SPCB (03. : 2003 : Porto Seguro, BA) - Resumos Expandidos
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Item Estudo comparativo da secagem do café com distintas maneiras de operar o queimador de GLP(2003) Reinato, Carlos Henrique Rodrigues; Borém, Flávio Meira; Pereira, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CaféA secagem artificial com altas temperaturas teve maior impulso somente a partir da década de 60, com o aparecimento de secadores de grande porte. Anteriormente, quase todo os produtos agrícolas eram secados no próprio campo ou em terreiro onde eram expostos diretamente à radiação solar e revolvidos periodicamente a fim de acelerar o processo (Tosello, 1957). Entre os combustíveis utilizados na secagem tem-se feito uso da lenha, do GLP (gás liquefeito de petróleo) e resíduos agrícolas. O GLP é um combustível de uso recente na secagem do café. Sua principal vantagem é a praticidade no manuseio e a constância no fornecimento de calor, além de possuir boa eficiência térmica (60%) e um poder calorífico alto (47440 kJ.Kg -1 ) em relação à lenha. Como desvantagem o GLP possui a instabilidade do seu preço por estar vinculado ao preço do petróleo. Para a queima do GLP são utilizados queimadores que são equipamentos que possuem as funções de estabelecer o posicionamento e tipo de chama, bem como de manter a ignição contínua ou intermitente, segundo a seleção de uma mistura prévia de ar e combustível gasoso (Cliford,1964). Este modo de operação pode alterar o consumo de combustível resultando conseqüentemente em diferentes custos de produção. Tendo em vista a inexistência de trabalhos que avaliaram diferentes maneiras de funcionamento dos queimadores, principalmente no que diz respeito à regulagem da chama produzida pela combustão do GLP, este trabalho teve como objetivo comparar técnica e economicamente o funcionamento do queimador mantendo a chama acessa continuamente com o funcionamento do queimador regulado para operar intermitentemente.Para a realização do teste cerca de 30.000 litros de café, apresentando teor inicial de água em torno de 55%b.u., foram derriçados manualmente sobre o pano e em seguida abanados, lavados e separados em função do seu estado de maturação. Após a separação, a porção formada pelo café cereja e verde foi submetida à pré-secagem em terreiro até atingir 33% b.u de umidade. Utilizaram-se 2 secadores de 5000 litros, funcionando concomitantemente, para realização do experimento. Cada secador foi equipado com um queimador da marca Ecoflam, modelo BLU-170. Em um secador, o queimador foi regulado para funcionar com a chama de maneira contínua e, no outro secador, foi regulado para funcionar com a chama de maneira intermitente. Para a avaliação do desempenho dos sistemas de secagem foram realizadas as seguintes medições: temperaturas da massa de café, do ar de secagem, do ar no plenum e do ar de exaustão, pressão estática no plenum, umidade inicial e final do café, umidade relativa e temperatura do ar ambiente, consumo total de GLP e tempo total de secagem. As medições de temperatura da massa de café, do ar de exaustão e do plenum foram realizada por meio de termopares distribuídos radialmente no secador a partir do plenum até a exaustão do ar. A temperatura do ar de secagem foi realizada por meio um termopar instalado no duto de entrada de cada secador. Amostras foram retiradas a cada duas horas de secagem e a umidade foi determinada pelo método padrão de estufa 105±1°C durante 24 horas(Brasil,1992). A pressão estática foi medida em 3 pontos distribuídos longitudinalmente dentro do plenum. O consumo de GLP foi determinado por meio de gasômetro da marca Equimenter, modelo S-275 instalado na linha de alimentação de cada secador. A avaliação do desempenho da secagem foi realizada segundo metodologia adaptada proposta por Barkker Arkema et al (1978). A avaliação econômica foi feita calculando-se os custos de mão de obra, combustível, energia elétrica, depreciação do capital fixo e custo total. Para a avaliação da qualidade, realizaram-se as seguintes análises: lixiviação de potássio, condutividade elétrica, determinação do número de grãos defeituosos, análise sensorial e acidez titulável total. Observou-se que o funcionamento do queimador de maneira contínua proporcionou maior eficiência de secagem, menor consumo de combustível, menor consumo específico de energia e um custo total 13,4% menor quando comparado com o funcionamento do queimador de maneira intermitente. Quanto a qualidade do café beneficiado não foram observadas diferenças siguinificativas (p>5%) nas análises que foram realizadas: Lixiviação de Potássio, Condutividade elétrica, Acidez Titulável Total, análise sensorial, e numero de defeitos, indicando assim que o funcionamento do queimador de maneira continua ou intermitente não influenciaram na qualidade do café.Item Caracterização dos gradientes de temperatura e umidade do café nos sentidos radial e longitudinal em secadores rotativos(2003) Borém, Flávio Meira; Reinato, Carlos Henrique Rodrigues; Pereira, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CaféA operação de secagem é, sem dúvida, uma das etapas que mais consome energia no processo de produção agrícola podendo, em alguns casos, representar até 50% do consumo de energia. As operações de secagem e armazenamento quando conduzidas corretamente e com equipamentos eficientes contribuem significativamente para a redução dos custos operacionais, pela economia de energia que propiciam. Entretanto, em razão de necessitar de energia para movimentar o produto, aquecer e movimentar o ar apresentam custo bem mais elevado. Um manejo correto maximiza a eficiência do secador, contribuindo assim para redução do custo final de secagem. Estudos indicam que nas operações de pós-colheita de café (Barros et al, 1994) a secagem mecânica, considerado os tipos de secadores verticais e horizontais, representa 80 % do consumo total de energia elétrica, sendo influenciada diretamente pela umidade inicial do café, temperatura de secagem, distribuição do ar de secagem, uniformidade dos lotes e forma de carregamento do secador. A distribuição do ar de secagem, bem como os gradientes de temperatura e de umidade da massa de café ao longo da secagem mecânica em secadores rotativos são desconhecidas. No entanto, sabe-se que os gradientes de umidade e temperatura podem exercer grande influência na qualidade do café e na eficiência da secagem. Diante disso, esse trabalho teve como objetivo estudar a distribuição da temperatura e umidade do produto no sentido radial e longitudinal em secadores rotativos durante a secagem de café em coco. O presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras, MG. Para a realização do teste foram usados, concomitantemente, dois secadores rotativos da marca Pinhalense, com capacidade de 5.000 litros. O acompanhamento da temperatura do ar de secagem e da massa de café foram feitos por meio de termopares tipo J. Foram instalados dois termopares na entrada do ar de secagem e quatro termopares localizados a 40, 210, 355 e 500mm de profundidade em relação à chapa perfurada. Os termopares foram fixados dentro de um cano de aço colocado radialmente em três seções dos secadores. As leituras de todas as temperaturas registradas em um indicador foram feitas de meia em meia hora e anotadas em planilhas. A perda de umidade foi acompanhada em nove pontos na massa de café. A amostragem foi realizada usando-se um calador composto projetado para se retirar três amostras radialmente eqüidistantes nas três seções do secador. A amostragem foi realizada antes da secagem, durante a secagem em intervalos de duas horas e ao final da secagem. Observaram-se gradientes de temperatura variando entre 5 e 15°C no sentido radial. Isto significa que, mesmo o termômetro do secador estar indicando temperaturas inferiores a 45°C, a temperatura da massa atingiu valores de até 60°C. Ao longo de toda a secagem, observou-se também que os maiores gradientes de temperatura ocorreram na seção central do secador em decorrência da desuniformidade na distribuição do ar provocada pela maior pressão estática nesta seção. A desuniformidade observada na distribuição do ar também resultou num gradiente longitudinal de temperatura. Este gradiente, no entanto foi menor do que o gradiente observado radialmente, sendo os maiores gradientes observados próximo ao plenum, não sendo observado gradientes de temperatura próximo à exaustão do ar. Logo após o início da secagem, observou-se a formação de um gradiente de umidade de até três pontos percentuais no sentido radial sendo mais acentuada na seção central do secador. No sentido longitudinal, observou-se nas profundidades de 500 e 355mm diferenças de umidade de até dois pontos percentuais. Já na profundidade 210mm, próxima à exaustão do ar, não se observaram gradientes de umidade.Item Comparação da qualidade do café em coco secado com lenha e GLP(2003) Reinato, Carlos Henrique Rodrigues; Borém, Flávio Meira; Pereira, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CaféDevido à alta umidade no momento da colheita (60% a 70% b.u.) os frutos do café apresentam condições favoráveis a alterações deteriorativas em decorrência da respiração, oxidações, fermentações e desenvolvimento de fungos e bactérias. Sendo assim, para se obter um café de boa qualidade, minimizando os riscos de ocorrência de alterações indesejadas, faz-se uso da secagem. Entre outros fatores, a secagem é uma das mais importantes fases no processamento do café, tanto sob o aspecto de consumo de energia como na influência que essa operação tem sobre a qualidade final do produto. Entre os combustíveis utilizados na secagem tem-se feito uso principalmente da lenha e, mais recentemente, do GLP (gás liqüefeito de petróleo). A lenha, combustível à base de celulose e empregada em diversos países, tem como vantagem a possibilidade do emprego de mão-de-obra não qualificada, porém possui baixa eficiência térmica (17%) e baixo poder calorífico (13.000 kJ.kg -1 ). O GLP é um combustível de uso recente na secagem do café. Sua principal vantagem é a praticidade no manuseio e a constância no fornecimento de calor, além de possuir boa eficiência térmica (60%) e um poder calorífico alto (47440 kJ.kg -1 ) em relação à lenha. Como desvantagem o GLP possui uma instabilidade de seu custo, pois seu preço está vinculado ao preço do petróleo, além de exigir mão-de- obra qualificada. As variações de temperatura e a influência destas na qualidade final do café são desconhecidas. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar as variações de temperatura e umidade do café durante a secagem usando GLP e lenha bem como avaliar a qualidade final do produto. O presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras, MG. O teste foi realizado usando simultaneamente dois secadores rotativos com capacidade de 5.000 litros. O acompanhamento da temperatura do ar de secagem e da massa de café foram feitos por meio de termopares distribuídos em dezoito pontos do secador . A perda de umidade foi acompanhada em nove pontos na massa de café. Para a avaliação da qualidade, realizaram-se as seguintes análises: lixiviação de potássio, condutividade elétrica, determinação do número de grãos defeituosos e manchados, análise sensorial e acidez titulável total. Para tais análises utilizaram-se amostras com e sem a presença de defeitos. Observou-se que a temperatura do ar de secagem aquecida com GLP manteve-se próxima de 90 ºC com variação de aproximadamente 2 ºC. Já a temperatura do ar de secagem aquecido com lenha apresentou variações superiores a 10 ºC.Todas essas variações observadas resultaram num valor médio de temperatura no ar de secagem menor quando aquecido com lenha, comparativamente ao aquecimento com GLP. Este valor médio menor resultou em velocidade e tempo de secagem diferente. A secagem que utilizou lenha demorou quatro horas a mais em relação à secagem que utilizou GLP. Maior tempo obtido na secagem com lenha foi provocado por menores temperaturas do ar de secagem e na massa de café. Quanto as análises de lixiviação de potássio, condutividade elétrica e acidez titulável total não ocorreram diferenças significativas (P<0,05). As diferenças de temperaturas observadas entre as secagens não foram suficientes para provocar diferenças na intensidade de possíveis danos nas membranas celulares. As análises sensoriais indicaram que tanto para a secagem que usou lenha como para a secagem que usou GLP, o café não ocorreram diferenças. Resultados semelhante foi obtido por Sobrinho et al. (2001) que, estudando sistemas de secagem com aquecimento do ar em vapor de água, lenha de eucalipto e GLP, concluíram que a bebida e o tipo do café não são influenciados pelo tipo de combustível usado para o aquecimento do ar de secagem. Desta maneira, pode-se afirmar que o tipo de combustível usado na secagem não interferiu na qualidade do café, apesar de terem sido observadas diferenças na distribuição de temperatura, temperatura máximas atingidas na massa de café e velocidade de remoção de água.Item Avaliação energética e econômica do GLP e da lenha na secagem do café(2003) Reinato, Carlos Henrique Rodrigues; Borém, Flávio Meira; Pereira, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga; Carvalho, Francisval de Melo; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CaféExiste grande divergência entre técnicos da área de secagem na recomendação da opção mais econômica para o combustível a ser usado na secagem. Muitos produtores e técnicos consideram apenas o custo de combustível para a avaliação econômica. No entanto, custos de depreciação, energia elétrica e mão-de-obra devem ser considerados para obter uma análise mais completa. Neste contexto, tendo em vista a necessidade de reduzir o custo de produção e visto que o processo de secagem tem grande influência no custo total de produção, este trabalho teve como objetivos principais avaliar técnica e economicamente a secagem do café usando lenha e GLP como combustíveis para o aquecimento do ar. O presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras, MG. Foram realizados dois testes usando simultaneamente dois secadores rotativos com capacidade de 5.000 litros. Para a avaliação do desempenho dos sistemas de secagem foram realizadas as seguintes medições: temperaturas da massa de café, do ar de secagem, do ar no plenum e do ar de exaustão, pressão estática no plenum, umidade inicial e final do café, umidade relativa e temperatura do ar ambiente, consumo total de combustível, consumo de energia elétrica e tempo total de secagem. A temperatura do ar de secagem e da massa de café foi realizada por meio de termopares instalados, respectivamente, no duto de entrada de cada secador e em diversos pontos na massa de café. Amostras foram retiradas a cada duas horas de secagem e a umidade foi determinada pelo método padrão de estufa 105± 1°C durante 24 horas(Brasil,1992). A pressão estática foi medida em 3 pontos distribuídos longitudinalmente dentro do plenum. O consumo de GLP foi determinado por meio de gasômetro da marca Equimenter, modelo S-275 instalado na linha de alimentação de cada secador. A avaliação do desempenho da secagem foi realizada segundo metodologia adaptada proposta por Barkker Arkema et al (1978). A avaliação econômica foi feita calculando-se os custos de mão-de-obra, combustível, energia elétrica, depreciação de capital fixo e custo total. Energeticamente, a secagem com lenha foi menos eficiente que a secagem com GLP, apresentando menores valores de eficiência e maiores consumos específicos de energia.Os valores do custo total aplicam-se às condições experimentais e aos preços praticados em julho de 2001 (R$15,00 / m 3 de lenha de eucalipto; R$1,00 /kg de GLP). Nos testes 1 e 2, os custos de combustível para os tratamentos que usaram GLP representam 74,69% e 76,81% do custo total de secagem. Já a participação do custo do combustível nos testes com lenha representaram respectivamente, 16,58% e 14,28% do custo total da secagem. Ou seja considerando apenas o custo de combustível o GLP foi aproximadamente 4,5 vezes mais caro do que a secagem em que se utilizou lenha como combustível. Esse menor custo de combustível para lenha também foi evidenciado por Sobrinho et al. (2000). Entretanto, em muitos casos a decisão de optar por um sistema ou outro de aquecimento do ar é feito apenas baseado no custo do combustível não levando em conta outros custos, que podem resultar na escolha de sistemas de custos totais mais elevados, ou mesmo, com custos semelhantes, porém, com desvantagens operacionais.Considerando os custos fixos e variáveis, observou-se que o custo total de secagem do café com lenha ou GLP foram considerados praticamente iguais, sendo de R$8,18 e R$8,80 para as secagens que usaram GLP no primeiro e no segundo teste respectivamente, e de R$8,26 e R$8,40 para as secagens que utilizaram lenha como combustíveis para o aquecimento do ar.Item Avaliação econômica e qualitativa de diferentes pontos de controle da temperatura da massa de café durante a secagem(2003) Borém, Flávio Meira; Reinato, Carlos Henrique Rodrigues; Pereira, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga; Vilela, Evódio Ribeiro; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CaféO presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras, MG, e teve como objetivo avaliar técnica, econômica e qualitativamente diferentes pontos de controle de temperatura máxima na massa de café, com vistas à redução de custo e otimização da qualidade final do café. Cerca de 30.000 litros de café, apresentando teor inicial de água em torno de 55%b.u., foram derriçados manualmente sobre o pano e em seguida abanados, lavados e separados em função do seu estado de maturação. Após a separação, a porção formada pelo café cereja e verde foi submetida à pré-secagem em terreiro até atingir 33% b.u de umidade. Utilizaram-se 2 secadores de 5000 litros, funcionando concomitantemente, para realização do experimento. Em um secador, o controle de temperatura foi o convencionalmente usado pelos produtores, que se caracteriza pelo uso do termômetro bimetálico situado no cilindro do secador, já no outro secador, o controle da temperatura foi feito por meio de um termopar situado no meio da massa. A temperatura máxima adotada na massa de café foi de 45ºC. Para a avaliação do desempenho da secagem foram realizadas as seguintes medições: umidade inicial e final do café, temperatura da massa de café, do ar de exaustão, do ar de secagem e do ar ambiente, umidade relativa ambiente, pressão estática no plenum, velocidade do ar de secagem, tempo total de secagem e consumo total de combustível. A avaliação econômica foi feita calculando-se os custos de mão de obra, de combustível, de energia elétrica, de depreciação e custo total. Para a avaliação da qualidade realizou-se as seguintes análises: lixiviação de potássio, condutividade elétrica, determinação do número de grãos defeituosos e manchados, análise sensorial e acidez titulável total. Para tais análises utilizaram-se amostras com e sem a presença de defeitos. Observou-se na secagem na qual o controle de temperatura foi realizado por meio do termômetro bimetálico, maior eficiência de secagem e menor custo total, no entanto, ocorreu uma qualidade inferior do café quando comparado com a secagem na qual o controle de temperatura foi realizado através do termopar situado no meio da massa.Item Alterações na bebida do café despolpado secado em terreiro de concreto, lama asfáltica, terra, leito suspenso e em secadores rotativos(2003) Borém, Flávio Meira; Reinato, Carlos Henrique Rodrigues; Pereira, Rosemary Gualberto Fonseca Alvarenga; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CaféO presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras, MG, e teve como objetivo avaliar a qualidade do café despolpado secado em terreiro de concreto, lama asfáltica, terra, leito suspenso e em secadores horizontais. Foram realizadas duas colheitas de cerca de 30.000 litros de café. Após a colheita sobre pano, o café foi abanado, lavado e separado em função de sua densidade. A porção formada pelo café cereja foi então descascada e submetida ao despolpamento por meio de fermentação em tanques apropriados por 24 horas. Foram realizadas duas comparações entre a qualidade do café secado em diferentes tipos de terreiro e secado em secador rotativo. Nas duas comparações, 240 litros do café despolpado foram distribuídos em terreiros de terra, lama asfáltica e concreto, com espessura de 5cm e no leito suspenso com espessura de 10cm. Todas as amostras de café permaneceram nos terreiros até o teor de 11% (b.u.) de umidade final. Simultaneamente, cerca de 12000 litros do café despolpado foram pré-secados em terreiro de concreto durante 3 dias e, em seguida, submetidos à secagem mecânica em dois secadores de 5000 litros. Em um secador a temperatura máxima atingida na massa de café foi de 40°C e no outro secador, 45°C. Na primeira comparação o controle da temperatura foi realizado com um termopar localizado a 350mm de profundidade. Na segunda comparação, o controle da temperatura foi realizado com o termômetro bimetálico localizado na parte externa do cilindro do secador. Nas secagens realizadas nos terreiros o café foi revolvido diariamente em intervalos de 40 minutos e as condições climáticas registradas por um termohigrógrafo. Para a avaliação da qualidade do café foi realizada análise sensorial do produto seco pela prova de xícara. As amostras secadas em terreiro de concreto, lama asfáltica e leito suspenso apresentaram bebida classificada como Mole, enquanto a amostra secada em terreiro de terra a bebida foi classificada como Dura. Observou-se uma manutenção da qualidade do café secado com temperatura de 40°C com o controle realizado com o termopar localizado a 350mm de profundidade. Neste caso, o café foi classificado como de bebida Mole. Nos demais testes de secagem, o café foi classificado como de bebida Dura. Ressalta-se que mesmo no teste em que a temperatura máxima na massa de 40°C controlada pelo termômetro bimetálico, a bebida foi Dura. Nestas condições de secagem, a temperatura atingida na massa de café é, na verdade, bem superior ao valor indicado pelo termômetro. Recomenda-se, para garantir a manutenção da qualidade do café despolpado, a instalação de termômetro com haste de pelo menos 300mm de comprimento e que a temperatura indicada por este termômetro não ultrapasse 40°C.