Máquinas e Implementos Agrícolas

Gás na secagem

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 (Brasil, 1993).

A secagem estacionária de grãos tem sido mais usada, em termos de pequena ou média propriedade, quando a finalidade é a produção de grãos (Carvalho, 1994). 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 100 0C), 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 (Figura 4 – veja no final do texto como visualizar este artigo, com fotos e tabelas, em PDF).

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 grãos

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 100 0C, 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 m3min-1m-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 40 0C; 89 % a 70 0C; e 91 % a 100 0C). 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 40 0C, de 81 % a 70 0C e de 86 % a 100 0C. 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

Na Tabela 1, observa-se o desempenho do secador de leito fixo segundo o teor de umidade da massa de grãos de milho e o nível de temperatura de secagem. 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 40 0C, a taxa de conversão foi de 1,09 ponto percentual de umidade para cada quilograma de GLP consumido; à temperatura de 70 0C, essa taxa é de 0,86 ponto, enquanto, na secagem a 100 0C, a taxa de conversão é de 0,96 ponto por quilograma de GLP.

(Veja no final do texto como visualizar este artigo, com fotos e tabelas, em PDF).

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.

Na Tabela 2, observa-se o desempenho do secador de leito fixo para a cultura de trigo. 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 40 0C, a taxa de conversão foi de 0,80 ponto percentual de umidade para cada quilograma de GLP consumido; à temperatura de 70 0C, essa taxa é de 0,95 ponto, enquanto, na secagem a 100 0C, 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.

José Antonio Portella,
Embrapa Trigo
Ricardo Ramos Martins,
Emater

* Este artigo foi publicado na edição número 31 da revista Cultivar Grandes Culturas, de agosto de 2001.

* Confira este artigo, com fotos e tabelas, em formato PDF. Basta clicar no link abaixo:

/arquivos/gc31_secagem.pdf

Fonte: http://www.grupocultivar.com.br/site/content/artigos/artigos.php?id=638