Desenvolvimento e avaliação de um sistema híbrido, solar e biomassa, para secagem de café (Coffea arabica L.)

Abstract

Com o objetivo de adaptar a tecnologia de secagem em terreiro de café, foi projetado, construído e avaliado um sistema de secagem denominado Terreiro Híbrido 1 e 2. O Terreiro Híbrido 1 e 2 é um terreiro convencional com 10 m de largura e 15 m de comprimento, de alvenaria ou concretado, onde se adaptou um sistema de ventilação com ar aquecido por uma fornalha de fogo direto a carvão vegetal, para secagem do café. O Terreiro Híbrido 1 é um sistema de secagem em que o café foi espalhado às 9 horas e enleirado por volta das 15 horas sobre o duto de ar, com a utilização de energia solar e carvão vegetal. O Terreiro Híbrido 2 foi utilizado para secagem do café na ausência de radiação solar direta ou em período chuvoso; o café foi enleirado sobre um duto de ar onde se processou a secagem com carvão vegetal, com uma vazão específica do ar de 5,8 m3.min-1.m-2. Este processo se repetiu até que o café atingisse o teor de água de 11 e 12 % b.u, umidade segura para armazenamento. Para a avaliação da eficiência energética de secagem dos sistemas, foi calculado o consumo de energia nos Terreiros Híbridos 1 e 2, medindo-se o consumo de combustível na fornalha (carvão vegetal), o consumo de energia elétrica dos motores do ventilador e a incidência de radiação solar, utilizando-se oito tratamentos em terreiros híbridos e quatro testemunhas em terreiro convencional. Assim, o melhor aproveitamento da energia solar combinada à circulação forçada de ar aquecido artificialmente uniformemente distribuído através do produto no próprio terreiro (Terreiro Híbrido) surge como uma opção promissora para a secagem do café em virtude do baixo custo de implantação proporcionado pela redução de área, além de propiciar uma melhoria na qualidade do café quando comparada à secagem em terreiro convencional. Considerando-se que na maioria das propriedades produtoras de café já existe o terreiro convencional, a implantação deste sistema tornará o processo simples e econômico, bastando apenas a adaptação do mesmo. Com base nos resultados obtidos nos tratamentos experimentais, concluiu-se que: A equivalência, em área, observada experimentalmente, quando se comparou o terreiro híbrido com o tradicional foi: 1:4,5 para a secagem do café cereja descascado e 1:5,5 para a secagem do café cereja lavado. Quanto mais elevado o nível tecnológico do processamento de café, menor o custo de implantação, menor o custo total de secagem e maior o preço médio de comercialização. A capacidade nominal do secador e a taxa de secagem foram maiores quando se utilizou o sistema de secagem em Terreiro Híbrido 2, para um mesmo tipo de café (cereja descascado ou cereja lavado) e a secagem com a utilização dos Terreiros Híbridos 1 e 2 possibilitou a obtenção de um café de boa qualidade, superior à qualidade do café obtido no terreiro convencional.The objective of this research work was to adapt the drying technology in coffee paved terrace. A drying system called hibrid1 and 2 paved terrace was designed, constructed and evaluated. The hibrid1 and 2 paved terrace is a conventional paved terrace with 10 m of width and 15 m of lenght by masonry or concreted where was adapted an aeration system with heating air by a furnace direct fire with charcoal for coffee drying. In the hibrid 1 paved terrace was used solar energy and charcoal. The coffee grains were spreaded at nine a.m. and heaped up at about three p.m. on the air duct. The hibrid 2 paved terrace was used for coffee drying in the nonappearance of direct solar radiation or rainy weather. The coffee grains were heaped up on the air duct where the drying was processing with charcoal and specific air flow of 5.8 m3 .min -1 .m -2. This process was repeated till the coffee reached the water content of 11 and 12 % bu, which is the safe moisture to storage. To evaluate the efficiency of drying systems was calculated the energy consumption in the 1 and 2 hibrid paved terrace. The fuel consumption in the furnace (charcoal), the consumption of electrical energy of the fan and the incidence of solar radiation were determined by using eight treatments in hibrid paved terrace and four treatments in conventional paved terrace for comparision purposes. Thus the combination between the best advantage of solar energy and the compelled circulation of artificially heating air distributed by the product in the hibrid paved terrace to appear as a choice to the coffee drying. This system presents a low cost of building proporcionated by the reducing area and the best coffee quality. As in the most properties already exists a conventional paved terrace the building of this system will turn the process more simple and economic being just enough the adaptation of the same. By the results obtained in the experimental treatments it was concluded: the observed equivalence in area was 1:4.5 to the drying of pulped cherry coffee and of 1:5.5 to the drying of washed cherry coffee when the hibrid paved terrace was compared with the traditional. The more high technologycal level of processing coffee smaller the building cost smaller the total drying cost and higher the medium price of commercialization. The dryer nominal capacity and the drying rate were higher when the drying system was used in hibrid 2 paved terrace for the same type of coffee (pulped cherry or washed cherry). The drying in hibrid1 and 2 paved terrace enabled to obtain a coffee of good quality superior to the quality of coffee obtained at the conventional paved terrace.