Instrumentação térmica aplicada ao processo de produção de carvão vegetal em fornos de alvenaria

Neste estudo, propôs-se avaliar a instrumentação térmica de fornos retangulares destinados à produção de carvão vegetal, denominados RAC220, com capacidade individual para produzir 30 toneladas de carvão por ciclo de carbonização. Os objetivos foram medir as temperaturas em pontos estratégicos do forno e identificar as relações entre temperatura e produção de carvão vegetal. Nesse sentido, este trabalho consistiu em instalar 22 sensores tipo PT100 por forno. Por meio de um sistema eletrônico supervisório conectado a uma rede sem fio, as temperaturas foram armazenadas e, via software com interface gráfica, visualizadas na forma de gráficos e tabelas. Ressalta-se que a concepção, desenvolvimento e montagem de todos os equipamentos eletrônicos foram de responsabilidade da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. O sistema atualmente está em fase de testes e permite analisar e comparar os históricos de ciclos de produção, bem como realizar interferências para corrigir os ciclos de carbonização em tempo real de produção. Tais informações guiam e auxiliam o carbonizador durante todos os estágios da produção de carvão vegetal. Por meio dos resultados, verificou-se que a instrumentação térmica de fornos destinados à produção de carvão vegetal permite, entre diversos fatores, reduzir o tempo de pirólise e resfriamento e minimizar as perdas e falhas de produção, além de aumentar a eficiência térmica dos fornos.

RELAÇÃO ENTRE O TEOR DE UMIDADE E A CONSTANTE DIELÉTRICA DE ESPÉCIES DE MADEIRA DA AMAZÔNIA DURANTE O PROCESSO DE SECAGEM1

RESUMO O objetivo deste estudo foi determinar a relação entre constante dielétrica e teor de umidade de seis espécies de madeira, por meio da construção de um capacitor. O material utilizado constituiu-se de madeiras da Amazônia não comercializadas, mas com alta abundância e dominância na Floresta Nacional deAlbizia duckeana (fava-paricá), Brosimumsp. (amapá-doce), Chamaecrista scleroxylon (pau-santo),Qualea dinizii (mandioqueira-rosa), Trattinnickia burserifolia (amescla) e Swartzia laurifolia(gombeira). Os corpos de prova para determinação da constante dielétrica foram confeccionados com as dimensões de 4,5 x 4,5 x 1 cm, definidas por testes preliminares realizados no Laboratório de Produtos Florestais (LPF). Para a coleta dos valores de capacitância, foi também construído um capacitor, utilizando multímetro digital, fios de cobre e placas de alumínio, sendo as medições realizadas em oito ocasiões, com intervalos de 1 h cada, durante o processo de secagem, que se iniciou na condição de massa saturada até atingir massa constante. A partir dos dados, foram ajustadas as curvas de regressão entre os valores de teor de umidade e constante dielétrica da madeira, as quais apresentaram forte correlação com as duas variáveis, mostrando a influência direta e proporcional do teor de umidade sobre a constante dielétrica. Em razão da inexistência de relação direta entre os dados de massa específica e constante dielétrica das espécies estudadas, sugere-se o desenvolvimento de novos estudos para melhor explicar a relação entre essas duas grandezas.

Relações granulométricas no processo de brunimento de arroz

O brunimento é uma das etapas de beneficiamento do arroz que tem grande importância sobre o rendimento de engenho. Neste trabalho, analisaram-se relações granulométricas de frações de grãos na massa de arroz e seus efeitos sobre o rendimento de engenho, durante o processo de brunimento. As amostras usadas foram 78 g de arroz descascado, tendo essas partido de amostras originais de 100 g. Foram testadas cinco relações de composição de amostras a serem brunidas, variando as quantidades de grãos quebrados e de quirera que acompanhavam a massa de grãos inteiros, que foram: 1) somente grãos inteiros; 2) 6,16 g de quebrados e 1,04 g de quirera, conforme amostra original; 3) 3,60 g de quebrados e 3,60 g de quirera adicionados aos inteiros; 4) 7,20 g de quebrados adicionados aos inteiros, e 5) 7,20 g de quirera adicionada aos inteiros. Os procedimentos foram executados com uso de engenho de provas e com classificação manual. O rendimento de engenho foi significativamente superior, após a operação de brunimento de arroz, quando existem, na massa a ser brunida, grãos quebrados e quirera, variando entre 3,60 g a 7,20 g e 1,04 g a 7,20 g, respectivamente, comparada ao brunimento da massa composta por 100% de grãos inteiros.

Desempenho de processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para tratamento de águas residuárias de suinocultura

Avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais em torno de 6.000 mg L-1 (DQOtotal variando de 7.557 a 11.640 mg L-1) no desempenho de processo anaeróbio em dois estágios compostos por reator compartimentado (ABR) e reator de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), instalados em série, em escala-piloto (volumes de 530 e 120 L, respectivamente), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 56 a 18 h no primeiro reator e de 13 a 4 h no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 71,1 a 87,5% no reator ABR e de 41,5 a 50,1% no reator UASB, resultando em valores médios de 86,8 a 94,9% para o sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios com carga orgânica volumétrica (COV), na faixa de 5,05 a 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator ABR, e de 2,83 a 9,63 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator UASB. As eficiências de remoção de SST e SSV foram da ordem de 95,6%. O teor de metano no biogás manteve-se acima de 70% para os dois reatores. A produção volumétrica de metano máxima de 0,755 m³ CH4 (m³ d)-1 ocorreu no reator 1, com COV de 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1 e TDH de 18 h. Os valores médios de pH variaram na faixa de 7,2 a 8,0 para os efluentes dos reatores 1 e 2. Os ácidos voláteis totais mantiveram-se estáveis com concentrações abaixo de 200 mg L-1. Com variações abruptas e acentuadas de concentrações de SST e DQOtotal do afluente, os reatores mantiveram as eficiências de remoção de DQO e sólidos suspensos, em torno de 70%, e a qualidade do biogás, com 80% de CH4.

Influência do processo de secagem na qualidade do cogumelo shiitake

Os cogumelos comestíveis são alimentos altamente perecíveis. A secagem apresenta-se como alternativa de proporcionar armazenagem segura e livre do desenvolvimento de microrganismos. Neste trabalho, foram investigados os efeitos dos fatores geometria da matéria-prima (cogumelos inteiros e fatiados), temperatura de secagem (50 °C e 70 ºC) e umidade final (5% e 15% bu) sobre a qualidade de cogumelos Shiitake, após a secagem. Curvas experimentais de secagem foram levantadas e análises de cor e textura foram realizadas no produto fresco e no produto depois de seco e reidratado. O efeito desses parâmetros foi avaliado mediante análise de variância acompanhada de teste de comparações múltiplas. A secagem ocorreu no período decrescente, e os cogumelos fatiados e secos a 70 ºC demandaram menor tempo de processo do que os demais tratamentos. Ocorreu menor escurecimento nos cogumelos secos a 70 ºC, e o tempo de secagem afetou a qualidade, constatada pela maior dureza, gomosidade e escurecimento.

Proposta metodológica utilizando ferramentas de qualidade na avaliação do processo de pulverização

O objetivo deste trabalho foi gerar metodologia para avaliar o processo de pulverização com a utilização das ferramentas da qualidade. Para tanto, foram listados os fatores primários, secundários e terciários e, com auxílio da ferramenta "check list", foram elaboradas as listas de checagem. Foram avaliados os fatores mão-de-obra, máquina, material, meio e método de 32 processos de pulverização, antes da aplicação de agrotóxicos, em que cada fator recebeu uma pontuação, tendo como somatória total 750 pontos. A pontuação média dos fatores mão-de-obra, máquina, material, meio e método foram 78; 211; 49; 20 e 94 pontos, respectivamente. Considerando a somatória dos pontos dos fatores para os 32 processos, o valor mínimo encontrado foi de 230 e o máximo de 620 pontos. Com a metodologia proposta, podem-se identificar quais as causas comuns dos processos que podem afetar o seu resultado.

Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas

O objetivo do presente trabalho foi a obtenção e a avaliação das curvas de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais do teor de água para diversas condições do ar. Foram utilizados grãos de feijão colhidos com teor de água de 0,92 (b.s.) e submetidos à secagem até o teor 0,14 (b.s.) sob condições controladas de temperatura (35; 45 e 55 °C) e umidade relativa do ar de secagem de 40 ± 2%. Aos dados experimentais, foram ajustados 12 modelos matemáticos citados na literatura específica e utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Pelos resultados obtidos e baseando-se em parâmetros estatísticos, pode-se concluir que metade dos modelos testados representa bem o fenômeno de secagem do feijão. Dentre esses, o modelo clássico de Page foi selecionado, pela sua simplicidade e pelo seu uso disseminado no meio científico, para descrever a cinética de secagem dos produtos vegetais. A relação entre a constante de secagem k desse modelo e a temperatura do ar pode ser descrita pela relação de Arrhenius, apresentando energia de ativação de 10,08 kJ mol-1.

Influência da vibração das hastes e da velocidade de deslocamento da colhedora no processo de colheita mecanizada do café

Hoje, já existem vários estudos sobre a eficiência operacional de colheita mecanizada do café, porém pouco se sabe sobre a influência da vibração das hastes e a velocidade de deslocamento da colhedora nesse processo. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a influência da vibração das hastes e da velocidade de deslocamento da colhedora no processo de colheita mecanizada do café. O trabalho foi desenvolvido na Fazenda Capetinga, sul de Minas Gerais. Para os ensaios, utilizou-se do delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, em parcelas aleatórias, contendo, em média, 40 plantas em fileira. Os ensaios foram realizados com duas passadas da colhedora, definidos em função do índice de frutos verdes na planta. A primeira passada foi realizada com média de 30% de verde, e a segunda, com média de 10% de verde. Concluiu-se que, na primeira passada, o volume de café colhido, a desfolha e a eficiência de derriça foram 29,25%, 31,12% e 31,85%, respectivamente, superiores na maior vibração. Na segunda passada, na maior velocidade operacional, o volume de café caído no chão variou 61,2% em relação à menor velocidade, e a redução no volume colhido e na eficiência de colheita variou de14,28% da menor para a maior velocidade operacional.

Variabilidade espacial e controle estatístico do processo de perdas na colheita mecanizada do algodoeiro

Dentro do processo produtivo, a colheita, se mal conduzida, poderá causar prejuízos quali-quantitativos no produto final. Dessa forma, esse trabalho teve o objetivo de avaliar as perdas quantitativas, no solo e na planta, na colheita mecanizada de algodão, no ano agrícola de 2006, em Ipameri-GO, em um talhão de 1,4 ha, sendo georreferenciados 41 pontos, distanciados de 50 m no sentido da curva de nível e 9 m entre fileiras. As amostras foram coletadas colocando-se uma armação de 4,5 m² sobre o solo, coletando todo o algodão caído no solo e, em seguida, fez-se a coleta do algodão que permaneceu na planta após a passagem da colhedora. Além das perdas quantitativas determinaram-se o teor médio de água do algodão e o Rendimento Potencial Máximo (RPM). Foram construídas cartas de controle para verificar a qualidade da operação de colheita. Observou-se que as perdas na colheita do algodão foram altas, principalmente as perdas no solo (PS), indicando que a colhedora não apresentou boa eficiência de colheita. As perdas no solo não apresentaram dependência espacial, enquanto as perdas na planta e totais apresentaram dependência moderada e forte, respectivamente. O processo de colheita de algodão não se encontra dentro dos padrões de qualidade, sob o ponto de vista de controle estatístico de processo, devendo ser revistas as condições de colheita.

Controle estatístico aplicado ao processo de colheita mecanizada de cana-de-açúcar

O avanço da mecanização na colheita da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) proporcionou o uso de novas tecnologias e ganho em produtividade para a cultura. O controle da qualidade do processo de colheita da cana-de-açúcar é fundamental para reduzir as perdas. Este trabalho teve o objetivo de avaliar as perdas na colheita mecanizada de cana-de-açúcar, utilizando-as como indicadores de qualidade do processo de colheita. Os dados foram coletados em duas propriedades próximas a Jaboticabal - SP, com a variedade SP80-3280, em 3º e 4º cortes. Caracterizou-se o porte do canavial e, após a colheita, demarcou-se área de 1,5 ha, sendo demarcados 25 pontos, espaçados de 12 x 50 m, quantificando-se as perdas visíveis. Posteriormente, foi aplicado o controle estatístico do processo pela média, que consta de três vezes o desvio-padrão para mais ou para menos, sendo esses os limites superior e inferior de controle, respectivamente. A média das perdas de pedaço solto foi estatisticamente maior do que as médias de perdas em pedaço fixo, cana inteira, cana-ponta e toco. A ocorrência de perdas em rebolo estilhaçado foi menor para o 4º corte em relação ao 3º corte, enquanto as perdas em pedaço fixo e toco foram menores no 3º corte, comparadas às perdas no 4º corte. Em cada corte, as médias para as perdas totais estiveram próximas dos valores encontrados na bibliografia. Pedaço solto foi a variável de perdas visíveis com maior percentagem de ocorrência. As perdas demonstraram que a colheita mecanizada não se encontra sob controle estatístico de processo.

Eficiência do processo de recobrimento de sementes de brócolos recobertas com polímero em leito de jorro

Neste trabalho, sementes de brócolos foram recobertas em leito de jorro cone-cilíndrico, com suspensão aquosa de hidroxietilcelulose, visando a aprimorar a técnica do recobrimento de sementes, utilizando o processo fluidodinâmico. Foram investigados os efeitos das variáveis operacionais temperatura do ar de jorro, pressão de ar de atomização e vazão de suspensão de recobrimento, na eficiência do processo e na germinação das sementes. Os resultados revelaram que houve influência das variáveis operacionais na eficiência do processo e na germinação. Verificou-se, também, que as sementes recobertas apresentaram de 2 a 10% de umidade a menos que as sementes não-recobertas, quando em ambiente com temperatura controlada e saturado de vapor de água em determinado período.

Identificação e avaliação de variáveis críticas no processo de produção da cana-de-açúcar

A cana-de-açúcar é uma das culturas mais importantes economicamente no Brasil, apresentando para os próximos anos perspectiva de expansão da área cultivada. Em razão do aumento da demanda, faz-se necessária a manutenção e o incremento da produtividade no campo, otimizando, assim, os recursos já disponibilizados. O aprimoramento das operações agrícolas envolvidas na produção é uma das alternativas para o aumento da produtividade. É necessário, por questões operacionais e custos envolvidos, identificar aquelas operações de maior importância e estabelecer os padrões a serem atendidos pelas mesmas. Para tanto, o objetivo deste trabalho foi identificar e avaliar as variáveis críticas presentes no processo de produção da cana-de-açúcar. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. A primeira constou da identificação das variáveis críticas por meio da FMEA "Failure Mode and Effect Analysis" - e a segunda da avaliação no campo da variável de maior criticidade, determinando a capacidade do processo por meio do índice Cpk. Dezessete variáveis foram identificadas, sendo o espaçamento irregular entre sulcos a mais crítica. Os sistemas de orientação da operação de sulcação, manual e automático, não são capazes de atender aos limites de tolerância do espaçamento entre sulcos adotados pela Usina. É necessário rever esses limites e/ou analisar alternativas para melhorar os sistemas, a fim de atender aos padrões desejados.

Remoção de matéria orgânica, de nutrientes e de coliformes no processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para o tratamento de águas residuárias de suinocultura

Neste trabalho, avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais variando de 4.591 a 13.001 mg L-1, no desempenho de processo anaeróbio, em dois estágios, compostos por reator compartimentado (ABR) e reator de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), instalados em série, em escala- -piloto (volumes de 530 e 120 L, respectivamente), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 60; 36 e 24 h no primeiro reator, e de 13,6; 8,2 e 5,4 h no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 69 a 84% no reator ABR e de 39 a 58% no reator UASB, resultando em valores médios de 87 a 94% para o sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios, com carga orgânica volumétrica (COV) na faixa de 11,5 a 18,0 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR, e de 4,2 a 13,4 g DQOtotal (L d)-1 no reator UASB. A produção volumétrica máxima de metano de 0,227 m³ CH4 (m³ reator d)-1 ocorreu no reator UASB, com COV de 10,6 g DQOtotal (L d)-1 e TDH de 5,4 h. As maiores eficiências de remoção de coliformes totais e termotolerantes (99,7%), DQOdiss (94%), SST (96%), NTK (71%), P-total (61%) e outros nutrientes, no sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios, foram obtidas com o TDH de 73,6 h e temperatura climatológica média de 24,6 °C, aplicando-se a menor COV (de 11,5 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR, e de 4,2 g DQOtotal (L d)-1 no reator UASB) com a maior concentração de SST do afluente (13.001 mg L-1).

Comparação de bancadas simuladoras do processo de semeadura em milho

No sistema de disco perfurado horizontal, há cerca de 180 opções para a distribuição das peneiras de milho disponibilizadas pelas empresas produtoras de semente. A utilização de bancadas simuladoras do processo de semeadura tem sido a ferramenta empregada por empresas produtoras de sementes e discos para indicar a melhor opção para cada lote de sementes de milho. O objetivo deste trabalho foi avaliar a bancada simuladora do processo de semeadura em dois formatos, revestida com feltro e revestida com graxa. Os tratamentos foram efetuados com base no projeto de norma da ABNT (1996) e foram montados com as combinações das velocidades 3; 5; 7 e 9 km h-1; densidades 4,0; 4,8 e 5,6 sementes por metro e nível de sementes cheio, médio e ¼ do reservatório. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com dez repetições; cada repetição conteve o total de 75 sementes. O experimento foi dividido em duas partes: na primeira, todas as variáveis foram analisadas com esteira de borracha revestida de feltro; em seguida, a esteira foi revestida com uma camada de graxa para nova avaliação das variáveis. Foram avaliados os percentuais de espaçamentos falhos, múltiplos, aceitáveis e o coeficiente de variação. Concluiu-se que não houve diferença na utilização dos dois formatos de bancada simuladora do processo de semeadura.

Influência de nitrogênio amoniacal e vazão de ar no processo de nitrificação, etapa de tratamento de efluente de abatedouro de peixe

O efluente proveniente de abatedouro de peixes possui alto teor de nitrogênio, um dos principais causadores de eutrofização nos corpos d'água. Sua remoção pode ser feita em duas etapas separadas: nitrificação e desnitrificação. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar (valores de 1 a 3 L min-1) e a concentração de nitrogênio amoniacal (de 40 a 100 mg L-1) no processo de nitrificação. Foi utilizado um reator em batelada sequencial com biomassa imobilizada, com volume útil de 2,5 L, operado conforme delineamento composto central rotacional, em que as variáveis-resposta analisadas foram percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato e percentagem de acúmulo de nitrito. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que o aumento dos dois fatores diminuiu significativamente a percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. Já a percentagem de acúmulo de nitrito aumentou significativamente quando houve aumento da concentração de nitrogênio amoniacal, não sendo influenciada significativamente pela vazão de ar. Durante o experimento, a melhor condição de operação encontrada para o equilíbrio das reações foi com concentração de nitrogênio amoniacal de 70 mg L-1 e com vazão de ar de 2 L min-1.