Estudo comparativo da carbonização de resíduos agrícolas e florestais visando à substituição da lenha no processo de secagem de grãos de café

Este trabalho visou a comparar o potencial energético de resíduos produzidos no beneficiamento de grãos de café (Coffea canephora var. Conilon) e no processo de fresamento da madeira, sugerindo seu uso em substituição ao da lenha de eucalipto, no processo de secagem de grãos de café. O uso destes resíduos agrícola e florestal pode contribuir para a redução de problemas ambientais relacionados com a contaminação do solo, ar e água, devidos a seu descarte inadequado, e para reduzir os custos de produção e, ou, beneficiamento do café. Os subprodutos da destilação seca e o carvão vegetal dessas matérias-primas foram quantificados e comparados. De acordo com os resultados, pôde-se verificar que os resíduos de casca de café proporcionaram uma boa produção de carvão vegetal, visto que seu rendimento gravimétrico em carvão foi estatisticamente superior ao da lenha. Considerando a produtividade e qualidade do carvão vegetal, o melhor resultado foi obtido pela carbonização da casca de café nas temperaturas de 350 ºC a 550 ºC e dos resíduos da fresa de madeira a 550 °C, principalmente, graças aos rendimentos médios em carbono fixo, que, nesses casos, superaram aqueles apresentados pelos carvões derivados de lenha do eucalipto. Em se tratando do poder calorífico superior, verificou-se que os resíduos da fresa de madeira e os resíduos de casca de café poderão ser utilizados para secagem de grãos de café, visto que apresentaram valores de poder calorífico superior (PCS) muito próximo aos de lenha de eucalipto. Graças aos bons rendimentos gravimétricos e rendimentos em carbono fixo, os carvões vegetais derivados dos resíduos produzidos no beneficiamento de grãos de café e no processo de fresamento da madeira apresentaram potencial considerável para serem utilizados como insumo energético.

Estimativa das propriedades térmicas efetivas de grãos em um secador de leito fixo

A secagem de grãos em leito fixo é um processo complexo, ocorrendo simultaneamente a transferência de calor e de massa, dificultando a estimativa dos parâmetros térmicos efetivos, pois estes podem sofrer variações significativas no decorrer da secagem em função de alterações no teor de umidade. Neste trabalho, este problema foi contornado estimando-se os parâmetros térmicos efetivos no final da secagem, quando o teor de umidade dos grãos que compõem o leito alcança valores de equilíbrio, deixando de existir a transferência de massa, persistindo apenas a transferência de calor em regime permanente. Nestas condições, o leito possui um teor de umidade constante e a estimativa dos parâmetros térmicos efetivos pode ser efetuada a partir do ajuste de um modelo pseudo-homogêneo bidimensional estático à várias medidas de temperatura no leito de grãos no final da secagem. Os resultados indicam que a estratégia utilizada para estimativa da condutividade térmica efetiva radial e do coeficiente efetivo de transferência de calor parede-leito foi adequada. Além do que, constatou-se que dentre os grãos estudados - soja, feijão, milho e trigo - a soja apresenta os menores valores de condutividade efetiva radial, enquanto o trigo apresenta o maior valor do coeficiente de transferência de calor parede-leito.

Demanda energética nas operações mecanizadas na silagem de milho no sistema de "silo bag"

Foi avaliado o consumo energético das operações mecanizadas envolvidas na produção de silagem de planta inteira e silagem de "grão úmido" de milho, tendo como referência o processamento seco desse cereal. O ensaio foi conduzido na Fazenda Experimental Lageado, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas, e nas instalações da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - UNESP, localizada no município de Botucatu - SP. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas no tempo (três épocas de colheita: silagem de planta inteira, silagem de "grão úmido" e colheita de grãos secos), com 10 repetições. As análises estatísticas foram realizadas por meio do programa ESTAT, pelo teste de média de Tukey, a 5% de probabilidade. A silagem de planta inteira teve o maior consumo de combustível por área. A secagem dos grãos de 15,5% para 13% foi responsável por 87% do gasto de energia por área. A silagem de "grão úmido" demandou o menor uso de energia por área nas operações mecanizadas.

Análise da variação das propriedades físicas dos grãos de soja durante o processo de secagem

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de se avaliar o efeito da secagem nas propriedades físicas dos grãos de soja, e analisar as diferentes metodologias de determinação da massa específica aparente e da massa específica real. Além disso, avaliaramse a contração volumétrica dos grãos de soja durante a secagem e, ajustes de diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais das propriedades analisadas, em função do teor de água. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que a redução do teor de água provoca diminuição linear da porosidade na faixa entre 0,31 e 0,15 (b.s.) e aumento das massas específicas aparente e real. Além disso, os resultados obtidos para massa específica real e aparente, pelo método de determinação com base nos constituintes dos grãos de soja, apresentaram-se inferiores aos valores experimentais. Os modelos de BALA & WOODS [2] adaptado, RAHMAN, linear e exponencial são apropriados para descrição da contração volumétrica da massa de grãos de soja, enquanto o modelo de BALA & WOODS [2] adaptado é o mais apropriado para descrição da contração volumétrica unitária da soja.

Estudo da difusão de umidade em grãos de trigo durante a secagem

O objetivo do presente trabalho foi ajustar o modelo da difusão líquida às curvas de secagem do trigo considerando a contração volumétrica do grão e determinar os coeficientes de difusão para diversas condições controladas de temperatura e umidade relativa. Foram utilizados grãos de trigo, com teor de água inicial de 0,32 b.s. A secagem do produto foi realizada para diferentes condições controladas de temperatura, entre 25 e 55 °C, e umidade relativa de 55 ± 1%. A contração volumétrica do grão foi determinada pela relação entre o volume para cada teor de água e o volume inicial. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o modelo da difusão líquida representa satisfatoriamente a cinética de secagem do trigo para as diversas condições de ar experimentadas, não tendo sido considerado o efeito da contração volumétrica dos grãos. O coeficiente de difusão aumenta com a elevação da temperatura do ar, apresentando valores de 8,6775 x 10-11 e 42,8743 x 10-11 m².s-1 para a faixa de temperatura estudada e considerando a contração volumétrica. A relação entre o coeficiente de difusão e a temperatura pode ser descrita pela expressão de Arrhenius, que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida nos grãos de trigo de 42,00 kJ.mol-1.

Fungos associados a grãos de café (Coffea arabica L.) beneficiados no sudoeste da Bahia

Diversos fatores podem interferir na qualidade do café, especialmente aqueles relacionados às etapas pós-colheita de processamento e secagem. Algumas espécies de fungos podem se associar a grãos de café durante a pós-colheita, podendo ocasionar alterações indesejáveis. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência dos processamentos via seca (natural), seco em terreiro de terra, e via úmida (despolpado), seco em terreiro de cimento, tradicionalmente empregados na região sudoeste da Bahia, na incidência de fungos em grãos de café beneficiados produzidos na safra 2007/2008. O experimento consistiu de 4 tratamentos: a) café natural de Barra do Choça; b) café natural de Encruzilhada; c) café despolpado de Barra do Choça e d) café despolpado de Encruzilhada; e 5 repetições. Foram coletadas 20 amostras de grãos de café oriundas de diferentes propriedades cafeeiras nestes municípios. Os resultados obtidos foram avaliados pelo teste de médias t de Bonferroni a 5% de probabilidade. Houve diferença estatística significativa entre os tratamentos analisados para a infestação fúngica. Os gêneros detectados foram: Aspergillus, Penicillium e Fusarium, sendo que o gênero Aspergillus foi o de maior incidência, no qual foram identificadas oito espécies: Aspergillus ochraceus, A. niger, A. flavus, A. foetidus, A. tubingensis, A. auricomus, A. sojae e A. oryzae. Foi detectada a maior incidência de fungos em grãos de café oriundos de processamento natural do que de processamento despolpado.

Propriedades mecânicas dos grãos de soja em função do teor de água

O presente trabalho teve como objetivo verificar a influência do teor de água nos valores da força máxima de compressão para uma deformação fixa (2 mm) e do módulo proporcional de deformidade de grãos de soja submetidos à compressão em diferentes posições. Foram utilizados grãos com teores de água variando de 0,58 a 0,093 (b.s.), comprimidos uniaxialmente entre duas placas paralelas, na direção de suas três dimensões principais, sob velocidade de compressão de 0,001 m s-1. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que a força de compressão e o módulo proporcional de deformidade diminuem com o aumento do teor de água. Além disso, os grãos de soja apresentam maior resistência à compressão quando submetidos a esforços na posição de repouso (P1), apresentando valores semelhantes da força de compressão e do módulo proporcional de deformidade quando comprimidos nas posições P2 (sobre o hilo) e P3 (na vertical).

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.

Determinação da difusividade e da energia de ativação para feijão macassar (Vigna unguiculata (L.) Walp.), variedade sempre-verde, com base no comportamento da secagem

Neste artigo, teve-se o objetivo de determinar curvas de secagem em camada fina para grãos de feijão macassar, variedade sempre-verde. Visou-se, também, à determinação da difusividade efetiva da água no interior do produto, bem como a energia de ativação. Para tal, foram utilizadas amostras com 150 g de feijão com teor inicial de água de 37% (bu), nas temperaturas de 40; 50 e 60 ºC. A velocidade do ar do secador convectivo foi mantida em 1,0 m s-1 e, durante todo o processo, os valores médios da temperatura e da umidade relativa do ar ambiente foram, respectivamente, 29 ºC e 58%. A difusividade efetiva da água no produto foi determinada, em cada temperatura, por meio da lei de Fick, pressupondo um modelo esférico para os grãos. Uma expressão para a difusividade efetiva da água em função da temperatura foi determinada por meio do ajuste da equação de Arrhenius aos dados obtidos. A análise dos resultados possibilita concluir que a equação de Page representa, de forma satisfatória, o processo de secagem em todas as condições estudadas. O modelo esférico estabelecido para os grãos é satisfatório, resultando em difusividade efetiva que variou de 7,13x10-11 até 14,0x10-11 m²s-1, e em energia de ativação igual a 26,9 kJ mol-1. Foi observado que, para a temperatura do ar de secagem mantida em 60 ºC, houve a formação de fissuras em quantidade significativa de grãos.

Efeito da secagem em leito de jorro bidimensional sobre as propriedades físicas e tecnológicas do feijão preto (Phaseolus vulgaris, L.)

A secagem de feijão preto (Phaseolus vulgaris, L.) em leito de jorro bidimensional foi estudada num equipamento em escala piloto de 100cm de altura total, 10cm de largura e 40cm de comprimento. Um soprador centrífugo de 7cv foi utilizado para fornecer o ar responsável pela formação do jorro ao sistema e nenhum aquecimento adicional foi realizado, ficando a temperatura de operação em torno de 50ºC. Foi feito um estudo sobre a influência do tempo de secagem, da vazão de ar injetado no sistema e da carga de grãos em cada batelada sobre o tempo de cozimento, a capacidade de absorção, a densidade e o diâmetro da partícula. A taxa de secagem também foi estudada. Observou-se que em 6 horas a redução de umidade do grão é cerca de 60% e as condições operacionais estudadas não afetaram significativamente as propriedades físicas e tecnológicas do feijão.

Qualidade tecnológica de grãos e farinhas de trigo nacionais e importados

A farinha de trigo possui variadas aplicações na indústria de alimentos, apresentando um importante papel no aspecto econômico e nutricional da alimentação humana. Sabe-se, que as características nutricionais e tecnológicas da farinha de trigo sofrem interferência direta das condições de cultivo, colheita, secagem e armazenamento dos grãos de trigo utilizados como matéria-prima. Este estudo objetivou avasliar a qualidade tecnológica de amostras de grãos de trigo nacionais e importados, bem como de amostras de farinhas produzidas a partir destes grãos, através da análise de parâmetros físico-químicos (umidade, cinzas, glúten úmido, número de quedas e peso hectolitro) e da farinografia (absorção de água, tempo de desenvolvimento e estabilidade). As análises físico-químicas mostraram diferenças significativas (p < 0,05) para os valores de cinzas, glúten úmido e número de quedas entre as amostras de grãos de trigo nacionais e importados, bem como entre as amostras de farinhas obtidas a partir destes grãos. A umidade foi o único parâmetro físico-químico que não apresentou diferença significativa (p < 0,05) entre as amostras nacionais e importadas. As amostras de grãos de trigo importados e de suas farinhas apresentaram os mais altos valores de glúten úmido (28-33,4%) e de número de quedas (322,33-428,33 segundos). A análise de farinografia mostrou diferença significativa (p < 0,05) entre os valores de absorção de água, tempo de desenvolvimento e estabilidade entre as farinhas de trigo nacionais e importadas. Ademais, foram observados destacáveis valores de absorção de água (54,43-59,3%) e estabilidade (10-24,75 minutos) para as farinhas de trigo importadas. Os dados obtidos neste estudo mostram uma menor qualidade tecnológica dos grãos de trigo nacionais analisados e de suas farinhas quando comparados com amostras importadas, fato este que tem impacto negativo sobre a destinação de seu uso industrial, bem como sobre seu valor econômico.

Disponibilidade de ferro in vitro de grãos de soja tostados por diferentes tratamentos

A disponibilidade de alguns minerais, como o ferro, é alterada pela utilização de tratamentos pelo calor. Este trabalho teve por objetivo avaliar a disponibilidade de ferro in vitro e a composição centesimal de grãos de soja tostados por diferentes tratamentos. Realizaram-se cinco tratamentos, sendo dois com secagem prévia e três sem secagem prévia. O controle foi seco em estufa. Os teores de umidade, extrato etéreo, cinzas, fibra alimentar e carboidratos das amostras estudadas diferiram significativamente (p < 0,05), enquanto que os teores de proteína não apresentaram diferenças estatísticas. A quantidade de ferro nas amostras analisadas variou de 83,67 a 58,8 mg.kg-1 e a porcentagem de ferro dialisado foi de 0,95 a 1,38%. Conclui-se que a composição esteve dentro dos valores esperados para grãos de soja e que a tostagem foi responsável pela melhora na diálise de ferro in vitro.

Análise sensorial dos grãos de soja (Glycine max (L.) Merril) tostados por diferentes tratamentos

A soja tem importância para a saúde e seu consumo tem aumentado devido principalmente aos diversos produtos presentes no mercado. Prevenindo a ação das enzimas lipoxigenases há melhora na aceitação dos produtos derivados da soja. Vários processos tecnológicos podem evitar a ação da enzima lipoxigenase, a qual pode causar atributos sensoriais que causam rejeição no consumo de grãos de soja. A pesquisa teve por objetivo verificar a aceitabilidade dos grãos de soja tostados por diferentes tratamentos. Em grãos de soja previamente macerados, com as cascas retiradas, foram realizados cinco tratamentos: T1 e T2 - com secagem prévia + 10 e 15 minutos de forno, respectivamente; T3, T4 e T5 - sem secagem prévia + 45, 50 e 60 minutos de forno. O T6, controle, recebeu o mesmo tratamento, foi seco em estufa (55 °C) durante 31 horas. O comportamento dos provadores em relação ao consumo da soja não condiz com o conhecimento da importância para a saúde e a facilidade de aquisição do hábito de consumo, não havendo diferença para idade ou sexo. O tratamento que promoveu a maior aceitabilidade dos grãos de soja tostados foi o que recebeu o tempo intermediário de 50 minutos, sem secagem prévia.

Efeitos de diferentes estratégias de controle no ambiente de armazenamento de grãos em regiões tropicais e subtropicais

Neste trabalho, estratégias de controle para aeração de grãos baseadas em temporizador, termostato e termostato combinado com umidostatos foram comparadas ao controlador AERO. Apesar de simples, as três primeiras estratégias são amplamente empregadas, resultando em controles confiáveis e em grande aceitação por parte dos produtores. O AERO foi desenvolvido na Universidade Federal de Viçosa com o objetivo de difundir e facilitar a utilização de estratégias mais sofisticadas pelos produtores. Este controlador atua com base em dados medidos em tempo real e na simulação do processo de aeração. Os resultados mostraram que os tempos requeridos para aeração, além dos níveis de deterioração, das temperaturas e dos teores finais de água dos grãos foram parecidos para as quatro estratégias analisadas quando se considerou as melhores configurações para as três estratégias simples. Entretanto, o AERO apresentou um controle mais eficiente, resfriando a massa de grãos mais rapidamente e minimizando as oscilações de temperatura e de teor de água dos grãos durante o processo de aeração. Outra vantagem do AERO é sua capacidade de ajustar automaticamente as suas condições de controle de acordo com as condições climáticas da região onde o sistema está implantado.

Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem

A secagem de produtos agrícolas é largamente utilizada no mundo para o controle e a manutenção da qualidade dos produtos agrícolas. O objetivo do presente trabalho foi modelar o processo de secagem e obter os parâmetros termodinâmicos de frutos de café (Coffea Arabica L.), cultivar Catuaí Amarelo, para três diferentes condições de temperatura e umidade relativa (35 ºC e 32,1%; 45 ºC e 15,7%; e 55 ºC e 10,2%). Foram utilizados frutos de café colhidos manualmente com teor inicial de água de 1,25 (b.s.) e submetidos à secagem até atingirem o teor médio de 0,13 (b.s). Seis modelos matemáticos usualmente utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas foram ajustados aos dados experimentais. A segunda lei de Fick foi utilizada para obter os coeficientes de difusão dos frutos de café por meio da cinética da secagem. A energia de ativação para a secagem dos frutos de café, bem como a entropia, entalpia e energia livre de Gibbs, foram obtidas. O modelo de Midili modificado foi o que melhor representou o fenômeno de secagem de frutos de café. Os valores do coeficiente de difusão obtidos foram 2,99 x 10-11, 2,39 x 10-11 e 5,98 x 10-11 m² s-1 para as temperaturas de 35, 45 e 55 ºC, respectivamente. A entalpia diminuiu com o aumento da temperatura do ar de secagem, bem como a entropia. A energia livre de Gibbs aumentou com o aumento da temperatura.