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José Antonio Portella¹ & Ricardo Ramos Martins¹
¹Pesquisadores da Embrapa Trigo
A secagem, processo físico de remoção da umidade de grãos, representa entre 10 e 15% da energia total da etapa de pós-colheita. Estima-se que cerca de 20% do total de grãos produzidos no Brasil são perdidos na colheita, no transporte e no armazenamento.
A secagem estacionária de grãos tem sido mais usada, em termos de pequena ou média propriedade, quando a finalidade é a produção de grãos. No tipo de secagem com secador de leito fixo, o material é colocado em uma câmara de secagem, onde ar aquecido por uma fonte energética passa pela massa de grãos, por meio de fundo falso formado por uma tela perfurada. Esse sistema é simples, de baixo custo e compatível com a faixa de investimento de expressivo número de produtores.
Procurando atender a essa demanda, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho de secadores de leito fixo, adequados para a pequena propriedade rural, usando GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) como fonte energética.
Trigo e milho cultivados na área experimental da Embrapa Trigo foram colhidos com três percentuais de teor de umidade de grãos - 30, 20 e 15% para trigo e 35, 25 e 18% b.u. (base úmida), para milho, e secos em secador experimental de leito fixo. Para cada umidade de grãos foram usados três níveis de temperatura do ar de secagem (40, 70 e 100ºC), totalizando nove combinações de tratamentos experimentais para cada cultura.
O secador experimental da marca Bergazzi, é constituído de uma câmara de secagem de 2,0 m de largura, 2,5 m de comprimento e 0,6 m de altura, com câmara de ar ("plenum") de 0,5 m, situada na parte inferior, por onde flui o ar de secagem, acima da qual colocou-se uma tela perfurada de malha 2 mm x 2 mm, onde os grãos são depositados.
O ar de secagem foi aquecido por queimador de gás da marca Stecri, abastecido via linha de distribuição ligada a um conjunto de reservatórios (três unidades P-190) de GLP AgipLiquigás, instalado próximo ao secador.
A temperatura foi monitorada por meio de termopares ligados a um registrador de temperatura com painel digital, de 10 canais. O consumo de GLP foi determinado por medidor de vazão apropriado, com leituras registradas no início e no fim de cada período de secagem.
Para cada teste, determinou-se o teor de umidade inicial, e a cada hora de secagem realizou-se nova leitura em oito pontos do secador. O fluxo médio do ar de secagem foi medido durante todos os testes, por meio de anemômetro de palhetas.
O rendimento do secador foi estimado pela seguinte fórmula:
Rendimento (%) = (Te – Ts) / (Te – Ta) x 100, onde: Ta = temperatura do ar ambiente; Te = temperatura do ar quente na entrada da câmara de secagem; e Ts = temperatura do ar na saída do secador.
A temperatura (ambiente, dos grãos e do leito de secagem), a umidade dos grãos e o fluxo médio de ar foram determinados em intervalos de uma hora.
Teor de umidade da massa de grão
O teor de umidade dos grãos determinou a velocidade de secagem. Também definiu a quantidade de peso que foi deduzida da massa por conta da água retirada dos grãos. Foi observado que a retirada de umidade dos grãos foi mais intensa nas primeiras horas de secagem e proporcional à temperatura de secagem.
Para os dois tratamentos de teor de umidade mais elevados, as primeiras duas horas de secagem, em cada teste realizado, apresentaram rápida retirada de água. O trigo apresentou, em média, retirada de água de 0,96, 1,72 e 2,27 pontos percentuais por hora. Em termos médios, para milho a retirada de umidade foi de 1,54, 2,13 e 3,72 pontos percentuais por hora, para os níveis de temperatura de secagem de 40, 70 e 100ºC, respectivamente.
Temperatura do ar x rendimento
A secagem de grãos por aquecimento foi obtida por convecção forçada de ar quente através da massa de grãos mais ou menos espessa. O fluxo médio do ar de secagem foi de 15 m3 min-1 m-2. Segundo Biagi et al. (1992), a passagem do ar no material granuloso torna-se possível porque o grão de milho não é produto compacto, cujo coeficiente de porosidade situa-se entre 40 e 45%.
Na secagem de grãos de milho, em termos médios, pode-se dizer que, à medida que aumentou a temperatura do ar de secagem, aumentou o rendimento do secador (83% a 40ºC; 89% a 70 0C; e 91% a 100ºC). Também observou-se que o grão com teor de umidade de 25%, em termos médios, determinou a menor performance do secador: 84% de rendimento (89% de rendimento com 35% de umidade e 90% de rendimento com 18% de umidade).
Para grãos de trigo o comportamento foi semelhante em relação à temperatura do ar de secagem. O rendimento do secador foi de 82% a 40ºC, de 81% a 70ºC e de 86% a 100ºC. Entretanto, inversamente ao que ocorreu em milho, os grãos de trigo com teor de umidade de 20%, em termos médios, determinaram a melhor performance do secador: 90% de rendimento (83% de rendimento com 30% de umidade e 76% com 15% de umidade).
Consumo de GLP
O consumo médio de GLP por hora aumentou conforme a temperatura de secagem, independente da umidade inicial da massa de grãos. Para temperatura de secagem de 40ºC, a taxa de conversão foi de 1,09 ponto percentual de umidade para cada quilograma de GLP consumido; à temperatura de 70ºC, essa taxa é de 0,86 ponto, enquanto, na secagem a 100ºC, a taxa de conversão é de 0,96 ponto por quilograma de GLP.
Neste modelo de secador de leito fixo o menor custo médio para secagem correspondeu a R$ 1,01 por ponto percentual de umidade, obtido com secagens a 40 °C. Para secagens a 70°C o custo foi de R$ 1,32 por ponto percentual de umidade e R$ 1,15 por ponto percentual de umidade quando se aplicou o nível de 100°C.
O consumo médio de GLP por hora aumentou conforme a temperatura de secagem, independente da umidade inicial da massa de grãos. Para temperatura de secagem de 40ºC, a taxa de conversão foi de 0,80 ponto percentual de umidade para cada quilograma de GLP consumido; à temperatura de 70ºC, essa taxa é de 0,95 ponto, enquanto, na secagem a 100ºC, a taxa de conversão é de 0,92 ponto por kg de GLP.
O menor custo médio de secagem correspondeu a R$ 1,16 por ponto percentual de umidade, obtido com secagens a 70 °C. Para secagens a 40°C o custo foi de R$ 1,38 por ponto percentual de umidade e R$ 1,20 por ponto percentual de umidade quando se aplicou o nível de 100°C.
Conclusões
Para as condições do presente trabalho pode-se concluir que:
• o rendimento do secador aumentou proporcionalmente ao aumento da temperatura de secagem;
• o consumo médio de GLP por hora aumentou segundo a temperatura do ar de secagem, independentemente da umidade inicial dos grãos;
• para milho, o menor custo em R$ por ponto percentual de umidade retirada foi registrado com a temperatura de 40°C de secagem, enquanto, para trigo, o menor custo foi registrado com a temperatura de secagem a 70°C;
• para milho, a secagem à temperatura de 40°C, levando-se em conta a eficiência energética, foi 17% mais econômica que a secagem a 70°C, enquanto, para trigo, a secagem à temperatura de 70°C, levando-se em conta a eficiência energética, foi 16 % mais econômica que a secagem a 40°C.