Secagem a Alta Velocidade
Edição XII | 02 - Mar . 2008 Estudos em soja mostram que as
sementes levam de duas a três semanas para secarem de 50% umidade (maturidade
fisiológica) a 13%, dependendo das condições climáticas e a ocorrência de chuva
quando a umidade estiver abaixo de 20%, praticamente a inutiliza como semente.
Em arroz, os agricultores sabem,
de longa data, que devem colher o material, tanto para semente como para grão,
quando a umidade estiver entre 24 e 20% e realizar a secagem artificial. A
semente é um material vivo e, quanto mais úmido, menor é seu potencial de
armazenamento. Assim, para efeitos práticos, em condições de armazenamento
convencional, considera-se que uma semente com umidade de 13% pode ser
armazenada por oito meses. Portanto, toda semente colhida com mais de 13% deve
sofrer secagem e quanto antes melhor, requerendo assim, para grandes volumes de
sementes, que se utilize secagem artificial, que pode ser de diversas maneiras.
Entretanto, neste artigo será
discutido e apresentado o sistema intermitente com uma capacidade de secagem
superior a um ponto percentual (pp) por hora. Este sistema consiste basicamente
em manter as sementes em contínuo movimento e submetê-las a uma corrente de ar
quente a intervalos regulares de tempo. A semente é um material higroscópico,
ou seja irá ganhar ou perder umidade em função da umidade relativa do ar (UR) e
esta característica é utilizada pelos secadores para propiciar que a umidade da
semente seja removida.
Para manter um ambiente de
secagem é necessário que a umidade ao redor da semente seja transportada para
“longe”, e para isso se utiliza o ar que é insuflado ou succionado através da
massa de sementes por um ventilador. Quanto mais alto o fluxo de ar, mais rápida
é a secagem até um certo limite, pois depende da migração da umidade do
interior para a periferia da semente.
VELOCIDADE DE SECAGEM
Em termos práticos, pode-se considerar a
velocidade de secagem sob dois aspectos:
1.A remoção de pontos percentuais de umidade por hora, e
2.Toneladas de sementes secas por dia (considerando uma secagem de 18
para 13% de umidade, por exemplo). Neste artigo será considerada a velocidade
de secagem em pontos percentuais de umidade por hora, pois se adapta melhor ao
sistema de secagem intermitente.
Como comentado anteriormente, a
velocidade de secagem é basicamente função de duas propriedades físicas do ar,
a UR e o fluxo de ar que passa pelas sementes. Em relação à UR, a maneira mais
fácil e econômica de baixá-la é aquecendo o ar, e, para efeitos práticos,
considera-se que para cada aumento de 1ºC na temperatura do ar diminui-se de 2 a
4% a UR. Assim, nos secadores intermitentes utilizam-se temperaturas do ar
entre 60 e 70ºC, a UR do ar de secagem é inferior a 10%, tendo assim uma grande
capacidade de absorver a umidade retirada da semente.
Caso o controle da operação de
secagem não seja adequado, a umidade da semente irá equilibrar-se com a umidade
do ar muito baixa. Para que isso não ocorra, deve-se determinar a umidade das
sementes no secador, a intervalos regulares de tempo (20 - 30minutos). Temperaturas
do ar de secagem são, em geral, bem maiores que a temperatura da massa de
sementes. Tendo em vista a existência de vários modelos de secador do tipo
intermitente, é aconselhável que nas primeiras secagens se relacione a
temperatura do ar de secagem com a temperatura da massa de semente. Por
segurança, recomenda-se que a temperatura da semente não ultrapasse a 40ºC para
sementes de soja ou 43ºC para arroz, trigo e milho no final da secagem, ou
seja, quando a semente estiver com umidade ao redor de 14%. Quanto mais seca a semente,
maior pode ser a temperatura de secagem.
A outra característica física do
ar que influi na velocidade de secagem é o fluxo de ar que passa pelas
sementes, sendo este estabelecido na fábrica conforme tipo e modelo de
secadores, cujos valores são superiores a 60m3/min/tonelada de semente. Para se
ter uma ideia do fluxo deste ar, constata-se que o ar quase levanta a semente
no final da operação de secagem. Mesmo o ventilador sendo dimensionado na
fábrica, é comum ocorrer que o fluxo de ar que passa pelas sementes seja baixo,
acarretando uma baixa velocidade de secagem, pois nesta situação o ar terá
pouca capacidade para transportar a umidade liberada pelas sementes para fora
do ambiente de secagem. Isto ocorre geralmente no processo de aquecimento do
ar, pois normalmente o ar deve ser aquecido de 25-30ºC para 60-70ºC, utilizando-se para isso de fornalhas que
empregam as mais variadas fontes de energia para aquecer o ar.
No Brasil, a lenha é bastante
comum, enquanto o emprego de gás vem apresentando expansão considerável. O
sistema de aquecimento deve ser tal que o ar não seja estrangulado; para isso,
os secadores do tipo intermitente, em seu sistema de aquecimento do ar,
contemplam geralmente uma entrada de ar frio para misturar com o ar quente. É normal
o ar sair da fornalha com temperatura superior a 150ºC para ser misturado ao ar
frio, de tal maneira que o ar, ao entrar no secador, esteja na temperatura de
60-70ºC. Sem a mistura com ar frio do ambiente, a fornalha deve ser muito bem
dimensionada para não estrangular o ar.
Um secador do tipo intermitente
deve secar no mínimo três cargas por dia, considerando uma redução na umidade
de 20 para 13%. Para essa capacidade de secagem considera-se não somente a
velocidade da remoção de água, que deve ser superior a 1pp/hora, como também o
tempo necessário para carregamento e descarga do secador, que requer ao redor de
40 minutos, dependendo do modelo. Assim, considerando um modelo de secador
intermitente de capacidade estática de 25 toneladas, a sua capacidade de
secagem será no mínimo de 75 toneladas/dia.
DIA E NOITE
Há alguns anos, recebeu-se um
secador intermitente para ensino e pesquisa e, no primeiro ano, o secador foi
utilizado para secar sementes básicas de um programa de melhoramento. Como ainda
não se tinha pessoal treinado como secadorista, buscou-se no mercado operadores
que supostamente estavam acostumados a secar. Começou-se a secagem de arroz
numa tarde, conseguindo uma velocidade média de secagem de 1,5pp/hora. Ao
entardecer, deixou-se dois secadoristas para o turno da noite. Na manhã seguinte,
os secadoristas estavam bem dispostos, informando que a carga do secador estava
em vias de terminar.
Ao fazer rapidamente as contas, constatou-se
que a velocidade de secagem tinha sido muito baixa. Perguntou-se aos
secadoristas o que tinha ocorrido, e a resposta foi que à noite a semente seca
mais lentam ente do que durante o dia. Evidente que não é assim. Durante o dia,
novamente, conseguiu-se uma velocidade de secagem de 1,5pp/hora e à noite
deixou-se, a secagem para os secadoristas especialmente contratados para tal
fim. Na manhã seguinte, o secador foi encontrado parado, devido a embuchamento
de sementes no sistema de transporte.
Na noite seguinte, convidou-se
dois alunos e realizou-se a secagem, também conseguindo uma velocidade de
secagem de 1,5pp/hora. Moral da história, secar à noite ou de dia não faz
diferença na velocidade de secagem, pois se utiliza uma mesma UR do ar de
secagem e um mesmo fluxo de ar. A diferença está no consumo de combustível, que
à noite é maior, pois a temperatura ambiente é menor. Durante o dia, eleva-se a
temperatura de 25-30ºC para 60-70ºC, enquanto à noite geralmente se eleva a temperatura
de 20ºC para 60-70ºC.
FORNALHA
Os professores, muitas vezes, são contestados pelos
alunos, o que é bom. Entretanto, às vezes a situação se torna difícil, sendo
necessário demonstrar in loco o fato. Durante uma aula de secagem, ao informar
que um secador intermitente deve secar três cargas por dia, no mínimo, houve
contestação de tal forma que não havia outra saída a não ser visitar o sistema de
secagem que estava secando apenas uma carga por dia. A unidade de
beneficiamento de sementes situava-se a 300 km de distância.
No local, após amável recepção pelo
responsável técnico da unidade de beneficiamento, de imediato foi-se ao sistema
de secagem de sementes de arroz. Eram seis secadores de 10 toneladas cada um,
todos operando normalmente com a temperatura do ar de 70ºC, que aquecia a
semente no final da secagem a 42ºC, sinal que, em relação à temperatura, tanto
do ar quanto da semente, estava bem. Após a verificação da temperatura,
verificou-se o sistema de ar e a primeira providência foi inspecionar os
ventiladores.
Entretanto, eram originais, o que levou a
pensar em outras causas menos frequentes. Caminhando ao redor dos secadores,
constatou-se que a regulagem da temperatura era feita diretamente pelo ar que sai
da fornalha, ou seja, não havia entrada de ar frio, tornando o fluxo de ar
estrangulado, pois os seis secadores eram alimentados por uma só fornalha, de
forma ineficiente. Como solução, recomendou-se a abertura de uma janela para entrada
de ar frio (o que proporcionava mais fluxo de ar para o secador), o que foi
acatado, e o resultado obtido foi a elevação da velocidade de secagem para
1,3pp/hora.
CUIDADOS
A secagem empregando alta
velocidade requer cuidados especiais, sendo possível destacar os mais
importantes:
a) Super secagem - a secagem intermitente é realizada com
baixa UR e alto fluxo de ar. Por isso, a determinação da umidade das sementes deve
ser realizada a intervalos regulares de tempo (20-30 min) para que não ocorra
super secagem, ou seja, que sementes sequem a 10% de umidade em vez de 12-13%.
Baixa umidade da semente propicia a danificação mecânica, e secagem excessiva
aumenta o tempo de secagem com a diminuição da eficiência de secagem, entre
outros inconvenientes.
É importante ressaltar que na secagem
intermitente, como as sementes estão em movimento, não há frente de secagem, significando
uma secagem mais uniforme das sementes;
b) Danos mecânicos - as sementes estão em contínuo movimento
e passam várias vezes por elevador, havendo risco de ocorrer danificação
mecânica das sementes, caso o elevador esteja desregulado ou não seja do tipo adequado.
Na secagem, como as sementes entram úmidas no secador, a danificação mecânica é
desprezível, desde que cuidados especiais sejam tomados com o elevador. Em princípio,
quanto menos voltas a semente der pelo sistema secador-elevador, menores serão os
riscos de danificação mecânica.
c) Secagem muito rápida - é importante uma secagem rápida,
entretanto deve-se respeitar o princípio físico segundo o qual a umidade do interior
da semente necessita migrar para a periferia e aí ser transportada pelo ar para
fora do ambiente de secagem. Caso ocorra uma secagem muito rápida, em que a
periferia da semente tenha uma umidade muito diferente de seu interior, haverá
danos internos (como fissuras em sementes de arroz e milho), que afetarão a qualidade
da semente. Assim, recomenda-se que a velocidade de secagem seja, no máximo, de
1,3pp/hora, para soja e feijão, e 1,8 a 2pp/hora, para arroz e trigo. Em arroz,
acima de 2pp/hora, ocorrem fissuras nas sementes, ocasionando um baixo
rendimento de grãos inteiros.
MILHO EM ESPIGA
Sabe-se que o ar deve passar
pelas sementes para que ocorra a secagem, e quanto mais fácil passar, mais
rápida será a secagem. Neste sentido, questionava-se com frequência por que o
milho em espiga leva muito mais tempo para secar do que o milho debulhado, uma vez
que em um m3 de milho debulhado tem-se tem-se 750 kg e, por outro lado, apenas
450 kg quando o milho está em espiga. Realmente,
o ar passa relativamente fácil através das espigas de milho, entretanto tem
dificuldade em passar pelas sementes que estão presas ao sabugo - e se o ar não
passa não haverá secagem, pois a umidade não será transportada para fora do ambiente
de secagem. A propósito, o sabugo, mesmo possuindo maior umidade do que a semente,
não é o responsável pela secagem lenta do milho em espiga - embora seja tecnicamente
recomendável a colheita de sementes de milho com umidade acima de 30% e secagem
em espiga.
Em regiões de baixa ocorrência de
chuvas na época de colheita, empresas realizam a colheita de sementes de milho
debulhado com umidade ao redor de 20% e realizam secagem intermitente, obtendo
velocidades de secagem superiores a 1,0pp/hora, pois o ar passa facilmente
através das sementes de milho, quando debulhadas.
O MITO
Escuta-se com frequência que a
secagem torra a semente. Entretanto, a verdade é outra. Quem não seca semente
demonstra que produz muito pouco ou que muitos de seus lotes sofreram deterioração
de campo. A secagem é garantia de quantidade com qualidade.
A CAPACIDADE DE SECAGEM
Considerando um secador com capacidade
estática de 25 toneladas de sementes de soja por carga e realizando 3,5 cargas
por dia durante uma colheita de 40 dias, este secador terá secado, no fim da
colheita, 140 cargas de 25 toneladas cada, ou um total de 3.500 toneladas, que
pode ser considerada uma quantidade apreciável de sementes.
Um produtor de sementes de soja
que tenha uma demanda para 8.000 toneladas (200.000 sacos de 40kg) receberá em
sua unidade de beneficiamento de sementes ao redor de 11.000 toneladas
(considerando uma perda no beneficiamento de 25%), e, considerando que secará 60%
de sua produção (6.600t), deverá providenciar dois secadores com capacidade
estática de 25 toneladas (total da safra 7.000t) para atender a necessidade de
secagem. Com este dado pode-se determinar o custo da secagem para a obtenção de
sementes em quantidade e qualidade. O custo, considerando o sistema de secagem,
a amortização em 10 anos, pessoal e combustível, é inferior a R$ 1,00/saco de
sementes de 40kg.
Outras situações poderiam ter
sido utilizadas, principalmente em relação à capacidade estática do secador.
Entretanto, pela quantidade de semente utilizada como exemplo, o secador de 25
toneladas ajusta-se melhor pela facilidade de que cada carga de secador pode
ser considerada um lote de sementes e assim ter um registro mais eficiente do
seu histórico. O percentual da produção de sementes de soja estimado para ser
seco pode variar de região para região; porém, a utilização de 60% é um bom
referencial, mesmo porque é aconselhável ter capacidade de secagem superior ao
necessário, pois as necessidades de secagem
não são uniformes durante a colheita.
“Em tempos em que o negócio
sementes requer, cada vez mais, que os processos sejam otimizados, a secagem é
uma das operações que devem ser consideradas para a obtenção de sementes de
qualidade, em quantidade e a um preço competitivo. Neste artigo, discutiu-se a
operação de secadores do tipo intermitente, que propiciam uma velocidade de
secagem superior a um pp/hora, ou, em outras palavras, possuem uma capacidade
de secagem de, no mínimo, três cargas/dia. Aspectos de UR e fluxo de ar são
apresentados, assim como cuidados especiais para a obtenção de uma alta
capacidade de secagem sem prejudicar a qualidade das sementes. Ilustra-se
também a necessidade de secadores para uma empresa de sementes que comercializa
8.000 toneladas de sementes/ano.”
Esta informação da capacidade de secagem dos tipos de secadores
intermitentes é importantíssima, pois o usuário do secador consegue relacionar
imediatamente com o desempenho de seu secador e muitas são as ocasiões em que a
capacidade do secador é inferior a três cargas por dia. Neste sentido, serão
detalhadas algumas experiências com causas de um baixo desempenho de secador.
Algumas
dicas de secagem.
Relação entre temperatura e umidade
de semente de soja.