Desenvolvimento e avaliação de uma máquina recolhedora de café em terreiro utilizando transporte pneumático

Abstract

Objetivou-se, neste trabalho, projetar e construir uma máquina para recolher os frutos de café no terreiro e avaliar o seu desempenho, utilizando-se café em coco, com quatro teores de água e duas velocidades de trabalho. O projeto da máquina recolhedora de frutos de café no terreiro foi realizado com base nas características e propriedades físicas do produto, determinadas experimentalmente. O princípio de funcionamento da máquina adotado foi o de sucção, por meio de um ventilador centrífugo, acionado pela tomada de potência (TDP) do trator. A matéria-prima utilizada nos testes para avaliação da máquina foi o café da variedade Catuaí. Para os testes, foram utilizados quatro lotes de frutos de café; o produto empregado nos testes foi colhido por derriça no pano, passado por lavadores e secado em terreiro de cimento. Os teores de água dos frutos de café dos lotes 1, 2, 3 e 4 foram, respectivamente, de 13,54; 19,94; 30,31; e 39,02% (b.u.). As velocidades de trabalho para os testes foram de 0,7 e 1,2 km h-1. Instalou-se um experimento em esquema fatorial 4 x 2, sendo quatro teores de água dos frutos de café e duas velocidades de trabalho. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com três repetições. Ao avaliar a máquina recolhedora, foram determinados os seguintes parâmetros: capacidade de recolhimento efetiva (kg h -1); eficiência de campo da máquina (%); eficiência no recolhimento (%); porcentagem de danos nos frutos de café, obtida com base na quantidade de frutos de café quebrados antes e após o uso da máquina recolhedora (% em peso); consumo de energia por quilograma de frutos de café recolhidos (kWh kg -1); e consumo de combustível Diesel por frutos de café recolhidos (L kg-1). Além disso, foram determinadas a potência requerida na TDP pela máquina recolhedora, a curva característica do sistema de ventilação e as propriedades físicas dos frutos de café dos testes. Com base em resultados, pode-se concluir que a máquina mostrou desempenho satisfatório e capacidade de recolhimento efetiva média de 2,35 e 3,83 t h-1, com eficiência média de campo da máquina de 79,3 e 75,5%, porcentagem de dano médio nos frutos de café de 0,27 e 0,29%, consumo médio de energia de 0,0013 e 0,00075 kWh kg -1 de produto recolhido e consumos médios de combustível Diesel de 0,0016 e 0,0010 L kg-1 de produto recolhido, respectivamente, para as velocidades de trabalho de 0,7 e 1,2 km h-1. A eficiência no recolhimento da máquina obteve o mesmo resultado médio de 99,89%, para as duas velocidades de trabalho.The present work had as objective to design and to build a machine to pick up the coffee fruits on the yard and to evaluate its performance, being used coffee in coconut, for four moisture content and two working speeds. The design of the machine to pick up coffee fruits on the yard was based on the characteristics and physical properties of the product, determined experimentally. The working principle adopted for the machine uses vacuum created by a centrifugal fan powered by the power take off (PTO) of a tractor. The raw material used in the tests for the machine evaluation was coffee of the variety “Catuaí”. For the tests, four lots of coffee fruits were used; the product employed in the tests was harvested on the plant (cloth), washed and dried on cement flat open terraces. The moisture content of the coffee fruits of the lots 1, 2, 3 and 4 were, respectively, 13.54; 19.94; 30.31; and 39.02% (b.u.). The working speeds for the tests were 0.7 and 1.2 km h-1. It was settled an experiment in factorial outline 4x2, being four moisture content of the coffee fruits and two working speeds. The experimental design was a randomized block with three repetitions. For the machine evaluation it was established the following parameters: effective picking capacity (kg h-1); field efficiency of the machine (%); efficiency in the picking operation (%); percentage of damages on the coffee fruits, based on the amount of coffee fruits broken before and after using the machine (% in weight); consumption of energy for kilogram of coffee fruits picked up (kWh kg-1); and consumption of fuel Diesel for coffee fruits picked up (L kg-1). Furthermore, the power required for the PTO, the characteristic curve of the ventilation system and the physical properties of coffee fruits were determined. According to the results, it can be concluded that the machine showed satisfactory performance and medium effective picking capacity of 2.35 and 3.83 t h-1, with medium field efficiency of the machine of 79.3 and 75.5%, medium percentage of damages on the coffee fruits of 0.27 and 0.29%, medium consumption of energy of 0.0013 and 0.00075 kWh kg-1 of coffee fruits picked up and medium consumption of fuel Diesel of 0.0016 and 0.0010 L kg-1 of coffee fruits picked up, respectively, for the working speeds of 0.7 and 1.2 km h-1. With regard to the efficiency in the picking operation of the machine, it was obtained the same medium result of 99.89% for the two working speeds.