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Análise da viabilidade técnica e econômica de armazenagem, a granel, de café beneficiado em silo metálico modular
(Universidade Federal de Viçosa, 2001) Vieira, Gilmar; Silva, Jadir Nogueira da; Universidade Federal de Viçosa
Analisou-se a qualidade dos grãos de café beneficiado, armazenados a granel em silos sem e com aeração, e em sacos de juta, a viabilidade técnica econômica da armazenagem e, as pressões verticais e horizontais durante o descarregamento e carregamento do silo. No primeiro experimento foi avaliado as possíveis alterações nas propriedades físicas e químicas durante o armazenamento, em dois diferentes sistemas de armazenagem e em saco de juta. As propriedades físicas avaliadas foram, teor de umidade pelo método padrão de estufa a 105ºC durante 24 horas, e a massa específica aparente por meio de uma balança de peso hectolítrico, com capacidade para um quarto de litro. As propriedades químicas analisadas foram a atividade da polifenoloxidase, os compostos fenólicos, a acidez titulável, os açúcares totais, redutores e não redutores e lixiviação de potássio foram determinados segundo a metodologia proposta pela literatura e normas técnicas. O índice de coloração foi obtido pela leitura da densidade ótica em espectofotômetro a 425mm. A avaliação da qualidade do café quanto à bebida, aspecto e tipo foram avaliadas por três equipes de provadores de localidades diferentes. No segundo experimento efetuou-se uma análise comparativa dos custos entre os sistemas de armazenagem a granel do café beneficiado. Verificou-se a viabilidade técnica e econômica dos sistemas de armazenagem convencional, a armazenagem em silo, e aproveitamento do sistema convencional já existente em armazenagem em silo. Foram utilizadas duas análises de investimento e de custo, que proporcionaram elementos para uma avaliação detalhada dos aspectos econômicos dos sistemas de armazenagem. No terceiro experimento as deformações axiais foram medidas pelos “strain gages” instalados na superfície das paredes do silo, e pela lei de Hook determinou-se as pressões experimentais. As pressões calculadas foram obtidas por equações, com os coeficientes K igual a 0,5, e o coeficiente grão parede,µ’ igual a 0,3, conforme recomendado pela ASAE Standard EP 433.1 1991, e o coeficiente de atrito grão parede, µ’ igual 0,25, e o coeficiente k igual a 0,36, e a massa específica p igual a 600kg/m3, determinado para os grãos de café beneficiado. Concluiu-se que houve variação e aumento do teor de umidade em todos os sistemas de armazenagem, e apesar das variações ocorridas, durante o armazenamento nos valores médios dos compostos químicos analisados, observou-se que não houve redução da qualidade do grão de café beneficiado, armazenado em silos sem e com aeração e em sacos de juta. Quanto à bebida, aspecto e tipo dos grãos de café, houve variação na classificação entre as equipes de provadores de diferentes localidades. As análises de investimento e custo mostraram retorno financeiro para os três sistemas de armazenagem analisados. Porém, o melhor sistema, em termos financeiros e econômicos, é o sistema de armazenagem em silo, pois este apresentou maiores indicadores de rentabilidade. As pressões de carregamento e descarregamento, obtidas experimentalmente, apresentaram variabilidade entre os valores registrados nas quatro profundidades, e numa mesma profundidade, esta variabilidade, pode ter sido causada pelo tipo de estrutura, em que foi construído o silo.
Análise energética da secagem de café em secadores horizontal e vertical de fluxos cruzados
(2001) Silva, Jadir Nogueira da; Sobrinho, José Cardoso; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Desenvolveu-se este estudo com o objetivo de determinar o consumo específico de energia, a eficiência energética da secagem, bem como possíveis alterações na qualidade final do café seco e beneficiado, utilizando secadores rotativos horizontal e vertical de fluxos cruzados. Café com teor de umidade inicial de 45 ± 4% b.u. foi submetido à secagem durante 8 ± 3 horas, em terreiro, até atingir 35 ± 5% b.u. e colocado, posteriormente, nos secadores para completar a secagem. Em cada teste, fez-se uma secagem em terreiro (testemunha) até que a amostra atingisse o teor de umidade final de 13% b.u., visando comparações de qualidade. Dois procedimentos operacionais distintos foram utilizados para secagem de café, e cada um deles foi concluído após a realização de três testes consecutivos. No experimento 1, utilizou-se o secador rotativo horizontal com função de pré-secagem, sendo a secagem complementar realizada num secador vertical intermitente de fluxos cruzados. No secador rotativo horizontal realizou-se a secagem completa (experimento 2) até a umidade final do produto de 13% b.u. Os resultados experimentais permitiram concluir que a pré-secagem do café em secador horizontal rotativo seguida de complementação em secador vertical intermitente de fluxos cruzados e a secagem em sua totalidade no secador horizontal não proporcionaram alterações na qualidade do final do produto seco e beneficiado. Observou-se, porém, que a secagem parcial utilizando o secador horizontal, seguida pelo uso do secador vertical (complementação da secagem), teve menor consumo específico de energia (kJ.kg -1 de água evaporada), sendo, pois, energeticamente a mais eficiente. A eficiência energética definida do ponto de vista da termodinâmica também apresentou coerência com esse fato.
Armazenamento e processamento de produtos agrícolas: projeto, construção e teste de uma fornalha a carvão vegetal para secagem de café despolpado/descascado
(Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG, 1998-09) Silva, Iracema Duval da; Silva, Jadir Nogueira da
Fatores como pré-processamento e secagem, influem diretamente na qualidade final do café. Sabe- se que os grãos de café despolpado/descascado geralmente originam um produto final de bebida suave, que alcança preços elevados no mercado porém, durante o processo de secagem, esses grãos são mais susceptíveis aos danos causados pelos fatores temperatura, tempo de exposição e qualidade do ar de secagem. Este trabalho foi desenvolvido na Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Engenharia Agrícola, Viçosa, MG. Realizaram-se três testes com três repetições, nos quais foram utilizadas aberturas diferentes do topo da fornalha e o combustível usado foi carvão vegetal, proveniente de madeira de eucalipto. O ar de secagem foi mantido a temperatura de 51 o C; foram determinadas a temperatura do ar ambiente, a temperatura e a pressão do ar de secagem e o consumo de combustível, em intervalos regulares, para cada teste. A eficiência energética foi determinada pela razão entre a energia recebida pelo ar de secagem e a energia liberada pelo combustível. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que a maior média de eficiência energética sucedeu com a maior média da vazão de secagem e com a menor média de consumo de carvão vegetal. Após se projetar, construir e testar o sistema, foi possível seu redimensionamento, por meio da determinação de parâmetros, como taxa de liberação de energia (K) e taxa de combustão (N C ) mais adequados para o dimensionamento de fornalhas a carvão vegetal. Verificou-se, portanto, a viabilidade da utilização deste sistema para secagem de grãos e café despolpado ou descascado, em particular devido ao fato de gerar energia limpa com significativa eficiência.
Avaliação da qualidade de café beneficiado armazenado em silo metálico modular.
(2000) Vieira, Gilmar; Silva, Jadir Nogueira da; Silva, Juarez de Sousa e; Vilela, Evódio Ribeiro; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Este trabalho tem como objetivo avaliar as possíveis alterações nas propriedades químicas dos grãos de café beneficiado armazenado em dois diferentes sistemas de armazenagem e em saco de juta. Café beneficiado de aspecto bom, bebida dura e peneira superior a 15, com teor de umidade de ±11% bu. Está sendo armazenado em silos metálicos modulares, com e sem aeração, e em saco de juta. O período total de armazenamento será de 24 meses. Neste período, amostras são retiradas mensalmente, na superfície, a 0,10 e a 0,20m de profundidade, em pontos determinados aleatoriamente de cada módulo dos silos, com e sem cobertura plástica, para realização das análises químicas da atividade de polifenoloxidase, da acidez titulável e do índice de coloração. As temperaturas da massa de grãos de café são obtidas por meio de termopares, e a temperatura e a umidade relativa do ar ambiente registradas em um termoigrógrafo, instalado no local do armazenamento. No armazenamento em saco de juta, as amostras são retiradas em pontos escolhidos aleatoriamente. Com base em resultados preliminares, obtidos até o presente momento ( 180 dias de armazenagem ), pode-se concluir que apesar das variações nos valores médios da atividade polifenoloxidase, acidez titulável e nos índices de coloração, a qualidade e as características dos grãos de café não foram afetadas, permanecendo dentro dos índices aceitáveis de classificação citado na literatura.
Avaliação de uma fornalha para aquecimento direto de ar utilizando moinha de carvão
(2005) Melo, Fernanda Augusta de Oliveira; Silva, Jadir Nogueira da; Silva, Juarez de Sousa e; Donzeles, Sérgio Maurício Lopes; Paula, André Leonardo Tavares; Embrapa - Café
O presente trabalho objetivou estudar a viabilidade da utilização da moinha de carvão como combustível no aquecimento direto do ar para a secagem de produtos agrícolas, como opção energética de baixo custo. Diante da situação energética mundial, faz-se necessário o estudo de sistemas que possam utilizar fontes de energia renováveis em substituição aos combustíveis fósseis para reduzir o impacto no meio ambiente e permitir melhor gerenciamento dos recursos naturais finitos do planeta. Foram analisados os seguintes parâmetros: temperatura do ar ambiente, temperatura requerida para a secagem, poder calorífico inferior, o consumo e a umidade do combustível. O sistema foi avaliado em relação à temperatura requerida para a secagem utilizando duas temperaturas pré-estabelecidas. Os resultados obtidos relativos ao consumo de combustível e a eficiência da fornalha em transformar a energia liberada na combustão em calor, de acordo com as literaturas consultadas, foram consideradas satisfatórias.
Avaliação do desempenho e eficiência energética de um secador para café de fluxos concorrentes e contracorrentes
(Revista Engenharia na Agricultura, 2009-12-17) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da; Lacerda Filho, Adílio Flauzino de; Queiroz, Daniel Marçal de; Zanatta, Fabio Luiz
Objetivou-se com este trabalho a avaliação do desempenho e eficiência energética de um secador para café de fluxos concorrentes e contracorrentes. O secador foi construído com o primeiro estádio de secagem de fluxos concorrentes, separado por uma câmara de repouso, do segundo estádio de secagem de fluxos contracorrentes. Foram aplicados dois tratamentos de secagem, caracterizados como tratamento 01 a secagem intermitente com revolvimento intermitente, à temperatura do ar de secagem de 45 ºC, e tratamento 02 a secagem intermitente com revolvimento contínuo, à temperatura do ar de secagem de 70 ºC. Para os testes em que foram utilizados no tratamento 01, o teor de água inicial e final observado foi respectivamente de 33,9 ± 5,0 e 11,8 ± 0,7 % (b.u.) no tratamento 02, o teor de água inicial e final foi respectivamente de 29,0 ± 3,6 e 11,6 ± 1,0 % (b.u.). Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que os níveis de temperatura da massa de grãos, em ambos os tratamentos, permaneceram dentro dos recomendados para café. A secagem intermitente com revolvimento contínuo a 70 ºC apresentou menor consumo específico de energia, em relação à secagem intermitente com revolvimento intermitente a 45 ºC. Maior consumo específico de energia foi observado em testes cujo término da secagem ocorreu em poucas horas após o período de repouso.
Características físicas e químicas de café cereja descascado submetido a secagem em um secador de fluxos concorrentes e contracorrentes
(Embrapa Café, 2009) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da; Donzeles, Sérgio M. L.; Zanatta, Fábio L.; Rigueira, Roberta J. A.
Objetivou-se com a realização deste estudo avaliar a qualidade do café secado em um secador com estádios de secagem de fluxos concorrentes e contracorrentes, por meio do estudo de suas características físicas e químicas.
Consumo específico de energia e rendimento energético de biomassas na secagem de café utilizando secadores leito fixo de dupla câmara e de fluxos cruzados
(2003) Silva, Jadir Nogueira da; Silva, Juarez de Sousa e; Sobrinho, José Cardoso; Lacerda, Adílio Flauzino de; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Das etapas do processamento do café, a que mais consome energia é a secagem, isto devido ao fato de o mesmo ser colhido com elevada umidade, e de esta se processar de forma gradual, relativamente lenta. Com os custos de energia elétrica e dos energéticos em constantes altas, faz-se necessário tomar medidas preventivas de desperdícios, bem como de se analisar os aspectos diversos relacionados ao consumo dos energéticos usados e a otimização de seu uso. Neste contexto fez-se uma análise do consumo específico de energia e do rendimento energético da secagem utilizando-se lenha de eucalipto, carvão vegetal e palha de café como fontes de energia para aquecimento do ar de secagem de café (Coffea arábica L.). Os resultados foram comparados com outros obtidos em um secador testemunha, do tipo intermitente de fluxos cruzados, por se tratar do equipamento mais comercializado no mercado nacional. Utilizou-se um secador de dupla câmara, leito fixo, de 6000 litros de capacidade, que proporciona intermitência de três horas na secagem, feita alternando-se o uso das duas câmaras. A temperatura do ar de secagem usada foi de 40º a 60ºC e a comparação se fez com valores obtidos nos secadores industriais da empresa Heringer, de Martins Soares-MG. Os resultados indicaram que: i - A utilização de energia de biomassas diversas como carvão vegetal, lenha de eucalipto e palha de café é opção racional, de custos baixos e boa eficiência energética para secagem de café; ii - O rendimento energético da secagem usando carvão foi superior a dos outros dois combustíveis testados e iii - A secagem utilizando diferentes tipos de combustíveis não produziu alteração na qualidade do café seco;
Custos comparativos de secagem de café usando-se lenha de eucalípto e gás liquefeito de petróleo
(2000) Sobrinho, José Cardoso; Silva, Jadir Nogueira da; Lacerda, Adílio Flauzino de; Silva, Juarez de Sousa e; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Desenvolveu-se um estudo visando a determinação do custo da secagem de café com aquecimento do ar de secagem pela queima de lenha de eucalipto e gás liquefeito de petróleo. Secou-se o café cereja até 13% bu, em secadores horizontal e vertical. Para o aquecimento do ar de secagem no secador horizontal, queimou-se lenha de eucalipto numa fornalha a fogo indireto, onde o café foi seco, ininterruptamente, do início da operação, com 38±4% bu de umidade, até 13% bu. Na secagem realizada no secador vertical, aqueceu-se o ar, queimando GLP, tendo o produto umidade inicial de 46±2%. Ao atingir a umidade de 18% bu, o café foi transportado para uma tulha, sendo o secador carregado novamente com o produto úmido. O primeiro lote permaneceu na tulha até que o segundo lote atingisse 18% de umidade e fosse para a outra tulha. Assim que este lote de café foi descarregado, o primeiro retornou ao secador para ser completada a sua secagem. Quando se utilizou o GLP para o aquecimento do ar de secagem o custo total foi de R$20,43 por saca de 60 quilos de café beneficiado e, quando se usou lenha de eucalipto, o custo foi de R$8,46 por saca. Se se considerar somente o consumo horário de combustível, na secagem realizada no secador horizontal, aquecimento com lenha de eucalipto, o custo foi de R$1,57 por saca. Por outro lado, na secagem realizada no secador vertical intermitente de fluxos cruzados, usando-se GLP, a operação teve custo de R$6,40 por saca de café beneficiado. Concluiu-se que ao aquecer o ar com GLP, considerando-se somente o consumo de combustível, o custo aumenta 307% em comparação à operação realizada com lenha de eucalipto, e também 141% maior quando todos os custos (fixo e variável) estão incluídos. A qualidade final do produto seco e beneficiado foi a mesma nos dois sistemas estudados.
Determinação da força requerida para o desprendimento dos frutos de café em diferentes estádios de maturação
(2000) Sampaio, Cristiane Pires; Corrêa, Paulo César; Queiroz, Daniel Marçal de; Silva, Jadir Nogueira da; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Este trabalho teve como objetivo determinar a força de tração necessária para o desprendimento dos frutos de café, em diferentes estádios de maturação para cinco variedades cultivadas no Brasil. As determinações foram realizadas utilizando-se o aparelho universal de teste modelo, TA Hdi Texture Analyser, devidamente adaptado. A análise estatística dos resultados mostrou que existe diferença significativa da força de desprendimento dos frutos de café entre as variedades estudadas, concluindo-se que os frutos da variedade Conilon exigiram menor força para o desprendimento. A variedade Mundo Novo foi a que exigiu maior força para o desprendimento dos frutos verdes e a variedade Catimor exigiu maior força de tração para o desprendimento de frutos verde-cereja. As variedades Mundo Novo e Catimor foram as que exigiram maior força de desprendimento para os frutos no estádio de maturação cereja.
Efeito da temperatura de secagem e da percentagem de frutos verdes na qualidade do café Conilon (Coffea canephora Pierre ex Froehner)
(Universidade Federal de Viçosa, 1995) Guarçoni, Rogério Carvalho; Silva, Jadir Nogueira da; Universidade Federal de Viçosa
O experimento foi conduzido na EMCAPA - Empresa Capixaba de Pesquisa Agropecuária, Marilândia, Estado do Espírito Santo, de abril a agosto de 1994. O objetivo desta pesquisa foi estudar a influência de diferentes temperaturas de secagem na qualidade e no rendimento do café Conilon, com distintos percentuais de frutos colhidos verdes. Foi utilizado café Conilon com 10, 30 e 50% dos frutos colhidos verdes em lotes de 1.600 litros e secos, a temperaturas de 30, 4 5 , 6 0 e 65OC, em secador rotativo com fornalha de aquecimento indireto. Como tratamento adicional foi empregado café com 50% de verdes seco em terreiro de cimento. Os resultados indicam grande resistência do café Conilon 5 transformação de frutos colhidos verdes, em grãos preto-verdes, quando submetidos a temperaturas de secagem maiores que 3OoC. A transformação de frutos colhidos verdes em defeitos, isto é, em grãos verdes ou preto-verdes, é tanto maior quanto maior for o percentual dos mesmos na colheita. Há também uma tendência do aumento do defeito preto-verde com o aumento da temperatura de secagem. Os defeitos verdes e preto-verdes também variam com o teor de unidade dos frutos colhidos. Há um ganho significativo, em peso, do café em coco, quando este é originário de colheita com maior percentagem de frutos maduros.
Eficiência energética e desempenho de um secador para café de fluxos concorrentes e contracorrentes: secagem intermitente com revolvimento intermitente (tratamento 1)
(Embrapa Café, 2009) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da; Zanatta, Fabio L.; Galvarro, Svetlana F. S.; Oliveira, Jofran L.
Com o intuito de oferecer novas alternativas de secagem e de atender à demanda dos cafeicultores por novas tecnologias, objetivou-se, com a realização deste estudo, avaliar a secagem de café um secador com estádios de secagem de fluxos concorrentes e contracorrentes.
Eficiência energética e desempenho de um secador para café de secagem fluxos concorrentes intermitente com e contracorrentes: revolvimento contínuo (tratamento 2)
(Embrapa Café, 2009) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da; Galvarro, Svetlana F. S.; Donzeles, Sérgio M. L.; Bezerra, Maria C. T.
Objetivou-se com a realização deste estudo, avaliar a secagem de café em um secador com estádios de secagem de fluxos concorrentes e contracorrentes. Foi avaliado o desempenho de secagem por meio do monitoramento de variáveis e a eficiência energética do secador.
Estudo da gaseificação da torta do coco macaúba, lenha de eucalipto, lenha de café e do carvão vegetal e seu potencial energético para desidratação de frutas
(Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, 2009-03-18) Santos Filho, Jaime dos; Silva, Jadir Nogueira da
A gaseificação apresenta-se como uma promissora forma de conversão da biomassa em energia térmica, podendo ser definida como a conversão da biomassa em gás energético por meio da combustão incompleta devido à restrição no fornecimento do ar a temperaturas elevadas, obtendo-se como conseqüência a produção de um gás combustível. Este trabalho de pesquisa teve por objetivo realizar um estudo da gaseificação da torta do coco macaúba, da lenha de eucalipto, da lenha de café e do carvão vegetal e seu potencial energético como fonte calorífica para um sistema de desidratação de frutas. Desenvolveu-se, portanto, um gaseificador de biomassa de fluxo concorrente de pequena escala, ao qual foi acoplado uma câmara para combustão do gás produzido visando à geração de ar quente limpo. Foram medidas as temperaturas de quatro pontos distintos do gaseificador a fim de verificarmos o comportamento de diferentes zonas em função da temperatura, assim como o fluxo de ar de entrada (reator e combustor) e de saída (misturador), temperatura e umidade do ar, consumo de energia elétrica e a qualidade do ar de secagem. Antes da realização do experimento, foram calculadas algumas das principais características dos combustíveis, como umidade, Poder Calorífico Superior e massa específica. A biomassa foi utilizada em pedaços com diâmetro médio de 5 ± 1 cm e comprimento médio de 5 ± 2 cm, com exceção da torta de macaúba. A torta do coco macaúba foi utilizada pura (100%) e misturada ao carvão vegetal em três combinações (75%+25%, 50%+50% e 25%+75%) para a gaseificação com o sistema em regime permanente, porém não obteve resultado satisfatório em nenhum dos testes. Depois de testado o equipamento, foi dado início ao experimento usando a lenha de eucalipto como fonte de energia, variando a velocidade do motor em intervalo de medições de quinze minutos. Os testes apresentaram duração média de 2:15h, sendo que são necessários cerca de dois a três minutos para gerar gás combustível e 20 minutos para atingir as condições ideais de funcionamento. O sistema operou para as biomassas torta do coco macaúba, da lenha de eucalipto, da lenha de café e do carvão vegetal com a temperatura média e umidade relativa média do ar ambiente, respectivamente, de 23,44oC e 68,15 %, 20,46oC e 72,53 %, 19,60oC e 72,84 % e 20,70oC e 67,11 %. As temperaturas indicadas pelos termopares foram às esperadas. A temperatura do ar de secagem foi mantida em aproximadamente 70oC, por meio do controle do ar de entrada no misturador. O reabastecimento do reator, feito com o sistema em pleno funcionamento, permitiu estabilidade e continuidade operacional do sistema. Observa-se, assim, que o sistema composto por um reator para gasificação de biomassa de fluxo concorrente acoplado a uma câmara para combustão do gás produzido pode ser considerado como uma alternativa na geração de calor para a secagem de produtos agrícolas, competindo com os métodos tradicionais de geração de calor. Neste sentido, os resultados analíticos da pesquisa nos levam a inferir que a lenha de eucalipto, a lenha de café e o carvão vegetal possuem potencial como combustível na gaseificação para a desidratação de frutas, sendo que se recomenda o carvão vegetal dentre os combustíveis como fonte energética para o fornecimento de ar quente e limpo para a desidratação de frutas.
Evaluation of coffee drying costs: pre-drying on concrete terrace and complementary drying in co-current and counter-current flow dryer
(Editora UFLA, 2011-09) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da; Zanatta, Fabio Luiz; Galvarro, Svetlana Fialho Soria; Volk, Marcus Bochi da Silva
The study of drying costs is an important tool to be considered when deciding on an adequate drying system. One needs to consider the energy needed for air heating, electrical energy needed to run the fans, energy to transport the product, labor costs, maintenance costs, depreciation, interest rates and breakdown costs. The objective of this study was to determine the total drying cost per bag of dry coffee beans (Coffea arabica L.), by drying processed coffee in the form of pulped cherries, with pre-drying on a concrete yard followed by complementary drying in a developed prototype dryer with concurrent and countercurrent flows. The dryer was constructed of a metallic frame and plates, with a static capacity of 1.55 m 3 . An initial concurrent drying stage was separated from a second counter-current flow drying stage by a repose chamber. Two treatments were applied: a) Treatment 01: 12 hours of intermittent drying with intermittent rotation and 12 hours of rest, with air temperature of 45 °C and rotation of the beans every 90 minutes for drying (for a period of 10 minutes each); b) Treatment 2: 12 hours of intermittent drying with continuous rotation and 12 hours of rest, with air temperature of 70 °C. Coffee quality was determined via a sensorial analysis (cup-test). It was concluded that: The fixed cost of the multiple flow dryer was the principal component in the total cost of drying, principally since it was treated as a prototype; Increase in the drying capacity of the system with application of treatment 02 (with continuous rotation), in relation to treatment 01 (with intermittent rotation), drastically reduced total drying costs; The results obtained from treatment 01 demonstrate its economic infeasibility, due to the elevated drying costs encountered for the proposed system under the conditions in which this study was performed.
Potencial energético da gaseificação de resíduos da produção de café e eucalipto
(Universidade Federal de Viçosa, 2010-02-18) Oliveira, Jofran Luiz de; Silva, Jadir Nogueira da
Este trabalho apresenta resultados do estudo relacionado à produção de gás de síntese a partir da gaseificação de resíduos da produção madeireira e cafeeira. Dados da composição química dos resíduos foram analisados e todos os resíduos estudados mostraram grande potencial para produção de energia no Brasil, com potencial energético total superior a 123 PJ/Ano. Os resíduos da produção madeireira (sob a forma de cavacos) e os resíduos da produção cafeeira (sob a forma de palha e lenha) foram submetidos ao processo de gaseificação, em gaseificador comercial de fluxo concorrente, sendo o ar o agente de gaseificação. A composição do gás de síntese foi monitorada em um analisador de gases de gaseificação quanto à concentração volumétrica (%) de CO, CO 2 , CH 4 e H 2 , e poder calorífico (MJ/m3). Também foram analisados os dados referentes às propriedades do agente gaseificante, temperatura das zonas de redução e combustão, pressão de operação do gaseificador e consumo de biomassa, para cada resíduo gaseificado. Observou-se que cada resíduo apresentou um gás de síntese com composição distinta, sendo o gás de síntese da palha de café, aquele com o maior poder calorífico (7,76 MJ/m 3 ) com predôminância de metano (14,77%), e o gás de síntese da lenha de cafeeiro com o menor poder calorífico (5,45 MJ/m 3 ), com predominância de monóxido de carbono (14,03%). A gaseificação dos cavacos de eucalipto apresentou um poder calorífico médio de (6,60 MJ/m 3 ), com predominância de monóxido de carbono (19,02%), composição regular durante o teste, e melhor desempenho operacional entre as biomassas. As eficiência de conversão de massa e energia foram satisfatórias, sugerindo todos os resíduos estudados como sendo fonte de energia viável para o processo de gaseificação.
Projeto, construção e teste de uma fornalha a carvão vegetal para secagem de café
(Universidade Federal de Viçosa, 1998) Silva, Iracema Duval da; Silva, Jadir Nogueira da; Universidade Federal de Viçosa
O pré-processamento influi diretamente na qualidade final do café. Sabe-se que os grãos de café despolpado/descascado geralmente originam um produto final de bebida suave que alcança preços elevados no mercado, porém estes grãos, durante o processo de secagem, são mais susceptíveis aos danos causados por fatores como: temperatura, tempo de exposição e qualidade do ar de secagem. Experimentalmente, é conhecida a viabilidade do carvão vegetal como fonte de energia limpa para secagem de produtos agrícolas, pois gera calor praticamente livre da fumaça densa e de contaminantes durante o processo de secagem dos grãos. Em virtude da necessidade de se desenvolverem alternativas que permitam a melhoria da qualidade final do café seco, foi desenvolvida e testada uma fornalha de aquecimento direto do ar de secagem, utilizando carvão vegetal como combustível. Realizaram-se três testes com três repetições, nos quais foram utilizadas aberturas diferentes do topo da fornalha. O combustível utilizado foi carvão vegetal proveniente de madeira de eucalipto. O ar de secagem foi mantido à temperatura de 51oC. Foram determinados a temperatura do ar ambiente, a temperatura e a pressão do ar de secagem e o consumo de combustível, em intervalos regulares, para cada teste. A eficiência energética foi determinada pela razão entre a energia recebida pelo ar de secagem e a energia liberada pelo combustível. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que a maior média de eficiência energética (95,29%) sucedeu com a maior média da vazão do ar de secagem (0,81 m3.s-1) e com a menor média de consumo de carvão vegetal (2,87 kg.h-1), obtida com a abertura do topo da fornalha igual a 0,60 x 0,40 m. Após projetar, construir e testar a fornalha, foi possível seu redimensionamento, por meio da determinação de parâmetros, como taxa de liberação de energia (K) e taxa de combustão (Nc), mais adequados para o dimensionamento de fornalhas a carvão vegetal. Verificou-se, portanto, a viabilidade da utilização deste sistema para secagem de grãos e café, em particular, devido ao fato de gerar energia praticamente limpa com significativa eficiência.
Secador de fluxos concorrente e contracorrente e avaliação do seu desempenho na secagem de café cereja descascado
(Universidade Federal de Viçosa, 2009-07-03) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da
Objetivou-se com este trabalho o desenvolvimento e a avaliação do desempenho de um secador para café de fluxos concorrentes e contracorrentes. O secador foi construído de chapas e perfis metálicos, com capacidade estática de 1,55 m 3 de produto, com o primeiro estádio de secagem de fluxos concorrentes separado por uma câmara de repouso do segundo estádio de secagem de fluxos contracorrentes. O café secado foi processado na forma cereja descascado. Como gerador de calor utilizou-se uma fornalha a fogo direto, tendo como combustível carvão vegetal. A movimentação dos grãos foi processada por um elevador de caçambas. O fluxo de ar foi produzido por um ventilador centrífugo, o qual operava em regime de sucção. Foram aplicados dois tratamentos de secagem, caracterizados como tratamento 01 a secagem intermitente com revolvimento intermitente, à temperatura do ar de secagem de 45 oC, e tratamento 02 a secagem intermitente com revolvimento contínuo, à temperatura do ar de secagem de 70 oC. Foram realizados quatro testes de secagem para ambos os tratamentos, sendo que, para cada teste foi efetuada a secagem da testemunha em terreiro suspenso. Realizaram-se avaliações das características qualitativas do café, como as características físicas (massa específica aparente, porcentagem de impurezas, danos no pergaminho, peso de mil grãos, análise de cor), químicas (condutividade elétrica e lixiviação de potássio) e a classificação do café (análise sensorial, determinação do tipo e classificação por peneiras), assim como a avaliação energética do sistema de secagem proposto. Para os testes em que foram utilizados o tratamento 01, o teor de água inicial e final observado foi respectivamente de 33,9 ± 5,0 e 11,8 ± 0,7 % (b.u.). Para os testes relativos ao tratamento 02, o teor de água inicial e final foi respectivamente de 29,0 ± 3,6 e 11,6 ± 1,0 % (b.u.). Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que o sistema de secagem proposto atendeu satisfatoriamente todas as necessidades para que fosse completada a secagem do café (processado na forma de cereja descascado). Os níveis de temperatura da massa de grãos, em ambos os tratamentos, permaneceram dentro dos recomendados para café. Os maiores rendimentos de peneira, para o café padrão bica corrida, foram obtidos para os tratamentos em relação às testemunhas. A secagem intermitente com revolvimento contínuo a 70 oC apresentou menor consumo específico de energia, em relação a secagem intermitente com revolvimento intermitente a 45 oC. Resultados maiores do que os esperados foram obtidos para a eficiência energética do sistema de secagem proposto, sendo que maior consumo específico de energia foi observado em testes cujo término da secagem ocorreu em poucas horas após o período de repouso.
Simulação e avaliação de sistemas de secagem de café
(Universidade Federal de Viçosa, 2001) Sobrinho, José Cardoso; Silva, Jadir Nogueira da; Universidade Federal de Viçosa
Com os objetivos de quantificar e racionalizar os parâmetros energéticos e econômicos de sistemas distintos de secagem, estudou-se a secagem de café em duas fazendas da empresa Heringer Ltda., localizadas nos municípios de Martins Soares-MG e Iúna-ES. Nos ensaios realizados na primeira fazenda, o ar de secagem foi aquecido até 60oC, através de trocadores de calor por onde circulavam vapor de água e ar. Na unidade de secagem localizada no município de Martins Soares-MG, um dos secadores foi desconectado da linha de vapor, e no lugar do trocador de calor vapor de água/ar colocou-se um queimador de gás liqüefeito de petróleo (GLP). Nos ensaios realizados na fazenda de Iúna-ES, o ar de secagem foi aquecido até 60oC, numa fornalha a fogo indireto com trocador de calor tipo tubo-carcaça. O GLP foi utilizado somente na secagem a fogo direto. O café, com umidade inicial igual a 60% bu, foi secado durante oito horas, em terreiro, até aproximadamente 47% bu e colocado, posteriormente, em secadores mecânicos para completar a secagem. Como testemunha fez-se, no terreiro, ao sol, uma secagem para cada ensaio até que o café atingisse a umidade final igual a 13% bu, visando à comparação de qualidade do produto. Nos tratamentos em que o ar de secagem foi aquecido pelo trocador de calor e pela fornalha a fogo indireto, o café passou pela pré-secagem em secador horizontal, reduzindo a umidade de 47 para 30% bu e, posteriormente, a secagem foi completada em secador vertical. Nos testes realizados com gás liquefeito de petróleo, o produto passou direto do terreiro para o secador vertical, onde ficou até atingir a umidade final desejada. Monitoraram-se os parâmetros relativos ao ar de secagem, ar ambiente, produto, combustíveis, e também, aqueles relativos aos investimentos e custo da secagem do produto, em cada fazenda. No secador rotativo horizontal, houve variação na temperatura do ar de secagem no sentido longitudinal do plenum. No secador de coluna, do início ao final da coluna de secagem, observou-se um gradiente de temperatura de 4oC. A umidade do café variou na direção perpendicular ao fluxo de grãos, segundo sua posição, ao longo da coluna de secagem, em até 3% bu, sendo mais secos os grãos localizados próximos ao plenum. A massa específica global variou segundo a umidade do produto. O café com maior umidade apresentou maior massa específica aparente. Não houve diferenciação entre a qualidade do produto secado no terreiro e nos secadores mecânicos. O secador rotativo apresentou menor consumo específico de energia, uma vez que o café com umidade mais elevada requer menos energia para evaporar a água, isto é, os secadores são mais eficientes energeticamente nas operações realizadas com produto mais úmido. O custo da secagem foi igual a R$8,46; R$13,66 e R$17,78 a saca de 60 kg de café beneficiado para a operação em que o ar foi aquecido em fornalha a fogo indireto, vapor de água e GLP, respectivamente. A taxa interna de retorno dos sistemas de aquecimento a fogo indireto foi de 53% aa, e 38% aa para a secagem em que se utilizou o vapor. Considerando-se que a qualidade final do produto seco e beneficiado foi a mesma para todos os ensaios, concluiu-se que o sistema de secagem com aquecimento a fogo indireto (fornalha a fogo indireto) apresentou menor custo final. No entanto, considerando-se o fluxo de caixa incremental, o sistema em que o ar de secagem foi aquecido pelo vapor de água, apesar de ter apresentado maior custo de produção, foi o mais indicado.
Uso de um gaseificador automatizado de biomassa na qualidade da secagem do café cereja
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-16) Galvarro, Svetlana Fialho Soria; Silva, Jadir Nogueira da
Para a manutenção da qualidade do café dentro dos padrões de comercialização, a etapa de pós(colheita precisa ser muito bem conduzida, principalmente, as relacionadas à limpeza, secagem e armazenamento, para que a qualidade não seja perdida durante o armazenamento. Destas etapas, a secagem é de fundamental importância e se mal conduzida pode comprometer a qualidade do produto. Ainda são poucos os estudos sobre a tecnologia da gaseificação, sobretudo na sua aplicação para secagem de grãos. Dessa forma, esta pesquisa visa contribuir para a aplicação do ar aquecido, proveniente de um gaseificador automatizado de biomassa (carvão de eucalipto), na secagem de café. A secagem do café cereja neste trabalho foi realizada em dois silos secadores acoplados a um gaseificador automatizado de biomassa, do qual provém o ar aquecido utilizado durante o processo. Três tratamentos foram determinados para a condução do trabalho, sendo eles: o tratamento 1 consistiu em 8 horas de secagem por dia com revolvimento da massa de grãos em intervalos de 2h e o tratamento 2 consistiu da secagem de café em terreiros suspenso e o tratamento 3 consistiu da secagem em terreiro de concreto. Para avaliar a influência da secagem do café através do sistema foram analisados os seguintes parâmetros: classificação de bebida, condutividade elétrica, lixiviação de potássio, massa de mil grãos. O café secado no sistema foi classificado quanto à bebida como apenas mole, obtendo nota média de 79 pontos. Com base nos resultados foram obtidos os seguintes valores médios: 146,86 _Scm(1g(1 para condutividade elétrica; 34,04 ppm.g(1 para lixiviação de potássio; 160,90 g para o massa de mil grãos. De acordo com os resultados obtidos, o sistema de secagem apresentou(se como uma alternativa aos pequenos produtores de café, pois não houve perda de qualidade na sua bebida e por ser um sistema versátil, uma vez que além do café é possível secar outros grãos. Além disso, a automação do sistema propiciou um controle preciso da temperatura do ar de secagem durante todo o processo, o que é de fundamental importância para uma boa secagem do café.