Secador de fluxos concorrente e contracorrente e avaliação do seu desempenho na secagem de café cereja descascado

Abstract

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.

The objective of this work was to develop and evaluate the performance of a coffee grain dryer using concurrent and counter-current 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. Coffee grains subjected to drying were previously pulped cherries. Heat was generated by a direct fired furnace fed with charcoal. Coffee grains were transported by a bucket elevator. Air flow was generated by a centrifugal fan operating in a suction regime. Two drying treatments were used, in which treatment 01 was characterized as intermittent drying with intermittent mixing at a drying air temperature of 45°C, and treatment 02 as intermittent drying with continuous reflux at a drying air temperature of 70°C. Four drying tests for both treatment types were performed, and compared with a control sample dried on a raised bed. Evaluations of the qualitative characteristics of the coffee were also carried out, including physical (apparent specific mass, percentage of impurities, shell damage, weight of 1000 beans, color analysis), chemical (electrical conductivity, potassium leaching) and coffee classification characteristics (taste analysis, type determination, sieving classification), as well as a energetic evaluation of the proposed drying system. For tests which utilized treatment 01, observed initial and final moisture contents were 33.9 ± 5.0 and 11.8 ± 0.7% (w.b.), respectively; and in the tests performed with treatment 02, initial and final moisture contents were 29.0 ± 3.6 and 11.6 ± 1.0% (w.b.), respectively. Based on the obtained results, it can be concluded that the drying system satisfactorily attended all requirements for complete coffee drying (operating with pulped cherries). The temperatures used in both treatments were within recommended values for coffee grain. Sieve yields for standard “bica corrida” coffee, were greater from the treatments in relation to the control. Intermittent drying with continuous mixing at 70°C presented lower energy consumption compared to intermittent drying with intermittent mixing at 45°C. Results of energetic efficiently showed to be higher than initially expected for the proposed drying system, in which greater specific energy consumption was observed in tests were drying was concluded in only a few hours after the repose period.