase do processo
as sementes com umidade elevada apresentam altas taxas de atividade
respiratória e o consumo antecipado de reservas provoca um desgaste
fisiológico, que na prática, produzirão baixos índices de germinação e vigor no
futuro.
A colheita de sementes com grau de umidade acima dos recomendados
para armazenamento seguro torna-se uma prática comum entre os produtores
de sementes no Mato Grosso, ocorrendo, portanto a necessidade de secagem
artificial imediata, para obter sementes que apresentem reduzidos índices de
danificação e deterioração, permitindo ao produtor melhor planejar a colheita.
Na escolha do método de secagem, o fator quantidade de sementes é
limitante. Quando necessitamos secar grandes quantidades, é imprescindível a
utilização de secagem artificial, cujos custos de operação estão relacionados
com volumes, velocidade de secagem e temperatura do ar.
Os secadores de sementes disponíveis no mercado apresentam um
elevado nível de tecnologia. Alguns dispõem de sistemas de carregamento
automático de combustível, controle automático do sistema de mistura de ar,
medidores de umidade do produto em fluxo no secador e elaborados painéis de
controle. Produtores, cooperativas e empresas do ramo agrícola vêm
investindo na aquisição de equipamentos para secagem de produtos agrícolas,
mas para realizar um investimento deste porte é necessário conhecer alguns
parâmetros, como: rendimento do secador, eficiência térmica e qualidade do
produto após a secagem.
2
No processo de secagem, a temperatura alcançada pela semente e o
tempo de exposição a essa temperatura são os fatores que mais influenciam
na qualidade das sementes. É fundamental que a temperatura da massa de
sementes seja mantida dentro de limites seguros (VILLELA e PESKE, 1996).
Segundo Baudet et al. (1999), a temperatura de secagem deve ter como
referência a temperatura da massa das sementes; assim, valores entre 40 e
43ºC são considerados máximos e, acima dos quais, danos físicos ou
fisiológicos podem ser gerados.
É possível o emprego de temperaturas do ar aquecido que alcancem até
70°C em secador intermitente sem, no entanto ocasionar excessivo
aquecimento das sementes que, em geral, não atinjam temperaturas acima de
38 a 40°C.
Considerando os aspectos anteriormente referidos, o presente trabalho
tem o propósito de avaliar o efeito de diferentes temperaturas do ar de
secagem acima de 70ºC, quanto aos seus efeitos na manutenção da qualidade
fisiológica das sementes de soja.
3
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Considerações gerais
Com o crescimento da agricultura brasileira nos últimos anos, a
produção de soja no Mato Grosso aumentou mais de 65% entre 2001 e 2010,
saltando de 11,7 milhões para 20,4 milhões de toneladas (CONAB, 2012). O
aumento da produção de soja em Mato Grosso de 2001 a 2005 foi devido,
majoritariamente, à expansão do cultivo da leguminosa em áreas anteriormente
dedicadas à pastagem (74%), seguidas de áreas de florestas (26%). Já de
2006 a 2010, 22% do aumento da produção foi obtido pelo aumento da
produtividade da cultura e 78% à expansão da área de cultivo, em sua maioria
(91%) em áreas que já haviam sido desmatadas.
Alguns produtores de Mato Grosso, estado conhecido por apresentar
tradicionalmente a maior produtividade de soja do País, obtiveram
produtividade recorde na safra 2010/2011. Houve relatos de produtividades de
até 75,00 sacas por hectare, resultado 12,3% superior ao melhor desempenho
obtido em áreas do estado nos últimos três anos, que foi de 67,2 sacas por
hectare e a média esperada para o estado que se situa em torno de 49 sacas
por hectare, atingindo 3.190 kg/ha nesta safra. Estes resultados são obtidos
com uso de sementes de alta qualidade, tendo alta capacidade de produção,
pureza genética, alta qualidade fisiológica e boa sanidade, parâmetros esses
que contribuem significativamente para que altos níveis de produtividade sejam
alcançados.
2.2. Importância do uso de sementes
Apesar dos benefícios produzidos pelo uso de sementes de alta
qualidade, com exceção do estado de Mato Grosso, tem-se observado uma
redução na utilização de sementes certificadas nos últimos anos, as quais têm
sido substituídas por sementes próprias ou piratas, sem qualidade
comprovada, devido ao menor custo. Um exemplo é o Estado do Rio Grande
do Sul, que em 1998 apresentava um uso de sementes certificadas de soja de
4
65%, reduzindo para 3% em 2004, o que consequentemente se refletiu em
menor produtividade. Contudo, deve-se ressaltar que o maior custo da semente
certificada acaba sendo compensado pela redução nos gastos com insumos e
pela maior produtividade da lavoura.
Desta forma, percebe-se a importância da semente, desde os primórdios
da humanidade até os dias atuais, onde a solução para alimentar a crescente
população mundial passa pelo aumento na produção de grãos, favorecido pela
utilização de sementes de alta qualidade.
Com uma área cultivada de 6.400.000 ha, Mato Grosso apresenta uma
demanda potencial de 8.250.000 sacos (sacos de 40 kg), que devido à taxa de
utilização de sementes de 85% (bem acima dos outros estados brasileiros), a
demanda efetiva passa a ser de 7.932.000 sacos. A produção estimada de
4.500.000 sacos de sementes de soja, expõe um déficit de 3.432.000 sacos,
demonstrando que há um grande espaço para maior crescimento no setor
sementeiro no estado.
As sementes de pirataria e sementes próprias significam uma grande
ameaça ao setor, e devem ser controladas pela legislação nacional e
fiscalizações, e reivindicada através das entidades de classe. A reformulação
da legislação de sementes, salvas leva-se em conta o tipo de exploração se é
empresarial ou familiar. Contudo, as empresas sementeiras devem fazer o seu
papel para coibir a ilegalidade na produção de sementes, com um programa de
marketing bem formulado, a garantia de sementes com qualidade superior
obtidas com a adequada adoção de tecnologias, e a assistência técnica pós
venda por meio do respaldo técnico que garanta a satisfação do agricultor.
2.3. Importância da secagem das sementes
A produção de sementes de soja de alta qualidade requer cuidados
especiais, pois a desatenção durante as diversas fases de sua obtenção pode
acarretar recusa de lotes ou mesmo de toda a produção.
Até atingir grau de umidade que propicie a colheita, as sementes ficam
expostas a uma série de condições adversas no campo, como ataque de
fungos, insetos e, principalmente contrações e expansões dos tecidos devido à
absorção e perda de água. Essa mudança no grau de umidade ocorre devido à
variação da umidade relativa do ar entre o dia e a noite, pela formação do
5
orvalho e notadamente pela a ocorrência de chuvas no período compreendido
entre a maturidade fisiológica e a colheita (TOLEDO & MARCOS FILHO, 1977).
O processo de colheita constitui-se em uma importante etapa no
processo produtivo da soja, principalmente pelos riscos a que está sujeita a
lavoura destinada à produção de sementes. Para evitar reduções na qualidade
do produto, a colheita deve ser iniciada tão logo a soja atinja o estádio R8,
correspondente ao ponto de maturação de campo (EMBRAPA, 2005), com
umidade ao redor de 18% (PESKE e BARROS, 2006).
A colheita de sementes com grau de umidade acima dos recomendados
para armazenamento seguro torna-se uma prática comum entre os produtores
de sementes no Mato Grosso, pois possibilita que se evite o “armazenamento
de campo”, reduzindo o índice de danificação e deterioração e permitindo ao
produtor melhor planejamento da colheita. Essa prática, porém vêm
acompanhadas da necessidade de secar as sementes tão logo estas sejam
colhidas para evitar o início do processo deteriorativo marcado pelo inicio da
intensificação da atividade respiratória e aumento no consumo de reservas
(PESKE e VILLELA, 2006).
2.4. Secador intermitente
No secador intermitente, as sementes descem continuamente pela
ação da gravidade, e dois dispositivos chamados de roscas, controlam a vazão
mantendo-a praticamente constante, sendo manipulada neste caso a
racionável temperatura da fornalha. As roscas estão ligadas a um controlador
de nível no topo do secador, que faz com que, se o nível de sementes no
secador baixarem do nível pré-estabelecido, a “rosca sem fim” para até que
seja retomado o carregamento das sementes.
O secador apresenta um compartimento superior e outro inferior, sendo
que o ar quente passa através da massa de sementes na parte superior, onde
a maior intensidade da secagem é processada e o ar na temperatura ambiente
é forçado, através da seção inferior, onde as sementes sofrem resfriamentos,
(Figuras 1 e 2). Uma parte da secagem é obtida na parte inferior, embora a
principal função neste estágio seja evitar que as sementes saiam com
temperatura elevada, que poderá facilitar um novo aumento da umidade nas
sementes posteriormente. A capacidade nominal deste secador é de 40
6
toneladas, mas devido à grande demanda, é operado com, aproximadamente
60 toneladas. Sabe-se que o grau de umidade ideal da soja na saída deste
secador está abaixo de 12,0%; se a soja estiver com umidade abaixo desta, ela
é transportada direto para os silos sem precisar secar.
Figura 1 – Câmara de homogeneização (parte superior).
Figura 2 – Câmara de secagem (parte inferior).
7
2.5. Princípios de secagem e intermitência
A secagem demanda existência de gradientes de pressões parciais de
vapor de água entre as sementes e o ar de secagem. De acordo com as
propriedades higroscópicas, o fluxo de vapor de água ocorre no sentido da
maior para a menor pressão parcial de vapor, assim, o aquecimento do ar de
secagem determina a redução da umidade relativa e o conseqüente aumento
do potencial de retenção de água. A secagem de sementes, mediante
convecção forçado do ar aquecido, estabelece dois processos que ocorrem
simultaneamente: transferência da água superficial das sementes para o ar e
movimento de água do interior para a superfície das sementes, decorrente do
gradiente hídrico entre estas duas regiões (VILLELA, 1991; MORAES, 2000).
No método de secagem artificial, a fonte de calor pode ser variável. O
que caracteriza um método como artificial, é o fato de que o processo é
executado com o auxilio de alternativas mecânicas, elétricas, ou eletrônicas e o
ar, que atravessa a massa de sementes, ser forçado (CAVARIANI, 1996).
Apresentam as vantagens de permitir o controle da temperatura, do fluxo do ar
de secagem e do tempo de exposição das sementes ao ar aquecido, fatores
fundamentais para garantir a eficiência do processo.
A secagem intermitente é caracterizada pela permanência das sementes
em contato com o ar aquecido por períodos curtos, intercalados por períodos
sem exposição ao fluxo de ar aquecido na câmara de equalização. O período
de equalização possibilita a redistribuição da umidade no interior das
sementes, reduzindo os gradientes hídricos e térmicos (VILLELA e PESKE,
1997). Na secagem intermitente, o período de equalização permite aumentar a
quantidade de água removida por unidade de tempo em relação à secagem
contínua. Isso decorre do fato da velocidade de secagem, após a remoção de a
água superficial ser determinada pela velocidade de transporte de água do
interior para a superfície das sementes. Este sistema ainda pode ser
classificado, de acordo com a razão entre o período de exposição das
sementes ao ar aquecido e o período de equalização (relação de intermitência),
em intermitente rápido e lento (BAUDET et al., 1999). A secagem intermitente
de sementes permite a utilização de temperaturas elevadas do ar de secagem,
8
sem aumentar excessivamente a temperatura da massa de sementes que em
geral, não atingem temperaturas acima de 38 a 40°C, devido ao período de
equalização. Isto reduz os riscos de causar danos térmicos, tornando-se mais
eficiente que os outros sistemas, pois, a quantidade de água extraída por
unidade de tempo é maior (VILLELA, 1991, BAUDET et al, 1999). A sensibilidade fisiológica ao dano térmico, sendo a soja muito sensível,
acontece em função do teor de água, da temperatura, do tempo de exposição e
da velocidade de secagem (NAVRATIL e BURRIS, 1984; HERTER e BURRIS,
1989). A causa primária do dano fisiológico produzido por altas temperaturas
em tecidos vegetais, conforme Daniell et al. (1969), é a desestruturação das
membranas celulares, possivelmente por alterações nos lipídios que as
constituem. Paralelamente, é aceita a teoria de que o calor excessivo provoca
entre outras alterações, a desnaturação de proteínas. Segundo HERTER e
BURRIS (1989), danos térmicos às sementes de soja são caracterizados se
promovem a ruptura em ligações peptídicas de proteínas e de outros
componentes celulares. Já foi constatado que o início do efeito deletério
durante secagem à alta temperatura coincidiu com o início da secagem do
embrião; contudo, não foi possível concluir se a perda de água do embrião é a
causa fundamental do dano. Esses danos podem, ainda, atingir sistemas
subcelulares, incluindo cromossomos (ROBERTS, 1972, 1981) e mitocôndrios
(FRANÇA NETO, 1984); e encontram-se associados à redução do número de
grãos de amido no eixo embrionário, aos aumentos de lixiviação de eletrólitos e
açúcares e de produção de pigmentos carotenóides (SEYEDIN et al., 1984), e
às alterações na permeabilidade de membranas celulares (SEYEDIN et al.,
1984; HERTER e BURRIS, 1989).
Como decorrência, tornam-se indispensáveis os conhecimentos sobre a
secagem artificial do material colhido, para que o teor de água obtido permita o
armazenamento adequado durante a entressafra.
9
2.6. Secagem na manutenção da qualidade e armazenamento
Mesmo após a operação de secagem, as sementes em contato com
ambiente, apresentam oscilações no grau de umidade, absorvendo ou
liberando água para o ar, buscando um equilíbrio. Portanto, se as sementes
forem armazenadas em um ambiente onde a umidade relativa do ar oscila,
estarão sujeitas a perda de qualidade com mais facilidade. Ambiente com
aproximadamente 40% de umidade, proporciona uma maior estabilidade para
as sementes.
Os cuidados para manutenção da qualidade das sementes iniciam na
produção e finalizam com o cliente final, sendo importante o fechamento e
armazenamento adequado da embalagem até o consumo total.
Os principais fatores a serem considerados para um bom
armazenamento são temperatura e umidade.
O controle da temperatura no armazenamento, através de leitura diária
em termômetro de máxima e mínima, é um procedimento muito importante
para garantir a qualidade das sementes. Ambiente com temperatura abaixo de
20ºC desacelera a respiração, bem como a deterioração das sementes.
A semente é um ser vivo e mesmo depois da colheita continua
respirando, necessitando de condições favoráveis para que essa respiração
seja reduzida a menores taxas possíveis, reduzindo o aquecimento da massa
de sementes, o consumo de reservas e conseqüentemente a taxa de
deterioração, garantindo o potencial de utilização para o agricultor.
10
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Local
O trabalho foi desenvolvido na unidade de recebimento de soja da
Fazenda Deus, pertencente à Agropastoril Jotabasso Ltda, produtora de
sementes de soja com logomarca Sementes Seriema, no ano agrícola de
2009/2010, utilizando sementes de soja, cultivar M7211RR, colhidas durante o
mês de fevereiro.
Após a colheita, a colhedora descarregou as sementes no caminhão, o
qual transportou o produto até a moega, local em que passou por uma máquina
de pré-limpeza (máquina e ar e peneira), composta por quatro peneiras. As
sementes uma vez pré-limpas foram secas num secador intermitente.
3.2. O secador
Utilizou-se um secador intermitente da marca Kepler Weber, modelo KW
40, com capacidade de secagem declarada pelo fabricante de 40 toneladas por
hora. O aquecimento do ar é feito por uma fornalha, construída em alvenaria,
isolamento por tijolos refratários, utilizado lenha como combustível, com
capacidade estática de 60 toneladas (Figura 3).
Esquema de funcionamento de um secador intermitente:
O secador é basicamente composto de:
1 - Uma câmara onde as sementes ficam expostas ao ar aquecido;
2 - Um centro produtor de calor que através da queima de um combustível
(lenha), o ar é aquecido;
3 - Um exaustor que força o ar quente a passar pela massa de sementes
retirando a umidade para o ambiente, conforme (Figura 4).
11
Figura 3.- Secador intermitente lento.
Figura 4.- Esquema de funcionamento de um secador intermitente.
12
3.3. O processo de secagem
O grau de umidade inicial das sementes após ter passado na máquina
de ar e peneiras foi de 17,4% iniciando a operação de secagem com a
temperatura de 120ºC. Durante o processo de secagem, a cada intervalo de 48
minutos, (a descarga foi regulada para serem 48 minutos, considerado com o
tempo para as sementes dar uma volta completa pelo secador), retirava-se
uma amostra do ponto mais quente, colocando-se dentro de um recipiente
semi-adiabáticos (caixa de isopor) para a determinação imediata da
temperatura da massa de sementes, após determinados o grau de umidade e o
dano mecânico. A amostra (caixinha de 1 kg) foi armazenada (um mês após a
secagem) para posterior análise de germinação (rolo de papel) e vigor
(envelhecimento acelerado). Esta primeira amostra denominou-se de
testemunha, retirando assim, amostras a cada 48 minutos no decorrer da
secagem até a secagem completa das sementes com umidade próxima de 11
a 12 %. O mesmo procedimento se repetiu com a secagem nos tratamentos de
100º C e 80º C.
A temperatura ambiente no dia da secagem das amostras da massa de
sementes foi de 29°C (máxima) e 22°C (mínima), e a umidade relativa do ar
entre 92% (máxima) e 65 % (mínima).
3.4. Tratamentos
Os tratamentos corresponderam às três temperaturas do ar utilizadas
para a secagem: 120ºC, 100ºC e 80ºC, respectivamente conhecendo o tempo
de avaliação correspondente as amostras coletadas durante o período de
operação de secagem em intervalos regulares de 48 minutos, totalizando seis
intervalos correspondentes aos tempos entre zero e 240 minutos de secagem.
13
3.5. Avaliações
3.5.1. Temperatura da semente
A temperatura da massa de sementes também foi determinada param às
amostras coletadas a cada 48 minutos, no intervalo entre zero e 240 minutos
de secagem.
As amostras retiradas do ponto de maior aquecimento das sementes no
secador, foram imediatamente acondicionadas em recipientes semi-adiabáticos
(caixa de isopor), (Figura 5), sendo a temperatura da massa de sementes
determinada através de termômetro digital, inserido na massa por dois a três
minutos. Os resultados foram expressos em graus Celsius.
Figura 5 – Caixa de isopor com a massa de sementes e o termômetro.
14
3.5.2. Grau de umidade da semente
O grau de umidade da massa de sementes foi determinado (base úmida)
em seis tempos de avaliação, correspondente às amostras coletadas a cada 48
minutos, no intervalo entre zero e 240 minutos de secagem.
Após a retirada das amostras, aproximadamente 80 gramas foram
pesadas em uma balança convencional (Figura 6), e depois o grau de umidade
foi determinado com o auxílio de um determinador de umidade digital de
expedito marca Motomco(Figura 7). Os resultados foram expressos em
porcentagem.
Figura 6 – Balança para pesagem da amostra (motomco).
Figura 7 – Determinador de umidade motomco.
15
3.5.3. Danificação mecânica - térmica
Duas repetições de 50 sementes por amostra foram colocadas em copos
plásticos (Figura 8) e a seguir, cobertas com a solução de hipoclorito de sódio
(1%), por um período de 15 minutos. Em seguida, eliminou-se o excesso da
solução, e foi realizada a contagem do número de sementes danificadas,
identificadas como as que entumecem e soltam o tegumento (Figura 9). Os
resultados foram expressos em porcentagem de sementes danificadas por
amostra.
Figura 8 – Sementes submersas na solução de hipoclorito de sódio.
Figura 9 – Sementes danificadas e normais pelo teste de hipoclorito de sódio.
16
3.5.4. Germinação
Oito repetições de 50 sementes foram colocadas sobre substratos
formados por 5 folhas de papel toalha umedecidas, com 2,5 vezes o seu peso,
na forma de rolos (sobre papel), e estendidas sobre bandejas;. Após a
montagem dos rolos eles foram acondicionados em germinador regulado a
25° C. A contagem feita aos 8 dias após o preparo das amostras, e os
resultados expressos pela porcentagem de plântulas normais ao final do teste
(BRASIL, 2009).
3.5.5. Envelhecimento acelerado
Foi conduzido utilizando quatro caixas plásticas (11x11x3cm) adaptadas
por amostras. Cada uma delas recebeu 40 ml de água em sua base e 100
sementes sobre a tela de inoxidável. Foram, então, mantidas em incubadora
(B.O.D.) a 42 °C por 48 horas, de acordo com as recomendações de Dias e
Barros (1995). Em seguida, oito repetições de 50 sementes por amostra, foram
colocadas para germinar seguindo os mesmos procedimentos do teste de
germinação. A avaliação realizou-se no 7° dia considerando-se a porcentagem
final de plântulas normais de cada lote (KRZYZANOWSKI et al., 2003).
3.6. Análise dos dados
O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizados. Os
valores obtidos foram submetidos à adequação do modelo polinomial.
17
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Temperatura do ar de entrada
Em razão da intermitência, é possível o emprego de temperaturas do ar
aquecido elevadas sem, no entanto ocasionar excessivo aquecimento da
massa de sementes que, em geral, não resistem temperaturas acima de 38 a
40°C.
Na Figura 10 encontram-se os resultados obtidos nas secagens dos
tratamentos de 120 ºC, 100 ºC e 80 ºC, com a tomada de amostras em até 240
minutos de secagem em que se pode observar que no intervalo de 144 a 192
minutos a temperatura na massa de sementes foi mais alta para todos os
tratamentos, entretanto somente no tratamento de secagem a 120 ºC passou
de 40 ºC.
Os resultados obtidos nas diferentes secagens mostram que é possível
o emprego de temperatura de secagem a 80 ºC, sem causar excessivo
aquecimento das sementes, que não ultrapassou em nenhum momento a
temperatura de 40ºC. Vale destacar que a temperatura alcançada pela massa
de sementes depende da temperatura do ar, tempo de persistência, modelo e
marca do secador.
4.2. Remoção da umidade
A redução do grau de umidade das sementes de soja submetidas á
secagem intermitente sob as temperaturas de 120 ºC, 100 ºC e 80 ºC ocorreu
de forma linear, como pode ser observado na Figura 11 nos intervalos de zero
a 240 minutos. Observam-se diferenças na velocidade de secagem de acordo
com a temperatura utilizada, pela inclinação das retas. Para a temperatura de
120ºC, houve remoção de 1,55 pp (ponto percentual) de água por hora de
secagem, enquanto a 80ºC, essa velocidade de secagem diminuiu para 1,20
pp de água por hora. Isto significa que a 80ºC, as sementes de soja, com
umidade inicial de 17,4% requerem 240 minutos (4 horas) para secarem a
12,5% de umidade. Essa velocidade de secagem propicia que pelo menos
quatro cargas de secador possam ser realizadas por dia, isso também
considerando o tempo para carregar e descarregar o secador.
18
20
25
30
35
40
45
0 48 96 144 192 24
Tem
pera
tura
s
Tempo de secagem (min.)
120 100 80
Figura 10 - Temperatura da massa de sementes de soja durante o processo de
secagem intermitente por 240 minutos utilizando diferentes temperaturas.
Figura 11 – Redução do teor de água das sementes de soja em secador
intermitente utilizando temperaturas do ar de 80º C, 100º C e 120º C.
19
4.3. Dano mecânico – térmico O comportamento de danos mecânicos - térmicos nas sementes, em
função da temperatura e tempo de secagem, pode ser observada na Figura 12,
em que a equação se adequou ao modelo quadrático com um coeficiente de
determinação de superior a 0,90 para todas as temperaturas, demonstrando
um bom ajuste da equação aos dados.
Na temperatura do ar de 120 ºC, as sementes alcançaram 10 % de
danificação mecânica aos 152 min. de secagem. Enquanto que para a
temperatura de 80ºC este valor foi alcançado após 192 min. de secagem, ou
seja, com quarenta minutos a mais de secagem.
O aumento observado para o dano mecânico - térmico das sementes
durante o período de secagem pode ser explicado pelo fato do secador
intermitente utilizado ter sido montado na década de 80, e preparado para
secagem de arroz e soja grão. Os diversos ciclos das voltas pelo corpo do
secador, a condução das sementes por rosca sem fim ao invés de fitas
transportadoras, canecas inadequadas, elevadores de velocidade operacional
fora dos padrões de sementes, a ausência de escadas amortecedoras de
sementes na descarga, contribuíram sobremaneira para o incremento da
danificação mecânica com o tempo de secagem.
Ainda analisando a Figura 12,é possível observar que as sementes de
soja são muito sensíveis ao dano mecânico, uma vez que as partes vitais do
eixo embrionário (radícula, hipocótilo e plúmula) estão situadas sob um
tegumento pouco espesso, que praticamente não lhe oferece proteção (França
Neto, 1984). Com adequação de um secador para semente, a fim de evitar as
danificações mecânicas, os resultados são bastante confiáveis para afirmar
que sementes de soja podem ser secas com temperatura do ar de 80°C.
4.4. Vigor e germinação
Nas Figuras 13, 14 e 15 são apresentadas as curvas de germinação e
vigor da soja para as temperaturas (tratamentos) de 120° C, 100° C e 80° C
respectivamente.
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Figura 12 – Comportamento de danos mecânicos da massa de sementes de
soja coletados durante a secagem intermitente com diferentes temperaturas.
Figura 13 – Desempenho da germinação e vigor de sementes de soja após
secagem intermitente a 120°C, durante 240 minutos.
21
Figura 14 – Desempenho da germinação e vigor de sementes de soja após
secagem intermitente a 100°C durante 240 minutos.
Figura 15 – Desempenho da germinação e vigor de sementes de soja após
secagem intermitente a 80°C durante 240 minutos.
22
Ainda nas Figuras 13, 14 e 15, o vigor de sementes pode ser entendido
como o nível de energia que uma semente dispõe para realizar as tarefas do
processo germinativo (CARVALHO e NAKAGAWA, 2000). Sua avaliação
permite a detecção de possíveis diferenças na qualidade fisiológica de lotes
que apresentem poder germinativo semelhante e que podem exibir
comportamentos distintos. Um dos testes mais utilizados para a avaliação do
vigor é o de envelhecimento acelerado (FERGUSON-SPEARS, 1995), que se
baseiam no aumento da deterioração das sementes ao serem expostas a
condições adversas de alta temperatura e alta umidade relativa. Assim, nas
figuras, os dados do presente trabalho, são bastante confiáveis para afirmar
que sementes de soja podem ser secas com temperatura do ar de 80°C.
Na temperatura de 120 °C, com germinação inicial na época zero, 92% e
vigor de 83%, a qualidade das sementes já baixou mais de 10 pp na primeira
hora de secagem, tornando o material como descarte para grão. Entretanto, a
100°C no ar de secagem, as germinações das sementes permaneceram
praticamente como na condição inicial, mesmo após 240 minutos de secagem.
A germinação também permaneceu praticamente inalterada durante todo o
processo de secagem a 80° C, enquanto o vigor apresentou inexpressivo
decréscimo após 3,5 horas de secagem, cujo resultado é bastante promissor.
Utilizando o ar de secagem com ar a 80 °C, após praticamente três
horas e meia de secagem, a umidade das sementes alcança 12,5% e com
danificação mecânica inferior a 10%, percentual este preconizado como
máximo permitido para obtenção de sementes de soja de alta qualidade.
Considerando que o secador é para grãos, e que todo o sistema de transporte
não foi projetado para causar menor danificação mecânica as sementes, a
temperatura de 80 °C mostrou-se segura para secagem das sementes de soja,
propiciando a secagem de quatro cargas de sementes por dia.
23
5. CONCLUSÕES
Com base nos resultados chegaram-se as seguintes conclusões:
1- É possível secar sementes de soja em secador intermitente
utilizando temperatura do ar de secagem de 80 °C;
2- A velocidade de secagem de sementes de soja em secador
intermitente atinge 1,2 pp/hora.
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6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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