Wolmer Brod Peres
Maria Laura Gomes Silva da Luz
Carlos Alberto Silveira da Luz
Gizele Ingrid Gadotti
Professores do Curso de Engenharia Agrícola e Pós-graduação em Engenharia de Biossistemas, Centro de Engenharias ““ UFPel, membros da área de Engenharia de Processamento de Produtos Agrícolas
Para ocorrer a secagem é necessário que haja um gradiente de pressão de vapor de água, sendo que a pressão de vapor do grão deve ser maior que a do ar.O aquecimento do ar para realizar a secagem reduz a umidade relativa do mesmo, facilitandoa transferência de umidade do grão para o ar, a qual ocorrepor diferença de pressão de vapor.
O ar deve ter um fluxo tal que permita o transporte de calor e água. Neste processo ocorre a transferência de calor do ar para evaporar a umidade superficial dos grãos. Esta transferência depende da temperatura, da umidade, da vazão e da direção do ar de secagem e da área superficial do grão a ser secado.
Evaporação e migração
Os processos de evaporação e migração, que ocorrem simultânea e continuamente durante a secagem, primeiramente retiram a umidade da superfície por evaporação e, devido à diferença de potencial, a umidade no centro do grão migra para a periferia, sendo novamente retirada pela evaporação, seguindo o ciclo. Portanto, o gradiente de concentração da água do interior para a superfície do grão garante a difusão e redistribuição da mesma.
A evaporação ocorre devido ao gradiente de pressão parcial de vapor de água entre a superfície e o ar de secagem. Já a migração ocorre pela movimentação hidrodinâmica sob a ação da pressão total interna e/ou um processo de difusão resultante de gradientes internos hídrico e térmico entre essas duas regiões.
Assim, a velocidade de secagem é função da rapidez que ocorre a evaporação da água da superfície do grão, que depende da umidade relativa e da temperatura do ar de secagem e da velocidade de transferência da umidade interna até a superfície, que depende da permeabilidade do grão, que é uma característica própria de cada espécie.
Passo a passo
O processo de secagem em si pode ser explicado, considerando que o ar de secagem sofre uma diminuição de temperatura em decorrência de ceder energia térmica para a evaporação da água dos grãos.
Porém, o balanço energético permanece inalterado, uma vez que o ar recupera essa energia na forma de vapor d’água, ou seja, o calor sensÃvel que o ar perdeu é recuperado na forma de calor latente. Por isso, a secagem dos grãos é considerada um processo isentálpico.
A taxa de secagem é o quociente entre a quantidade de massa de água retirada sobre o tempo para que isto ocorra. Ela depende: da umidade inicial do produto; da capacidade e da quantidade de ar de secagem; do método de secagem (se for artificial), do tipo de secador; das características do produto; e da quantidade e da profundidade da massa de produto que o ar deverá atravessar.
A velocidade de secagem deve ser controlada de modo que não seja muito lenta, o que causaria deterioração do produto antes que ele atinja níveis adequados para ser armazenado, com consequente perda de qualidade.
Por outro lado, não pode ser rápida demais, pois aceleraria o processo de migração de umidade das camadas mais internas para a superfície dos grãos, criando tensões excessivas, por gradientes de umidade ou térmico ou ambos, podendo causar fissuras, que também comprometem a qualidade de grãos e sementes, além de serem portas de entrada para microrganismos e facilitarem o ataque de insetos.
Na secagem de arroz, o aumento da velocidade de remoção de água, proporcionado pelo emprego de elevadas temperaturas do ar de secagem, exerce maior influência sobre o aumento de grãos quebrados do que a movimentação mecânica dos grãos durante a secagem. Portanto, devem haver períodos de repouso para os grãos, entre secadores ou estágios de secagem sucessivos, o que também diminui o consumo de energia por unidade de água evaporada em até 20%.
Os secadores
A secagem pode ser natural ou artificial, sendo que ambas, realizadas corretamente, garantem a conservação dos grãos. Ela é chamada de natural quando o aquecimento do ar que passará pelos grãos for baseado em energias eólica ou solar.Este tipo de secagem, em geral, é realizado sobre lonas, em eiras, em bandejas, em telados e em terreiros.
Esse método é utilizado para pequenos volumes e é uma estratégia interessante para pequenos produtores e programas de melhoramento vegetal, já que ambos terão pequenas quantidades de produto para secar.
Deve-se pensar que quanto maior o contato do ar com o produto, melhor será a secagem. Assim, a área de contato do produto com o ar é essencial. Portanto, camadas muito espessas de grãos são inadequadas. Também é importante haver movimentação do produto de tempos em tempos.
Durante a noite é recomendável que se cubra o produto ou que o mesmo seja colocado em local coberto. Essa secagem é muito dependente das condições climáticas, e por isso se torna demorada, no entanto, será pouco provável que haja danificação mecânica dos grãos.
A secagem artificial utiliza ar forçado que, na maioria das vezes, é aquecido, mas também há a possibilidade de se realizar secagem com ar ambiente ou com ar frio desumidificado. Se for utilizado o ar ambiente, este deve ser escolhido quando sua umidade relativa estiver igual ou menor que 70%.
Apesar de não ser utilizada nenhuma fonte de aquecimento, neste caso deve-se considerar um possível aumento da temperatura do ar ao passar pelo ventilador, que pode ocorrer devido ao processo adiabático de compressão do ar ou pela condução de calor gerado pelo motor do ventilador, que se transfere através do eixo e da carcaça.
A energia que entra pelo eixo do motor é acrescida ao sistema e, como consequência, ao ventilador, fazendo com que o volume do ar diminua e aumente a pressão e a temperatura.
