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CAPÍTULO 1 PREPARO, SECAGEM E ARMAZENAGEM Juarez de Sousa e Silva, Cristiane Pires Sampaio Marise Cotta Machado Paola Alfonsa Lo Monaco 1 - INTRODUÇÃO O café é um dos poucos produtos cujo valor cresce muito com a melhoria da qualidade; um produto de qualidade inferior pode sofrer redução significativa no seu valor de comercialização. Os processos de secagem e armazenagem apresentam contribuições expressivas sobre a qualidade final do produto, sendo, portanto, muito importante na escolha correta da infra- estrutura para atender à fase final da produção do café. No Brasil, em virtude do método de colheita empregado, o café é constituído de uma mistura de frutos verdes, maduros (cereja e verdoengos), passas e secos, folhas, ramos, torrões e pedras, devendo ser limpo e separado nas suas diversas frações, para que possam ser secados separadamente. O conjunto dessas operações é denominado preparo ou pré-processamento do café e pode ser executado por via seca, isto é, secando integralmente os frutos, dando origem aos cafés denominados coco ou de terreiro ou, ainda, por via úmida, que consiste na secagem dos frutos sem a casca (cereja descascado), podendo não ter a mucilagem parcial ou totalmente removida. Caso a remoção da mucilagem seja executada pelo processo de fermentação (técnica usualmente utilizada na Colômbia), o produto é dito despolpado ou lavado. 2. PRÉ-PROCESSAMENTO POR VIA SECA Como dito anteriormente, com o preparo por via seca, obtém-se o café coco ou de terreiro e é dessa forma que é processada, apesar de umas poucas exceções, a quase totalidade do café produzido no sul da Bahia e norte do Espírito Santo, visto não ter sido ainda desenvolvido um equipamento que

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CAPÍTULO 1

PREPARO, SECAGEM E ARMAZENAGEM

Juarez de Sousa e Silva, Cristiane Pires Sampaio Marise Cotta Machado

Paola Alfonsa Lo Monaco 1 - INTRODUÇÃO

O café é um dos poucos produtos cujo valor cresce muito com a melhoria da qualidade; um produto de qualidade inferior pode sofrer redução significativa no seu valor de comercialização. Os processos de secagem e armazenagem apresentam contribuições expressivas sobre a qualidade final do produto, sendo, portanto, muito importante na escolha correta da infra-estrutura para atender à fase final da produção do café.

No Brasil, em virtude do método de colheita empregado, o café é constituído de uma mistura de frutos verdes, maduros (cereja e verdoengos), passas e secos, folhas, ramos, torrões e pedras, devendo ser limpo e separado nas suas diversas frações, para que possam ser secados separadamente. O conjunto dessas operações é denominado preparo ou pré-processamento do café e pode ser executado por via seca, isto é, secando integralmente os frutos, dando origem aos cafés denominados coco ou de terreiro ou, ainda, por via úmida, que consiste na secagem dos frutos sem a casca (cereja descascado), podendo não ter a mucilagem parcial ou totalmente removida. Caso a remoção da mucilagem seja executada pelo processo de fermentação (técnica usualmente utilizada na Colômbia), o produto é dito despolpado ou lavado.

2. PRÉ-PROCESSAMENTO POR VIA SECA

Como dito anteriormente, com o preparo por via seca, obtém-se o café coco ou de terreiro e é dessa forma que é processada, apesar de umas poucas exceções, a quase totalidade do café produzido no sul da Bahia e norte do Espírito Santo, visto não ter sido ainda desenvolvido um equipamento que

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descasque os frutos do café Conilon com a mesma eficiência com que descasca o fruto do café arábica.

O café, depois da colheita tanto por derriça ao chão, quanto no pano ou mecanizada, deverá ser submetido imediatamente aos processos de separação das impurezas, que podem ser feitos por peneiramento manual, ventilação forçada ou, ainda, por separadores de ar e peneira (máquinas de pré-limpeza). Mesmo com a retirada das impurezas (paus, terra, pedras, folhas etc.), o café deve passar pelo separador hidráulico, em que a separação é feita de acordo com o estágio de maturação dos frutos, ou seja, separando os cafés bóias (secos, brocados, mal formados e verdes) dos frutos perfeitos ou cerejas, que devem ser secados e armazenados separadamente.

Em geral, apesar de ter sua eficiência reduzida, os separadores hidráulicos ou lavadores podem realizar, também, a separação das impurezas pesadas. Entretanto, fica bastante difícil separar o café bóia das impurezas leves. A lavagem ou separação é uma operação importante, tanto para o preparo por via seca quanto por via úmida, pois, além de manter o potencial de qualidade do café recém-colhido, reduz o desgaste das máquinas durante o descascamento, a secagem e o beneficiamento. Apesar de não se dar, ainda, verdadeira importância para a qualidade do café Conilon como se da para o arábica, a separação dos cafés bóias do cereja, além de evitar a contaminação pela possibilidade da adição de grandes quantidades de brocados, possibilita secagem e coloração homogêneas e, conseqüentemente, um produto de melhor aparência comercial.

Os lavadores utilizados na lavagem e separação do café são os de alvenaria, também conhecidos como lavador Maravilha, cujos detalhes do elemento básico são vistos nas Figuras 1a e 1b e, os industrializados ou lavadores mecânicos, na Figura 2.

O “Maravilha” consiste em um tanque de alvenaria e uma calha metálica com saída ramificada e provida de fundo falso, onde cai o material denso (cereja, verdoengos e impurezas pesadas). Possui ainda um sistema de turbilhonamento (injetor de água sob pressão controlada) que separa os cafés pesados das pedras, retornando-os à superfície pela calha de cerejas.

Um das grandes desvantagens do lavador Maravilha é o consumo exagerado de água, que, dependendo do projeto e do estado de impureza do café, poderá ser superior a cinco litros para cada litro de café. Podem ser construídos para um consumo de até 10.000 litros de água por hora.

Havendo escassez de água, pode-se optar por lavadores mecânicos que consomem em média um litro de água para cada 30 litros de café. A diferença entre os consumos de água dos dois lavadores deve-se ao fato de que no lavador Maravilha grande parte da água é usada para o transporte do café, enquanto no segundo o transporte é feito mecanicamente. Além do menor consumo de água e menor uso de mão-de-obra, os lavadores mecânicos, por serem compactos, ocupam menor espaço e podem ser

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remanejados ou comercializados em caso de desistência da atividade cafeeira por parte do produtor.

Depois da separação de impurezas e lavagem, o café é encaminhado para o processo de preparo por via seca, que consiste na secagem em terreiro, pré-secadores/secadores mecânicos ou, ainda, para o processo via úmida, em que, antes da secagem, o café é submetido às operações de descascamento, lavagem e degomagem ou retirada de parte da mucilagem.

Figura 1a - Esquema básico de um lavador Maravilha.

Figura 1b - Vista geral do elemento básico do lavador Maravilha.

Figura 2 - Vista geral do lavador mecânico e seu funcionamento.

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3 - PRÉ-PROCESSAMENTO POR VIA ÚMIDA

O pré-processamento por via úmida dá origem aos cafés descascados/lavados e despolpados. Na América Central, no México, na Colômbia e no Quênia, conhecidos produtores de cafés despolpados, o produto tem alcançado boas cotações no mercado, por ser, de maneira geral, de bebida suave.

Embora sendo conhecido como produtor de café obtido por via seca, existem, no Brasil, nas regiões produtoras de robusta, boas condições para produção de cafés descascados, desde que algumas adaptações sejam feitas nas máquinas utilizadas para a produção de arábica descascado e haja abundância de água.

O despolpamento do café nada mais é do que a retirada da casca do fruto maduro por meio de um descascador mecânico (Figuras 3a e 3b) e posteriores fermentação da mucilagem e lavagem dos grãos. Os cafés despolpados têm a vantagem de diminuir consideravelmente a área de terreiro e o tempo necessários para secagem. Os volumes necessários de secadores, silos e tulhas também podem ser reduzidos em até 60%. Estas vantagens devem-se à uniformidade e ao baixo teor de umidade, em torno de 50% b.u., em comparação com a secagem do fruto integral. Pode-se, também, obter o café simplesmente descascado, que se diferencia do despolpado por não passar pela fase de fermentação e por permanecer com boa parte da mucilagem durante o processo de secagem.

Figura 3a - Esquema de um descascador de café cereja.

A retirada da mucilagem por fermentação natural é um processo de

solubilização e de digestão deste produto por microrganismos presentes no ambiente. Se mal conduzida para o café arábica, pode prejudicar a qualidade e a aceitação no mercado externo.

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Figura 3b - Vista do descascador comercial de café cereja. 4. SECAGEM E ARMAZENAGEM

Apesar de a armazenagem ser menos complicada, a secagem do café é comparativamente mais difícil de ser executada do que a de outros produtos, em virtude de o teor de umidade inicial ser bastante elevado, geralmente ao redor de 60%. Com isso, a velocidade de deterioração em sua primeira fase de secagem é maior, causando redução na qualidade do produto. Deve-se, portanto, promover a sua secagem imediata logo após a colheita e promover o armazenamento em condições que permita manter a qualidade do produto após a secagem.

Independentemente do método de secagem utilizado, devem ser ressaltados os seguintes aspectos para se obter êxito no processo pós-colheita do café:

a) Evitar fermentação indesejável durante o processo. b) Evitar temperatura excessivamente elevada (o café tolera a

temperatura do ar de secagem próximo a 40 °C por um ou dois dias, 50 °C por poucas horas e 60 °C por menos de uma hora sem se danificar).

c) Secar os grãos no menor tempo possível até 18% b.u. de umidade.

d) Procurar obter um produto que apresente uniformidade em coloração, tamanho e densidade.

4.1. Sistemas de secagem

No Brasil, conforme os aspectos tecnológicos envolvidos, utilizam-

se basicamente dois métodos para secagem de café: secagem natural em terreiro ou secagem artificial utilizando secadores mecânicos.

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Na secagem em terreiros, esparrama-se o produto em pisos, que podem ser de cimento, tijolo, chão batido ou asfalto. Este método é o mais utilizado pelos produtores em pelo menos uma fase do processo de secagem. Entretanto, a baixa taxa de secagem e a exposição do produto a agentes biológicos, juntamente com a possibilidade de ocorrência de condições climáticas desfavoráveis, como acontece no sul da Bahia e norte do Espírito Santo e parte da Zona da Mata mineira, por ocasião da colheita, ocasiona perda de qualidade do café.

4.2. Secagem em terreiros convencionais

No Brasil, além da predominância do café, o outro produto de grande expressividade e tradicional para o sul da Bahia, norte do Espírito Santo e Rondônia e que utiliza a energia solar para a secagem é o cacau.

O uso exclusivo do terreiro por muitos cafeicultores deve-se, à falta de informação tecnológica e, em muitas vezes, à não-preocupação com as características qualitativas do produto depois da secagem ou ao baixo poder aquisitivo e nível técnico da propriedade.

No terreiro, o desenvolvimento de microrganismos na superfície dos frutos e o aumento da respiração e da temperatura do produto são fatores que aceleram o processo de fermentação. Apesar desses riscos, pequenos e médios produtores utilizam intensivamente os terreiros como única etapa na secagem do café.

No processo de secagem em terreiro, o café é secado pela ação dos raios solares. É aconselhável, durante o processo, trabalhar com lotes homogêneos, considerando-se tanto a época de colheita quanto o estádio de maturação ou teor de umidade, para obtenção de um produto final uniforme e de boa qualidade.

De modo geral, devido às características da maioria dos secadores mecânicos comercializados, a secagem do café logo após a colheita, ou recém-saído do lavador (alto teor de umidade), é altamente prejudicada, em razão da dificuldade de escoamento do produto dentro do secador. Portanto, para acelerar o processo de secagem, deve-se combinar a secagem artificial com a secagem em terreiro.

Uma prática recomendada é secar o café em terreiros ou pré-secadores até o estado de meia-seca (35 a 40%), sendo a secagem continuada em secador mecânico até o ponto de tulha ou, ainda, até que a umidade caia para 22%, para que possa ser submetido a uma secagem complementar, em silos ventilados, durante o processo de armazenagem, até que atinja a umidade de comercialização.

Terreiro convencional pode ser construído de cimento, tijolos, asfalto e chão batido, devendo o produto a ser secado ser distribuído em camada fina.

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O terreiro com piso de terra apresenta menor rendimento de secagem e pior aspecto visual do produto em relação àquele secado em terreiros com piso de outros materiais de construção.

Preferencialmente, a secagem deve ser feita em terreiros concretados, que são mais eficientes e apresentam menores riscos de comprometimento da qualidade.

De modo geral, depois de lavado e separado por diferenças de densidade (cerejas e bóias), é costume do cafeicultor espalhar o café no terreiro, numa camada de no máximo 4 cm. Para essa operação, são normalmente utilizados os carros espalhadores, como mostrado na Figura 4.

Figura 4 - Carrinho espalhador de café em terreiros.

4.3 - Secagem a altas temperaturas

Para a obtenção de café de boa qualidade, é necessário um cuidado especial no controle da temperatura da massa de grãos, principalmente, a partir do momento em que o café passa a apresentar teor de umidade inferior a 35% b.u. Para teores de umidade inferiores a este valor, dependendo do sistema de secagem utilizado, há uma tendência da temperatura da massa de grãos se igualar à temperatura do ar de secagem. Essa tendência é causada pela dificuldade de migração da umidade das camadas mais internas para a periferia dos grãos.

A temperatura máxima do ar que o café pode suportar, em um secador convencional, é de 70 °C. Temperaturas mais elevadas são prejudiciais ao produto, uma vez que muitos grãos que não fluem adequadamente dentro do secador ficam supersecos, enquanto outra parte não atinge o teor de umidade ideal (11-12% b.u.), transformando a torrefação em um processo de difícil controle.

No mercado brasileiro, encontra-se à disposição do cafeicultor grande variedade de modelos de secadores industrializados ou modelos que o agricultor, com o auxilio de um técnico, poderá construir na própria fazenda. Para o bom funcionamento de boa parte dos secadores mecânicos

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fabricados no Brasil, a massa de café não deve apresentar excesso de água, por isso se deve fazer uma pré-secagem em terreiro ou em pré-secadores, como o rotativo ou o secador em camada fixa, modelo UFV. 4.3.1. Secagem em secadores de colunas

Nestes secadores, os grãos de café permanecem em colunas verticais construídas em chapas perfuradas e são submetidos a um fluxo de ar que é perpendicular à camada do produto. Quando os grãos estão em movimento, o secador é chamado de fluxos cruzados. Na Figura 5, mostra-se o esquema de funcionamento dos secadores de fluxos cruzados. Nas Figuras 6a e 6b mostram-se secadores de fluxos cruzados com recirculação do produto, muito utilizados para café. A parte superior do secador ou a parte acima do telhado constituem a câmara de repouso.

Deve-se, para esse tipo de secador, evitar que a temperatura do ar ou da massa de café ultrapasse 70 e 45 °C, respectivamente, por períodos superiores a duas horas.

Figura 5 - Esquemas de um secador de colunas de fluxos cruzados.

Figura 6a - Vista geral de secadores de coluna muito usados para a

secagem de café.

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Figura 6b - Secador de fluxos cruzados com corpo cilíndrico e seus

componentes Em estudos realizados pelo extinto I.B.C. (Instituto Brasileiro do

Café) sobre equipamentos para secagem de café em fluxos cruzados, conclui-se que os resultados obtidos na prova de xícara indicaram qualidade de bebida bem semelhante, significando que os diferentes equipamentos encontrados no mercado nacional não afetaram a qualidade da bebida do café. Isso indica que a adoção de uma ou outra marca de secador deve ser baseada na preferência do agricultor, na idoneidade do fabricante, na facilidade de operação e manutenção e, adicionalmente, em uma análise econômica. De qualquer maneira, é bom verificar se o secador possui uma boa câmara de descanso e sistemas adequados de controles de temperatura, de fluxo de ar e de fluxo de grãos. 4.3.2. Secagem em secador rotativo

Este secador é formado por um cilindro tubular horizontal ou ligeiramente inclinado que gira em torno de seu eixo longitudinal a uma velocidade compreendida entre 1 e 15 rpm. No caso de um secador contínuo,

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o produto úmido chega à parte mais elevada do tambor através de um transportador e sai na parte mais baixa por gravidade. O ar de secagem é introduzido no tambor no mesmo sentido ou no sentido contrário à trajetória do produto, em caso de secadores inclinados.

Um tipo muito comum e utilizado como pré-secador ou secador para café constitui-se de um tambor horizontal não-inclinado, com o ar de secagem sendo injetado numa câmara situada no centro desse tambor, o qual atravessa a massa do produto em sentido perpendicular ao eixo do secador (Figuras 7a e 7b).

Figura 7a - Esquema de um secador rotativo para secagem em lotes.

Figura 7b - Vista geral de um secador rotativo.

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4.3.3. - Secagem em lote com leito fixo O secador de leito fixo vem sendo, desde 1983, muito utilizado na pré-secagem ou na secagem do café. Nesse caso, a temperatura recomendada para o ar de secagem é de 50 °C. A camada de café, dependendo das condições do produto, pode variar de poucos centímetros até 0,50 m de espessura. No secador em camada fixa, modelo UFV (Figura 8), o produto deve sofrer revolvimentos para homogeneização da secagem em intervalos regulares de três horas. No caso de secadores com 5,0 m de diâmetro, o operador deve revolver, cuidadosamente, o produto e tentar realizar a operação em tempo não inferior a 30 minutos.

Figura 8 - Secador para café em camada fixa, modelo UFV.

Estudos realizados com o secador, modelo UFV, evidenciaram que a secagem de café com camada de 40 cm de espessura, temperatura do ar de secagem de 55 oC e intervalo de revolvimento de três horas necessita, em média, de 32 horas de operação para reduzir o teor de umidade do café de 60% para 12% b.u. Nessas condições, a operação de secagem não compromete a qualidade da bebida, e o tipo obtido é, de modo geral, superior ao mesmo tipo de café secado em diferentes tipos de terreiros.

Diferentemente da maioria dos secadores mecânicos, o secador em camada fixa pode dispensar a pré-secagem em terreiros quando as condições climáticas não forem favoráveis e pode ser usado como pré-secador em sistemas mais complexos.

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O exemplo, a seguir, ilustra o dimensionamento, passo-a-passo, de um sistema de secagem em camada fixa, utilizando-se o secador modelo UFV. 4.3.3.1 - Exemplo de cálculo Dimensionar um sistema de secagem compatível com a colheita de um determinado cafeicultor que forneceu as seguintes informações:

INFORMAÇÕES VALORES Número de covas 100.000 Produtividade esperada 18 litros/cova Capacidade de colheita 200 litros/homem.dia Temperatura e umidade relativa médias 22 oC e 70% Período de colheita 3 meses Mão-de-obra Suficiente Dados práticos:

160 litros de café cereja =100 litros de café coco = 40 kg café coco = 20 kg de café beneficiado

bCom cinco dias de sol, o café cereja (62% b.u.) passa para café meia-seca (30% b.u.).

b1,0 m2 de terreiro deve conter 0,04 m3 de café. ba altura máxima da camada de café no secador é de 0,40 m. bDesaconselha-se a construção de secadores com diâmetros superiores a 5 m

ou no formato retangular superior a 20 m2. bMassa específica do café em função do teor de umidade (equação 2).

ρρ = (39.648 - 172,48 x U) / (100-U) eq. 1

em que ρ = massa específica do café, kg/m3 U= teor de umidade, % b.u. Solução bCálculo da colheita diária

100.000 covas x 18 1itros/cova = 1.800.000 litros em 3 meses 3 meses =75 dias úteis ⇒⇒ 24.000 1itros/dia ou 24 m3/dia

bCálculo da área do terreiro [(24 m3/dia) / (0,04 m3/m2)] x 5 dias = 3.000 m2

bTotal de café em coco por dia 24 m3 café cereja x (1001itros de café coco / 1601itros de café cereja) =15 m3 café coco (meia-seca)/dia

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bDiâmetro do secador (Ds) (15 m3 café coco/dia)/0,4 m ( altura da camada ) ≅ 38 m2

Ds = [(38 x 4) / 3,14]1/ 2 ≅ 7,0 m Recomenda-se redimensionar com a metade da área Ds = {[(38 / 2)x 4] / 3,14}1/2 = 5 m Tem-se, assim, dois secadores de 19 m2 com capacidade estática de 7,5 m3.

bCarga do secador (Cs) Cs = (volume do secador) x (ρ) ρ = [39648 – (172,48 x 30)]/(100 - 30) = 492 kg/m3 (30% b.u.) Cs = 7,5 m3/secador x 492 kg/m3 = 3.690 kg/secador

bVazão de ar (Q) Considerando o fluxo de ar q =10 m3/min.m2 Q = q (área do secador) = 10 x 19 =190 m3/min

bCondições psicrométricas do ar Variável Unidade Ar ambiente Ar no plenum Ar de exaustão 1 2 3 Temperatura Tbs, oC 22 50 38 Umidade relativa

UR, % 70 15 40*

Razão de mistura

RM, g/kg 12 12 16

Volume úmido

V, m3/kg 0,85 0,94 0,91

Entalpia H, kJ/kg 52 80 80 * Com base em dados práticos. bQuantidade de água a ser removida (Ma) O café será secado de 30% para 12% b.u.

Ma = [(Ui-U0)/(100-Uf)] Cs eq. 2

Ma = [(30 - 12)/(100 - 12)] 3690 ≅ 756 kg de água. bQuantidade de ar (Qar) para remover a massa de água (Ma)

qar = Ma /(RM3 - RM2 ) = (756/0,004) = 189.000 kg de ar seco Qar = (qar) (v2) = (189.000) (0,942) = 178.038 m3 de ar

bTempo de secagem (ts) ts = (Qar /Q) = (178.038/190) = 937 min ≅ 16 h

bTempo total de operação (top)

top = ts + tr + tc + td

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em que ts = tempo de secagem; tr = tempo de revolvimento; tc = tempo para carregamento do secador e td = tempo para descarregamento do secador.

Considerando que são necessários 20 minutos de revolvimento a

cada três horas de secagem, tem-se:

tr = [(tempo de secagem)/(intervalo entre revolvimentos)] x [tempo necessário para cada operação de revolvimento]

tr = [(16 h) / (3 h)] x [20 min] =106 min ou 2 h

Considerando tc = 2,0 h e td = 1 h, tem-se

top = 16 + 2 + 2 + 1 = 21 h

4.3.4. Secadores de fluxos concorrentes

No secador de fluxos concorrentes, ar e produto fluem no mesmo sentido dentro do secador (Figuras 9 e 10). Altas taxas de evaporação ocorrem na parte superior da camada, uma vez que o ar mais quente encontra o produto mais úmido. As trocas intensas e simultâneas de energia e massa na entrada do secador (ar/produto) causam rápida redução na temperatura inicial do ar de secagem, assim como no teor de umidade do produto. Por esta razão, a temperatura do produto permanece consideravelmente abaixo da temperatura inicial do ar de secagem (Figura 11). Esses secadores são caracterizados pela alta eficiência energética e pela boa qualidade final do produto.

Estudos desenvolvidos na UFV sobre a secagem de café em secadores de fluxos concorrentes, utilizando temperaturas de 80, 100 e 120 °C e teores de umidade iniciais de 25% b.u., indicaram que é possível obter razoável consumo específico de energia utilizando temperaturas mais elevadas.

Verificou-se que, embora a temperatura recomendada seja de 80°C, foi possível, com determinados cuidados, secar o café com o ar de secagem a 120oC sem prejudicar a qualidade final da bebida. Para tal, foi necessário aumentar a velocidade do produto dentro do secador e manter o produto fluindo uniformemente. Para evitar problemas oriundos de situações operacionais adversas, é preferível manter a temperatura do ar de secagem abaixo de 100 oC. Geralmente, o consumo de energia por quilograma de água evaporada dos grãos (kJ.kg-1) é menor nos secadores concorrentes do que em secadores tradicionais utilizados para secagem de café.

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Figura 9 - Secador de fluxos concorrentes.

Figura 10 - Vista geral de um secador de fluxos concorrentes construído

na fazenda da EPAMIG em Ponte Nova, MG.

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Figura 11 - Curvas das temperaturas do ar de secagem e do produto em função da profundidade em secador de fluxos concorrentes.

4.3.5. Seca-aeração de café

A seca-aeração (Figura 12) consiste, essencialmente, em resfriar os grãos, depois da secagem, a altas temperaturas, porém não mais na zona de resfriamento do secador e sim em tulha de têmpera, com aeração forçada.

O café é removido do secador, sem ser submetido ao resfriamento e contendo ao redor de 2,0 pontos percentuais de umidade acima do teor recomendado para o armazenamento. Antes de passar pela aeração, a massa de café é mantida em repouso e, a seguir, é resfriada lentamente para que seja removido o excesso de umidade. O período de repouso tem como finalidade permitir uma redistribuição de umidade tanto no interior do próprio grão quanto na massa de café, o que requer de 6 a 10 horas. Na fase de resfriamento, deve-se empregar um fluxo de 0,5 m3 de ar por minuto, por tonelada de café. Com o fluxo de ar recomendado, dependendo da temperatura final do produto e do tempo de repouso, pode-se reduzir até 2,5 pontos percentuais de umidade (base úmida), utilizando a energia residual presente na massa de grãos.

Depois de resfriado à temperatura ambiente, o café deve ser transferido para tulhas de armazenagem que, se possível, devem possuir sistemas de aeração. Caso o repouso do produto seja realizado nas próprias tulhas de armazenamento, o operador só poderá ligar o sistema de aeração quando a tulha já estiver carregada com, no mínimo, metade de sua capacidade. Em ambos os casos, a capacidade dinâmica do secador pode ser aumentada em até 100%.

Em resumo, o processo de seca-aeração pode ser aplicado da seguinte forma: quando o café atingir teor de umidade de aproximadamente 14% b.u., deve-se retirá-lo ainda quente (acima de 45 oC) do secador,

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colocando-o em tulha com aeração e deixá-lo repousando por, no mínimo, seis horas. A seguir, deve-se resfriá-lo até que sua temperatura se iguale à do ambiente. Para maior eficiência do processo de seca-aeração, é conveniente, ao final do processo de secagem, elevar a temperatura da massa de café para 55 °C por 1h, no máximo.

Figura 12 - Esquema básico do processo de seca-aeração. 4.4 Secagem parcelada

A secagem parcelada (Figura 13), indicada para secadores que não possuem câmara de descanso ou é de baixa capacidade estática, consiste em secar parcialmente o café durante determinado período de tempo e retirá-lo do secador, deixando-o repousando em tulhas de descanso (sem aeração). Após o descanso preestabelecido, o café deve ser retornado ao secador para novo período de secagem.

À semelhança do processo de seca-aeração, a umidade interna do grão será redistribuída e a temperatura da massa de café ficará mais homogênea. Essa homogeneização ocorre por causa da migração de umidade do centro para a periferia do grão, facilitando a retirada de umidade na etapa seguinte de secagem. Estudos indicam que, quanto maior o número de parcelamentos e mais longos os tempos de repouso (no máximo de 10 h), menores serão os tempos reais de secagem. Assim, o parcelamento da secagem é um processo que possibilita melhorar a qualidade do café e aumentar a capacidade do secador, e, para obter essa vantagem, o número de tulhas de descanso deve ser dimensionado de forma econômica.

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Figura 13 - Esquema de secagem parcelada. 4.5. Secagem com energia solar Apesar de ser a fonte primária de energia mais utilizada e apresentar relativo sucesso quando se usa o terreiro, o emprego da energia solar direta para secagem de grãos em camadas profundas só poderá se tornar viável em sistemas de secagem a baixas temperaturas. Os altos níveis de energia necessários (120.000 a 300.000 kJ/h) em secadores mecânicos de média capacidade inviabilizam sua aplicação em sistemas de alta temperatura 4.5.1. O coletor de energia solar Pode-se encontrar na literatura especializada, apesar de muita semelhança, grande variedade de tipos de coletores solares. Será descrito neste trabalho um tipo que parece ser o mais recomendável, em caso de se adotar a secagem com energia solar. É um coletor plano e não exige nenhum dispositivo mecânico para mantê-lo perpendicular aos raios solares. O coletor deve ser fixo e orientado na direção norte-sul, com a superfície absorvedora voltada para o norte. Outro ponto importante e que deve ser obedecido é quanto à inclinação da superfície absorvedora com a horizontal (nível do solo). Nesse caso, uma inclinação ótima para a variação anual pode ser tomada como igual ao valor da latitude onde o sistema será instalado (Figura 14).

Figura 14 - Inclinação ótima para coletores planos. Uma grande vantagem do coletor plano é que ele irá absorver a

energia diretamente do Sol, em forma de radiação direta, e também a energia difusa (radiação refletida pela terra e pelas nuvens). Com um coletor plano, é

Tulha 1 SECADOR Tulha 2 2

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possível, dependendo do fluxo de ar adotado, incrementar a temperatura do ar em até 30 oC, em dias de céu descoberto. Um incremento de 5 oC é considerado bom valor para se obter eficiência razoável do sistema.

Além dos fatores mencionados, o coletor plano de energia solar é de construção relativamente fácil e de custo mais baixo que outros tipos de coletores. Isso faz com que os coletores planos sejam a melhor escolha para a secagem de produtos agrícolas com o uso direto da energia solar.

Como dito anteriormente, há vários modelos de coletores planos, mas todos eles possuem duas características básicas:

a) Uma placa preta, para absorver a energia solar. b) Um fluido circulante (ar ambiente) para retirar o calor da chapa

e levá-lo para o ponto de utilização, que, no caso de secagem, é uma câmara que contém os grãos a serem secados.

O secador solar rotativo é uma exceção ao que foi dito e será estudado mais adiante.

Um coletor de energia solar, tendo o ar como fluido circulante, pode ser construído com uma simples chapa de aço ou telha de cimento-amianto, pintados em preto-fosco ou ser construído com materiais mais sofisticados. A chapa ou telha deverá formar um canal com a estrutura por onde deverá ser forçada a passagem do ar (Figura 15A).

Um segundo tipo possui ainda uma cobertura transparente sobre a placa coletora, com a finalidade de aumentar o rendimento total do sistema. Essa cobertura transparente pode ser de vidro ou, mesmo, um simples lençol de plástico transparente. A cobertura transparente tem por finalidade evitar as perdas de calor da chapa coletora para o ambiente e formar um segundo canal de ventilação para aumentar a superfície de troca de calor (Figura 15 B).

Há diferentes maneiras de melhorar a eficiência de um coletor. Entretanto, para que essa melhoria seja levada a cabo, deve-se analisar o benefício do investimento adicional. Usualmente, os coletores mais eficientes são também os mais caros.

As características desejáveis de uma placa absorvedora são: - Absorver o máximo da radiação solar. - Perder o mínimo de calor para o ambiente. - Transferir facilmente o calor absorvido para o ar circulante. Se a placa for pintada de preto, ela irá absorver mais energia radiante

do que em qualquer outra coloração. Uma superfície preto-fosca pode absorver até 95% da radiação que atravessa a cobertura transparente. Os materiais mais usados como placa coletora são o cobre, o alumínio, o ferro, o cimento-amianto e o plástico.

Metal, fibra de vidro, concreto e madeira podem ser usados para acondicionar a placa coletora e completar o coletor. No entanto, a estrutura

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de madeira é mais leve e facilmente encontrada no mercado, exigindo apenas um carpinteiro para a confecção de toda a estrutura do coletor.

Quando o coletor não estiver em operação ou estiver com a ventilação desligada, a temperatura pode atingir valores acima de 80 oC. Dessa maneira, é aconselhável cobrir o coletor, para evitar danos ocasionados por essas altas temperaturas e, se possível, retirar o lençol plástico, quando não em uso, para maior durabilidade.

Figura 15 - Cortes transversais de coletores sem e com cobertura. 4.5.2. Tipos de secadores solares Mesmo com a existência de vários tipos de secadores que usam energia solar, como o utilizado para pequenas produções de café (Figura 16), dois sistemas foram construídos e testados na Universidade Federal de Viçosa. O primeiro, um secador registrado como UFV - J2, assemelha-se a um secador de camada fixa horizontal, possuindo um teto solar (coletor solar), um ventilador, um duto de conexão e uma câmara de secagem (Figura 17). O segundo, um secador solar rotativo registrado como UFV-JPC1, que é um melhoramento do secador solar suspenso e fixo, consta apenas de uma caixa formada por laterais de madeira, com frente e fundos em tela de aço com malha quadrada de 4 mm. A caixa possui um eixo central, que é apoiado em dois pequenos pilares de madeira, para permitir uma fácil rotação. O próprio produto a secar (café) constitui o material absorvedor de calor neste tipo de secador (Figura 18). A ventilação natural é o meio que retira o calor absorvido e elimina a umidade, como acontece nos terreiros tradicionais ou secadores suspensos.

A

B

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(Fabricação caseira) (Industrializado) Figura 16 - Secadores em telas suspensas para secagem solar. Nos secadores solares rotativos, o café passa simultaneamente por operações de secagem e limpeza, dispensando, assim, a utilização de terreiros e não requerendo outra forma de energia. Nos terreiros suspensos, o produto, por não estar em contato direto com o piso do terreiro, que apresenta problemas de limpeza e desinfecção, tem menor chance de ser contaminado por microrganismos indesejáveis. Já o secador com teto solar necessita de pequena área de terreiro para a secagem inicial do café com alto teor de umidade e, ainda, de energia elétrica para o acionamento do ventilador. Para produtos relativamente secos, como é o caso do milho, arroz ou feijão, a secagem inicial em terreiros é totalmente dispensada. Em comparação à secagem com ar natural, este secador tem maior capacidade de secagem por causa da elevação da temperatura do ar. Caso o secador solar UFV-J2 seja usado em combinação com o secador solar rotativo UFV-JPC1, o terreiro é eliminado e o processo torna-se mais fácil e com maior capacidade de secagem.

Figura 17 - Corte transversal do secador UFV-J2.

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Figura 18 - Vista geral dos secadores solares rotativos (UFV-JPC1). 4.5.3. Manejo dos secadores solares 1 - Secador Solar UFV-J2: no caso da secagem do café, o produto, depois de lavado, deverá passar por uma pré-secagem em terreiro ou em secadores rotativos durante um período de três dias, dependendo das condições ambientais. A altura total da camada de café no tanque secador não deve ultrapassar 0,5 m, e ela pode ser colocada em camadas (uma pequena camada por dia). Se as condições forem ideais, a secagem poderá ser completada em torno de seis dias (até os três primeiros dias, o ventilador deverá funcionar também durante a noite). Para evitar a ocorrência de gradientes elevados de umidade, é aconselhável fazer o revolvimento da camada de grão pelo menos duas vezes ao dia durante todo o período de secagem. 2 - Secador solar rotativo UFV-JPC1: ao contrário do caso anterior, depois de lavado, o café é colocado diretamente nos secadores rotativos. Os secadores devem ser orientados na direção norte-sul, ocupando quatro posições durante o dia, como indicado na Figura 19. Antes de se colocar o secador em determinada posição, o produto deve ser homogeneizado, por meio de pelo menos cinco giros no secador. Ao girar o secador, o operador deve ter o cuidado de fazê-lo de maneira lenta, para que o produto fique bem misturado. Se as condições forem favoráveis, depois de cinco dias de exposição ao Sol, e no caso do café, o volume do material dentro dos secadores rotativos deverá estar em torno de 60% do volume inicial. Nesse ponto, o material de um secador deve ser transferido para outros dois, e o primeiro imediatamente recarregado, de acordo com o esquema da Figura 20.

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Figura 19 - Diferentes posições do secador solar rotativo durante a

secagem.

Figura 20 - Esquema de funcionamento dos secadores rotativos.

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3 - Terreiro híbrido - solar e biomassa

Como descrito no capítulo “Manual de construção e manejo de terreiros para secagem de café”, o terreiro híbrido, ou terreiro secador, nada mais é que um terreiro convencional, preferencialmente concretado, onde se adaptou um sistema de ventilação com ar aquecido por uma fornalha, para a secagem do café, em leiras, na ausência de radiação solar direta ou em período chuvoso. Cada módulo do terreiro híbrido deve ser constituído por uma área com as dimensões de 10,0 por 15,0 m, aproximadamente (Figura 21). Na direção do comprimento, o terreiro secador é dotado de uma tubulação principal (central ou lateral), para fornecimento de ar a pontos específicos do terreiro.

Figura 21 - Detalhes do terreiro híbrido com secagem em leiras 4.6. Secagem com ar natural e a baixas temperaturas Os sistemas de secagem com ar natural e a baixas temperaturas geralmente envolvem a secagem em silos. O café natural com teor de umidade acima de 25% b.u. está sujeito a rápida deterioração e exige altos fluxos de ar para a secagem e, dependendo das condições climáticas, torna o sistema técnica e economicamente inviável. Trabalhos realizados no setor de armazenamento do Departamento de Engenharia Agrícola da UFV indicaram que, em condições climáticas semelhantes às de Viçosa, é técnica e economicamente viável secar café cereja descascado ou despolpado com teor de umidade inicial de até 25% b.u. A maior vantagem da secagem com ar natural ou a baixas temperaturas

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é que, além da economia substancial de energia e aumento no rendimento dos secadores, o produto final apresenta coloração e umidade bastante uniformes, propiciando boa torração.

A secagem de café em tulhas especiais ou silos com ventilação forçada utilizando apenas ar natural ou com baixa temperatura é um processo lento. A baixa velocidade de secagem é devida ao pequeno fluxo de ar insuflado na massa de grãos e à dependência da capacidade de secagem do ar em estado natural. Por ser realizada em silo, é também entendida como secagem durante o armazenamento, pois, após a secagem, o produto pode permanecer armazenado no mesmo silo.

O silo secador-armazenador (Figuras 22a e 22b) apresenta algumas características especiais que não são exigidas para os silos empregados apenas para a armazenagem: o piso deve ser todo de chapas metálicas perfuradas, com no mínimo 15% de área perfurada, para promover a distribuição uniforme do ar; e o ventilador deve fornecer quantidade de ar suficiente para realizar a secagem de toda a massa de grãos sem que ocorra a deterioração, e as dimensões do silo (diâmetro e altura) e o produto a ser armazenado determinam a potência do ventilador a ser usado.

Como a pequena quantidade de ar por unidade de massa de café torna o processo lento e baixas temperaturas do ar diminuem a capacidade de evaporar a água do produto, o processo é dificultado em regiões de alta umidade relativa. Algumas vezes, utilizam-se fontes suplementares de aquecimento (resistência elétrica, fornalha e energia solar, entre outras) para contornar esse problema, que pode, no entanto, provocar uma supersecagem que resulta em prejuízo para o usuário. Esse problema pode ser solucionado pela adaptação de um umidistato e de um termostato à câmara plenum do silo, para controlar o funcionamento da fonte de aquecimento.

Normalmente, na secagem com ar natural, o potencial de secagem do ar ambiente e o pequeno aquecimento provocado pelo ventilador (2 a 3 oC) são suficientes para propiciar a obtenção do teor de umidade final recomendado para um armazenamento seguro. Sistemas de secagem com ar natural e em baixas temperaturas devidamente projetados e manejados são métodos econômicos e tecnicamente eficientes. A secagem com ar natural ou com baixa temperatura inicia-se na camada inferior do silo e vai progredindo até atingir a última camada, na parte superior. Durante esse período, distinguem-se três camadas de umidade (Figura 22a). Na primeira camada, formada pelos grãos secos, o produto já atingiu o equilíbrio higroscópico com o ar. Na segunda, denominada frente de secagem, está ocorrendo a transferência de umidade do produto para o ar. A espessura desta faixa varia geralmente de 30 a 60 cm.

A terceira faixa é formada por grãos úmidos, cujo teor de umidade está próximo ao inicial, pois, ao passar por essa camada, o ar está com sua capacidade de secagem esgotada. A temperatura, nessa camada,

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normalmente é inferior à temperatura do plenum, uma vez que o ar é resfriado devido à troca de calor com o produto na frente de secagem. O cálculo da vazão do ar de secagem e a escolha dos equipamentos devem ser feitos com muito cuidado. A vazão deve ser tal que permita à frente de secagem alcançar as camadas superiores sem ocorrência de deterioração

Figura 22a - Silo para secagem com ar natural ou com baixa

temperatura, mostrando a frente de secagem (FS).

Figura 22b – Silo em alvenaria para secagem de café pergaminho, com

detalhes do produto seco. 4.7 Secagem combinada

Para solucionar possíveis problemas em decorrência de condições climáticas desfavoráveis e de teor de umidade inicial elevado, foram realizados alguns estudos utilizando a técnica da secagem em combinação (alta temperatura na primeira fase e baixa temperatura ou ar natural na

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segunda fase) para a secagem do café. Nesse sistema, depois de separar adequadamente, por densidade, o café tipo cereja, procede-se ao descascamento e à lavagem para retirar parte da mucilagem. A seguir, realiza-se uma pré-secagem em um secador de camada fixa com revolvimento da camada a cada três horas. A pré-secagem pode também ser realizada em secador rotativo ou em outro sistema de secagem a alta temperatura que funcione adequadamente para café com alto teor de umidade e parte da mucilagem.

Em qualquer dos casos, o ar de secagem deve ser aquecido indiretamente para evitar possível contaminação do produto por fumaça. Nessa fase, o café deve ser secado até que o teor de umidade atinja valores próximos a 25% b.u. (dependendo das condições climáticas para a secagem a baixas temperaturas) e, em seguida, ser transferido para a secagem complementar em silos, com ar natural ou levemente aquecido. Além de evitar a deterioração do produto, esse procedimento permite reduzir o tempo de secagem a alta temperatura, aumenta a capacidade dos secadores e reduz o consumo total de energia em mais de 50%, em comparação com os processos tradicionais de secagem.

Independentemente do tipo de pré-secagem, é importante ressaltar que, em todas as fases do processamento, deve-se evitar qualquer tipo de fermentação para que se obtenha café de alta qualidade e com sabor natural. Para tanto, o operador do sistema de secagem em combinação deverá ficar familiarizado com o processo e estar atento quanto à operação do sistema de ventilação durante a segunda etapa de secagem. A secagem deve ser processada da seguinte maneira:

a) O café descascado e lavado deve ser transferido para o sistema de pré-secagem o mais rápido possível e ter o teor de umidade reduzido a um valor preestabelecido, segundo as condições locais.

b) Além do secador em leito fixo, um pré-secador ou secador rotativo é indicado para essa operação. Nessa fase, deve-se operar o secador utilizando fornalha com aquecimento indireto e não permitir que a temperatura da massa de grãos ultrapasse os 45oC para não afetar a qualidade do café.

c) Transferir o produto para o silo secador e, em seguida, acionar o sistema de ventilação, que deverá permanecer ligado até que o café da camada superior do silo atinja um teor de umidade ao redor de 17% b.u. Abaixo desse valor, o ventilador permanecerá ligado somente durante os períodos em que a umidade relativa do ar estiver abaixo de 70%, o que normalmente ocorre durante o dia. O ideal seria acoplar um umidistato ao sistema de ventilação para ser acionado automaticamente na faixa de umidade relativa estabelecida. Apesar de se adicionar ao sistema um dispositivo automático, o operador deve estar sempre atento

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e inspecionar diariamente o sistema de secagem, a fim de certificar-se do funcionamento correto para que não ocorra crescimento de fungos na camada superior de grãos.

d) Desligar o sistema de ventilação quando a umidade do produto atingir o teor de umidade de equilíbrio (próximo a 12,5% b.u.), isto é, quando o ar não mais conseguir retirar a umidade do café. O tempo para que isso ocorra irá depender da altura total da camada de café, da quantidade adicionada diariamente no silo secador, dos fluxos de ar no início e no final do carregamento de silo, das condições climáticas e do teor de umidade inicial do café. Na maioria das regiões produtoras, a umidade de equilíbrio é próxima de 12,5% b.u. Ao desligar o sistema de ventilação, o operador deve ter o cuidado de fechar a entrada de ar do ventilador para que não ocorram correntes de ar indesejáveis, que possam possibilitar a reumidificação e possível deterioração do produto; e

e) Depois de secado o produto, o monitoramento do sistema consiste na inspeção periódica (diária ou semanal) da temperatura e teor de umidade da massa de grãos.

f) Caso ocorra aquecimento ou aumento no teor de umidade, deve-se verificar a causa e providenciar o acionamento do ventilador até que toda a massa de grãos volte às condições normais.

Ao pensar na adoção de um sistema em combinação para a secagem do café, o agricultor deve consultar um especialista com reconhecida capacidade em secagem de café. Apesar de aparentemente simples e de fácil adaptação a sistemas já existentes em fazendas, o sistema de secagem em combinação é altamente dependente das condições climáticas da propriedade, das tecnologias utilizadas antes da operação de secagem a baixa temperatura e do nível de treinamento do operador. Isso quer dizer que nem sempre um sistema projetado para uma propriedade será necessariamente adequado a outras condições ambientais.

O especialista deve prestar seus serviços de maneira individual, ou seja, deve conhecer as condições da propriedade e do cafeicultor e orientá-lo segundo uma relação consultor/cliente.

Apesar de se poder realizar a secagem combinada com um ou dois silos, o que resulta em menor custo de instalação, é altamente recomendado que o agricultor adote um sistema composto por sete silos. Esse sistema nada mais é que a utilização de sete tulhas aeradas (metálicas ou de alvenaria). Com esse número, as tulhas serão carregadas por camadas, isto é, deverão ser dimensionadas para receber, semanalmente, uma camada de café (Figura 23) até completar a colheita, quando todas as tulhas estarão cheias e com café secado até o teor de umidade de equilíbrio. Nota-se que a tulha, ou silo, de número 7 deve estar sempre vazia para solucionar problemas eventuais.

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Figura 23 - Sistema de enchimento dos silos (oito semanas de colheita) 4.7.1. Manejo dos silos secadores armazenadores

a) Instalar um ventilador com fluxo de ar (m3.min-1.m-3 de grãos) adequado para determinado teor de umidade inicial dos grãos, de acordo com os valores apresentados na Tabela 1. Tabela 1 - Fluxo de ar em função do teor de umidade inicial e tipo de

produto Produto Teor de Umidade

Inicial (% b.u.)

Fluxo de Ar (m3/min.m3 de Grão)

Milho, feijão e arroz 18 - 20 1,5 Café coco 18 - 20 2,5 Café despolpado 20 - 25 2,5

b) O carregamento dos silos, no caso de se adotar o sistema

composto por sete silos, deverá ser feito semanalmente. Caso contrário, seguir as recomendações abaixo:

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Carregamento em uma etapa: consiste em carregar o silo em até cinco dias, tempo considerado curto em relação ao tempo total de secagem, o qual, dependendo do teor de umidade inicial e das condições atmosféricas locais, pode ser de mais de 30 dias (usar um fluxo de ar de 3,5 m3. min-1m-3 de grão).

Enchimento por etapas: uma nova camada só é colocada na tulha ou silo se a anterior já estiver seca. Acrescentam-se novas camadas até o limite estabelecido pela capacidade do silo e pelo fluxo do ar de secagem adotado.

Enchimento em camada única: carrega-se o silo com camada de até 1,0 m de altura, que é retirada do silo após o término da secagem, para começar com outra camada.

Em geral, ao projetar um sistema de secagem para café, o especialista deve estabelecer como critério a obtenção da máxima eficiência com o mínimo de custos, visando obter um produto de excelente qualidade e atendendo às necessidades do cafeicultor. Todos os sistemas descritos anteriormente são técnica e economicamente viáveis. A opção por um entre todos aqueles apresentados deve-se basear no período de colheita, quantidade produzida, clima da região, disponibilidade de mão-de-obra, capacidade tecnológica e condição econômica do produtor. 5. BENEFICIAMENTO

O beneficiamento é uma operação pós-colheita que transforma, pela eliminação das cascas e separação dos grãos, o fruto seco (coco ou pergaminho) em grãos de café que passa a ter a denominação de café beneficiado ou café verde. A operação de beneficiamento deve ser realizada o mais próximo possível da época de comercialização, para que o produto possa manter suas características originais.

Dependendo das condições em que o café foi secado ou mesmo em virtude das mudanças que podem ocorrer durante o armazenamento, é conveniente passar o produto, com bastante cuidado, por secador ou tulha aerados, para que haja homogeneização do teor de umidade para um valor ideal para o benefício. Caso se use um secador a alta temperatura para solucionar um problema de umidade alta, deve-se ter o cuidado de não beneficiar o produto quente. O resfriamento natural evita a incidência de grãos quebrados.

Uma unidade de beneficiamento, em nível de propriedade, deve possuir os seguintes equipamentos:

a) Bica de jogo: é formada por um conjunto de peneiras com diferentes tipos de furos, com a finalidade de separar o café das impurezas leves (graúdas e miúdas). Deve ser localizada entre a parte inferior da moega e o catador de pedras.

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b) Catador de pedras e metais: geralmente conjugado com um sistema de ventilação, tem por finalidade separar as impurezas mais pesadas, incluindo o café descascado dos cafés coco e casquinha. Possui um sistema magnético que retém materiais metálicos (Figura 24).

c) Descascador: conjugado com um sistema de ventilação, o descascador é constituído de um conjunto de navalhas metálicas giratórias e de uma fixa, reguláveis, que têm a finalidade de retirar a casca e o pergaminho do café (Figura 25). A palha é retirada pelo sistema de ventilação, e o café desce para a sururuca, onde é feita a separação do café limpo do café marinheiro, ou café que não foi descascado. O café limpo desce para o brunidor (Figura 26), e o marinheiro retorna para o descascador.

d) Classificador: é um sistema que separa o café por tamanho, forma e densidade. É constituído por um conjunto de peneiras com diferentes tamanhos e tipos de furos e colunas de ar reguláveis, que separam as impurezas leves ou cafés mal granados (Figura 27).

Unidades de beneficiamento mais sofisticadas possuem ainda máquinas de rebenefício, como a separadora densimétrica (Figura 28) e as catadeiras eletrônicas (Figura 29), que têm a finalidade de melhorar o tipo do café, segundo o interesse do mercado.

Outros equipamentos como balanças, ensacadeira/costuradeira e transportadores devem compor uma unidade ideal de beneficiamento.

A maioria dos pequenos cafeicultores, sem condições de investimento em máquinas próprias ou sem a disponibilidade do serviço de cooperativas, usa, geralmente, o serviço de beneficiadoras ambulantes (Figura 30).

Figura 24 - Catador de pedras. Figura 25 - Descascador.

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Figura 26 - Brunidor.

Figura 27 - Classificadora de peneiras.

Figura 28 - Separadora densimétrica.

Figura 29 - Vista geral de um conjunto de catadeiras eletrônicas.

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Figura 30 - Beneficiadora ambulante. 6. ARMAZENAMENTO DO CAFÉ

Depois da secagem, o café em coco deve ser armazenado em locais adequados, de forma a não sofrer alterações na qualidade.

O café em coco é geralmente acondicionado em sacos de juta, com capacidade para 30 kg, ou armazenados, a granel, em tulhas apropriadas. Em caso de sacaria, os sacos são armazenados em pilhas de acordo com sua origem. O local de armazenagem deve ser limpo, abrigado do sol, da chuva e bem ventilado. A utilização de sacos de juta é vantajosa por serem estes resistentes e facilitarem a vedação de aberturas feitas por ocasião da retirada de amostras. Devido ao grande volume a ser armazenado e ao elevado custo da operação de armazenamento, o café em coco pode ser, como dito anteriormente, armazenado a granel, em silos ou tulhas. Apesar da proteção da casca, existe a possibilidade de ocorrência de modificações físicas e químicas, principalmente nas camadas superiores da camada de grãos, caso os silos não possuam sistemas de ventilação forçada e boa proteção contra umidade e chuvas.

Nos países produtores, o café beneficiado ou café verde, é tradicionalmente armazenado em sacos de 60 kg em vez de granelizado. Apesar das muitas desvantagens, o armazenamento em sacaria (Figura 31) permite a segregação de lotes, aspecto muito importante, considerando-se que o produto é avaliado, além de outros padrões de qualidade, pelo teste de xícara e também por procedência.

Além do fácil acesso aos lotes, a circulação de ar sobre a sacaria, a fácil inspeção e amostragem são fatores importantes a serem considerados durante o armazenamento do café em armazéns convencionais (sacos de 60 kg, formando pilhas), geralmente com pequeno ou nenhum controle das condições ambientais. Apesar disso, é possível manter o produto armazenado por períodos relativamente longos (acima de três anos), sem grandes riscos de deterioração.

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Figura 31 - Detalhe do armazenamento em sacaria.

6.1. Armazenagem convencional em sacarias

Apesar dos avanços tecnológicos dos últimos anos, a quase totalidade do café beneficiado, no Brasil, é armazenada em sacos, tecnicamente dispostos no armazém. O saco de café é uma unidade que se adapta ao manuseio e ao comércio em pequena escala. Esse tipo de armazenagem possui vantagens e desvantagens, em relação aos sistemas de armazenagem em silos a granel, que deverão ser ponderadas antes de decidir por sua adoção. Como vantagens, podem-se citar:

- Oferecer condições para manipular diferentes quantidades e tipos de café, simultaneamente.

- Permitir individualizar produtos dentro de um mesmo lote. - Haver, em caso de deterioração localizada, a possibilidade de

removê-la sem o remanejamento de todo o lote. - Permitir menor investimento inicial com a instalação. Como desvantagens, têm-se: - O elevado custo da sacaria, que, inevitavelmente, é substituída

por não ser um material permanente. - Elevado custo de movimentação, por demandar muita mão-de-

obra. - Necessidade de muito espaço por tonelada estocada. Alguns pontos relativos à construção, que influenciarão na utilização

do armazém, devem ser criteriosamente observados quando se decide pelo uso de sistemas em sacaria. É, portanto, indispensável:

- A instalação de portas em números e locais tecnicamente escolhidos, de modo a facilitar as operações de carga e descarga;

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- Que as portas sejam instaladas frontalmente, isto é, no mesmo alinhamento, em paredes opostas.

- Que o pé-direito tenha altura mínima de 5 m. - A construção de paredes lisas, evitando-se reentrâncias e

terminando em "meia cana" junto ao piso e nunca em ângulo reto.

- O fechamento lateral das paredes, junto ao piso e à cobertura, para evitar o acesso de roedores, pássaros e insetos no interior do armazém.

- A colocação de aberturas laterais de ventilação, protegidas por estruturas de telas e com aberturas reguláveis.

- A instalação de lanternins, tecnicamente dispostos para a boa circulação de ar natural.

- A utilização de telhas transparentes, para melhorar a iluminação natural (mínimo de 8% da área coberta).

- Que o piso seja impermeável, de concreto, e que esteja, no mínimo, a 40 cm acima do nível do solo.

- A construção, em cada porta, de marquizes, para carga e descarga em dias chuvosos.

- Para o máximo de aproveitamento, que a área do piso seja projetada em função dos estrados e das ruas principais e secundárias.

- A instalação de sistema de prevenção e combate a incêndios. 6.2. Piso do armazém

As características dos materiais empregados na construção e no revestimento do piso devem ser escolhidas com especial atenção, por envolver aspectos técnicos e econômicos ligados, diretamente, à preservação da qualidade do café. O principal material empregado na construção do piso é o concreto. Entretanto, em algumas condições desfavoráveis, utiliza-se o piso de madeira, cuja construção é suspensa em relação ao nível do solo. Qualquer desses materiais apresenta vantagens e desvantagens:

a) Piso de madeira: é um revestimento de boas características no que se refere ao isolamento de calor, podendo evitar grandes oscilações de temperatura dentro dos armazéns. As suas principais desvantagens são:

- Tem elevado custo, em relação ao concreto; - Não é impermeável; e - Tem durabilidade reduzida. b) Piso de cimento: atualmente é o piso mais utilizado. Apresenta,

sobre o piso de madeira, a vantagem de ser mais barato e ter maior durabilidade. Não é isolante térmico e nem impermeável. A impermeabilização deve ser feita com técnicas e produtos apropriados. O emprego de estrados sobre o piso de concreto, além de oneroso, é

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compulsório. Dentro do armazém, deve-se prever espaços vazios para corredores, entre pilhas e entre pilhas e paredes, para facilitar a inspeção e o manuseio do produto.

Além das desvantagens normalmente apresentadas pela armazenagem em sacos, o branqueamento e a redução da massa específica são outros problemas relacionados com essa forma de armazenagem de café. De acordo com o nível de dano durante o armazenamento, podem ocorrer grandes reduções no preço do produto.

Finalmente, durante o armazenamento do café ensacado, a quantidade de luz incidente sobre a sacaria deve ser cuidadosamente controlada; em ambiente iluminado com luz de determinados comprimentos de ondas, o café pode sofrer mudanças na coloração desejada comercialmente, que, por sua vez, é considerada como indicativo da qualidade do produto.

O armazenamento em sacos oferece algumas vantagens como: a) Possibilita manipular lotes que variam quanto ao tipo, teor de

umidade e quantidade de produto. b) Não requer equipamentos e operação sofisticados para o

manuseio do produto. c) Problemas de armazenagem que ocorrem em um ou mais sacos

podem ser resolvidos sem a necessidade de remoção de todo o lote.

d) Baixo custo inicial de instalação.

Na armazenagem em sacaria, devem ser levados em consideração alguns pontos, visando aumentar a eficiência e a proteção que o armazém pode oferecer ao café:

a) Excesso de luz deve ser evitado por causar mudanças na cor do café;

b) prover o teto e a parte inferior das paredes do armazém com aberturas controláveis e protegidas, para renovação natural do ar;

c) instalar exaustores, se possível; d) impermeabilizar o piso ou construir pisos suspensos; e e) é indispensável, mesmo que o piso seja impermeável, a

utilização de estrados para permitir a circulação de ar na base da pilha.

Embora não difundido nos países produtores, o armazenamento a

granel de café beneficiado é um procedimento que vem sendo adotado por produtores e empresas que comercializam grandes quantidades de café com características uniformes.

Além das modificações necessárias nos sistemas convencionais de armazenamento, para a armazenagem do café a granel, por longos períodos,

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 37

exige-se, também, um bom sistema de aeração (Figura 32). Esse sistema deve ser dotado de termometria, para que seja possível manter a massa de grãos em temperatura e umidade ideais para uma boa comercialização.

Figura 32 - Sistema de silos modulares para armazenagem de café.

Uma objeção ao sistema de armazenagem a granel deve-se à dificuldade de se realizarem inventários precisos. Qualquer pequena variação na densidade aparente ou compactação da massa de grãos pode causar grandes erros na avaliação do estoque, fato que não ocorre quando o café está armazenado em sacaria. A importância de inventários precisos da quantidade armazenada deve-se ao fato de o café ser um produto mais caro que outros tipos de grãos.

A principal vantagem da armazenagem a granel é permitir a mecanização com substancial redução na mão-de-obra requerida, em comparação métodos tradicionais.

7 - DESEMPENHO DE SISTEMAS DE SECAGEM

Para que um cafeicultor ou gerente de uma unidade comercial de preparo de café possa escolher, de forma metódica, um sistema de secagem, é indispensável conhecer as características operacionais, a eficiência energética, a capacidade do sistema e, principalmente, a influência deste na qualidade do produto processado.

Com raras exceções, a maioria dos sistemas de secagem é comercializada apenas pela capacidade de secagem fornecida pelo fabricante. Pouca ou nenhuma informação é dada a respeito das

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CAPÍTULO 1 Preparo, Secagem e Armazenagem

Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 38

características anteriormente mencionadas e das condições (exceto a temperatura do ar de secagem) sob as quais a capacidade do sistema foi determinada.

Quando se consideram os altos custos da energia, da manutenção e da mão-de-obra e as constantes baixas nos preços do café, torna-se indispensável conhecer, pelo menos, o consumo de energia e a qualidade do produto depois de seco. O custo inicial e a capacidade dinâmica dos equipamentos de preparo não são suficientes para se decidir quanto à aquisição de determinado sistema.

Além do gerenciamento de determinado sistema de secagem combinada, é objetivo deste capítulo oferecer um método para avaliação e escolha de componentes para realizar a operação de secagem, bem como prever o custo dessa operação ou de um sistema completo para o preparo do café.

Como exemplo, serão analisadas a secagem do café na forma tradicional (secagem em altas temperaturas) e a secagem em combinação e secagem em terreiros. Para evitar comparações indevidas, os modelos citados serão aqueles desenvolvidos no Departamento de Engenharia Agrícola da UFV. 7.1. Avaliação do desempenho

O desempenho de um sistema de secagem de café varia de acordo

com uma série de fatores, como umidades inicial e final, temperatura e propriedades físicas do produto, resistência oferecida ao fluxo de ar, condições ambientais (temperatura e umidade relativa do ar ambiente), tipo de fornalha, sistema de carga e descarga e tipo de ventilador.

Um dos métodos para avaliação do desempenho de um sistema de secagem ou de secadores é o fornecido por BAKKER-ARKEMA et al. (1978). Esse método é baseado em um número reduzido de testes de campo, em condições padronizadas, devendo ser complementados com trabalhos de simulação via computador. Para facilitar, o método será denominado ASBA (avaliação de secadores segundo Bakker-Arkema et al.).

Na Tabela 2, mostram-se as condições estabelecidas para o ambiente e os sistemas de secagem de milho comumente utilizados nos EUA. Por falta de padrões estabelecidos por um organismo oficial, a Tabela 3 será utilizada como padrão para avaliação de sistemas de secagem para café. Os dados a serem determinados, segundo a ASBA, estão listados na Tabela 4.

Com relação à duração dos testes, a ASBA estabelece, para o caso do milho, que são necessários três testes para secadores em lotes e no mínimo 24 horas de funcionamento, sem interrupção, para os secadores contínuos.

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 39

Tabela 2 – Padrões para avaliação do desempenho de secadores de milho, segundo Bakker-Arkema et al., durante 24 horas de teste

Parâmetro Valor Umidade inicial média do produto (%b.u.) 25 ± 1,5 Umidade média final do produto (%b.u.) 15 ± 0,5 Temperatura média do ambiente (oC) 10 ± 5,5 Umidade relativa média do ambiente (%) 50 ± 10 Temperatura média dos grãos (oC) 10 ± 5,5 Percentagem de impureza 3,0 Temperatura final dos grãos (acima do ambiente) 8,0

Parâmetros como condições ambientais e temperatura do ar de

secagem podem ser obtidos em intervalos regulares (dependendo da capacidade do sistema de secagem), com posterior cálculo de valores médios.

Se possível, os sistemas devem também ser caracterizados pelos níveis de poluição sonora e de emissão de partículas no ambiente. Tabelas geradas por simulação em computadores podem ser utilizadas para avaliar o sistema de secagem em condições não-padronizadas. Tabela 3 - Sugestão de padrões para avaliação do desempenho de secadores

na secagem de café durante um período de secagem completa

Cereja Café coco (Meia-seca)

Descascado

Parâmetro Valores Umidade inicial média (%b.u.) 60 ± 5 35 ± 5 50 ± 5 Umidade final média (%b.u.) 12 ± 1 12 ± 1 12 ± 1 Temperatura média ambiente (oC) 20 ± 5 20 ± 5 20 ± 5 Umidade relativa média (%) 65 ± 10 65 ± 10 65 ± 10 Temperatura inicial dos grãos (oC) 25 ± 5 20 ± 5 20 ± 5 Impureza (%) 5,0 3,0 1,0 Temperatura final dos grãos (máximo acima do ambiente) (oC)

10 10 10

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 40

Tabela 4 – Parâmetros e especificações do sistema requeridos para a avaliação do desempenho do sistema

PARÂMETROS DOS GRÃOS E DO AR

Umidades inicial e final (% b.u.) Temperatura oC Impurezas inicial e final % Massas específicas inicial e final kg.m-3 Peso inicial kg Índices de qualidade (detalhar) Temperatura do ar de secagem oC Temperatura do ar ambiente (t) oC Umidade relativa do ambiente %

ESPECIFICAÇÕES DO SISTEMA E USO DE ENERGIA Densidade do fluxo de ar m3.min-1.m2 Volume total ou fluxo de grãos (m3 ) ou ( m3.h-1) Tempo de secagem ou comprimento da câmara de secagem

(h) ou (m)

Tempo de resfriamento ou comprimento da câmara de resfriamento

(h) ou (m)

Largura da câmara de secagem m Pressão estática mmca Tempos de carga e descarga min Ventilador e transportadores (kWh.lote-1) ou

(kWh.h-1) Tipo de combustível (especificar) Consumo de combustível Kg.h-1 Duração do teste h Volume do produto úmido m3 Pontos percentuais de umidade removida %b.u. Capacidade de secagem (grãos úmidos) m3.h-1 Capacidade de secagem (grãos secos) m3.h-1

Eficiência energética de secagem Sem energia elétrica Com energia elétrica

câmara kJ.kg-1de água evaporada

kJ.kg-1de água evaporada

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7.2. Custo de secagem

Vários parâmetros estão envolvidos no custo de secagem, entre eles a energia para aquecer o ar, a energia para acionar os ventiladores, a energia para transportar o produto, a mão-de-obra, a manutenção, a depreciação, os juros e os custos de quebra técnica ou redução de qualidade. Admitindo o custo como uma função do tempo requerido para a secagem, pode-se, caso não existam os valores previamente determinados, utilizar um modelo computacional de simulação para prever o tempo de secagem e, com isso, avaliar o custo do combustível, o custo de operação do ventilador, os custos fixos e o custo total de secagem, que podem ser baseados segundo as seguintes equações:

a) Custo do combustível

Cc = [ma.(Cpa+RM.Cpv).(T-Tamb).ts . P1]/(Pc.E1.As.X) eq.3

As - área de secagem, m2; Cc - custo do combustível para secagem, $.m-3 de produto; Cpa - calor específico do ar seco, kJ.kg-1.oC-1; Cpv - calor específico do vapor de água, kJ.kg-1.oC-1; E1 - eficiência da combustão, decimal; ma - vazão mássica do ar, kg.h-1; P1 - preço do combustível, $.unidade-1; Pc - poder calorífico do combustível, kJ.unidade-1; RM - razão de mistura, kg de água.kg-1 de ar seco; T - temperatura do ar de secagem, oC; Tamb - temperatura ambiente, oC; ts - tempo de secagem, h; e X – profundidade da camada de secagem, m.

b) Custo de operação do ventilador

Cv = (Pot . ts . P2) /E2 eq.4

Cv - custo de operação do ventilador, $.m-3 de produto; E2 - eficiência global do ventilador e de seu motor, decimal; P2 - custo da eletricidade, $.kWh-1; Pot - potência necessária para forçar o ar através dos grãos, kW.m-3 de produto; e ts - tempo de secagem, h.

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c) Custos fixos Para cálculo dos custos fixos (equação 5), são incluídos depreciação, manutenção, juros, seguro, impostos e mão-de-obra (com exceção da mão-de-obra, os custos fixos não são afetados pela quantidade de grãos a serem secados). Cf = (P3 + P5 . F / tmax) / mínimo A eq. 5 A = [ (Vs/ts) ou (Vpmax /tmax)]

Cf - custos fixos, $m-3 de produto; F - custo da depreciação, de manutenção, de juros e de taxas, como uma fração do custo inicial do equipamento, decimal; P3 - custo da mão-de-obra, $.h-1; P5 – custo inicial do sistema, $; tmax - tempo máximo de secagem por ano, h; ts - tempo de secagem do produto, h; Vs – volume do secador, m3, e Vpmax- volume máximo de produção por ano, m3.

d) Custo total de secagem

O custo total de secagem é a soma dos custos de combustível, operação do ventilador e custos fixos.

Ctot = Cc + Cv + Cf eq.6

Cc - custo do combustível para secagem, $.m-3 de produto; Cf - custos fixos, $.m-3 de produto; Ctot - custo total de secagem, $.m-3 de produto; e Cv - custo de operação do ventilador, $.m-3 de produto.

e) Custo anual de secagem

O custo anual de secagem pode ser calculado pela equação 7:

Ca = [(C1+C2+C3+C4) . QT / CS]+C5+C6 eq.7

C1 - custo do combustível para a secagem, $.h-1; C2 - custo da eletricidade para a secagem, $.h-1; C3 - custo da mão-de-obra, $.h-1; C4 - custo de inadequação do sistema, $.h-1; C5 - custos fixos, $.ano-1;

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C6 - custos de quebra técnica, $.ano-1; Ca - custo total de secagem, $.ano-1; CS - capacidade de secagem, m3.h-1; e QT - quantidade total a ser secada, m3.ano-1.

f) Custo da energia

Os custos de combustível (C1) e da eletricidade (C2) para a secagem foram calculados pelas equações 8 e 9, respectivamente:

C1 = (EA . P1) / (E1 . Pc) eq.8

C1 - custo do combustível para a secagem, $.h-1; E1 - eficiência da combustão, decimal; EA - energia necessária para aquecer o ar, kJ.h-1; P1 - custo do combustível, $.unidade-1; e Pc - poder calorífico do combustível, kJ.unidade-1.

C2 = PE . P2 / E2 eq.9

E2 - eficiência global do ventilador e de seu motor, decimal; P2 - custo da eletricidade, $.kWh-1; e PE - potência dos equipamentos, kW.

g) Custo da mão-de-obra

O custo da mão-de-obra é função do tempo de secagem; entretanto, considera-se que esta é utilizada em apenas parte do tempo, devendo ser ajustada seguindo a equação 10:

C3 = n . P3 eq.10

C3 - custo da mão-de-obra, $.h-1; n - constante de ajuste, decimal; e sistemas com ar aquecido:

. fornalha a gás n = 0,2 . fornalha a carvão – UFV n = 0,4 . fornalha a lenha n = 0,8 sistemas com ar natural n = 0,1 P3 - custo da mão-de-obra, $.h-1.

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 44

h) Custo da inadequação do sistema

Por causa da impossibilidade de se completarem as operações de campo em um período de tempo adequado, deve-se debitar ao custo total o custo de inadequação do sistema "timeliness costs", por exemplo; quando a capacidade de secagem não está adequada para a capacidade de colheita, ocorre ociosidade em um dos sistemas. O custo de inadequação depende da programação da operação, com respeito ao tempo ótimo, e pode ser classificado como programação prematura, atrasada e balanceada. A equação 11 é utilizada para a obtenção deste custo:

C4 = (F1 . P4 . QT) / (Fp . HR) eq.11

C4 - custo de inadequação do sistema , $.h-1; HR - número de horas de secagem por dia, h .dia-1; F1 - fator de inadequação, decimal.dia-1: Para café: F1 = 0,002 .dia-1 Para milho: F1 = 0,003 . dia-1 Fp - fator de programação: . Antecipada, Fp = 2,0 . ano-1 . Atrasada, Fp = 2,0 . ano-1 . Balanceada, Fp = 4,0 . ano-1 P4 - custo do produto, $.m-3; e QT - quantidade total a ser secada, m3. ano-1.

i) Custos fixos

Os custos fixos, que incluem depreciação, juros e impostos, são calculados como uma porcentagem do custo inicial e variam de acordo com o tipo do sistema, sendo calculado pela equação 12:

C5 = F .P5 eq.12

C5 - custos fixos, $.ano-1; F – custo de depreciação, de manutenção de juros e taxas, como uma fração do custo inicial do sistema, decimal; e P5 - custo inicial do sistema, $.

O valor de F para secadores contínuos e intermitentes móveis é de

0,15; para silo-secador em lotes, de 0,13; e para secagem com ar natural e com ar ligeiramente aquecido, de 0,12.

Os custos de quebra técnica devem incluir as perdas de matéria seca durante a secagem, secagem em excesso, secagem incompleta e perdas na qualidade. Por causa da dificuldade de estimar esses valores, o custo de

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quebra técnica deverá ser determinado apenas pela redução da qualidade, segundo a equação 13:

C6 = FQ . P4 . QT eq.13

C6 - custos de quebra técnica, $.ano-1; FQ - fator de quebra técnica, decimal; P4 - custo do produto, $.m-3; e QT - quantidade total a ser secada, m3.ano-1. Para o café, o fator “Quebra Técnica - FQ” foi tomado como sendo

0,005 para cereja lavado ou descascado com o uso de pré-secadores e secadores mecânicos. Para terreiro de terra, FQ = 0,15 e, para terreiro de concreto, FQ = 0,07. 7.2.1. Exemplo de aplicação

Para efeito de entendimento, será analisado e gerenciado um sistema de secagem em combinação. O sistema será composto por um pré-secador, um secador tipo torre em fluxos concorrentes e sete silos ou tulhas para secagem com ar natural e armazenamento do café. Será considerada uma lavoura hipotética, com 45.800 plantas e com exemplar sistema de manejo (10 litros por planta, 65% cereja, 22% de bóias, 8% verdes e 5% varrição).

A maneira como serão avaliados os vários parâmetros deste exemplo, seguindo a metodologia ASBA, é descrita a seguir. a) Parâmetros relativos ao café

Os teores de umidade devem ser obtidos pelo método-padrão de estufa, com três repetições. As amostras, para determinação da umidade inicial, devem ser obtidas da homogeneização de várias amostras simples retiradas durante o carregamento do secador.

O produto seco deverá ser pesado e o peso inicial, obtido pela relação entre os teores de umidades inicial e final.

As temperaturas devem ser determinadas por meio de pares termoelétricos, localizados em vários pontos do sistema, como: na câmara de descanso, na câmara de secagem, nos “plenos” de secagem e de resfriamento, na exaustão e na entrada e saída dos grãos.

As percentagens de impurezas (inicial e final) devem ser determinadas por peneiramento manual, conforme normas oficiais.

Os valores de pH (inicial e final) devem ser determinados por meio de uma balança de peso hectolítrico e o tipo e a qualidade de bebida, por classificador autorizado e segundo as normas oficiais.

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CAPÍTULO 1 Preparo, Secagem e Armazenagem

Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 46

b) Parâmetros relativos ao ar As temperaturas médias do ar de secagem e de exaustão devem ser

obtidas do conjunto de temperaturas lidas a cada 30 minutos, à semelhança das medidas da temperatura dos grãos.

As temperaturas e umidades relativas do ambiente devem ser obtidas por meio de um termoigrógrafo, instalado em um abrigo meteorológico situado próximo ao local da avaliação do sistema (ao redor de 50 m). c) Uso de energia

As potências desenvolvidas pelos motores do ventilador, dos transportadores e outros devem ser determinadas por meio de wattímetro, e a energia consumida deve ser obtida pela equação 13:

M = PM . TF . 3600 eq.13

M - energia consumida, kJ; PM - potência dos motores, kW; e TF - tempo de funcionamento dos motores, h.

A energia e o poder calorífico da lenha utilizada para o aquecimento

do ar serão determinados pelas equações 14 e 15, respectivamente:

EPC = QC . PC eq.14

EPC - energia proveniente do combustível, kJ; PC - poder calorífico do combustível, kJ.kg-1; e QC - quantidade de combustível, kg.

PC = 17974 (1 - 0,0114 . UC) eq. 15

PC - poder calorífico do combustível, kJ.kg-1; e UC - umidade do combustível, % b.u.

A umidade do combustível (lenha) deve ser determinada pelo

método-padrão de estufa. As características físico-químicas de alguns combustíveis que podem

ser usados na secagem de café estão listadas na Tabela 5.

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CAPÍTULO 1 Preparo, Secagem e Armazenagem

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Tabela 5 - Características de alguns combustíveis que podem ser utilizados na secagem de café

Combustível

Peso Específico

(kg.m-3)

Poder Calorífico Superior

(kcal.kg-1)

C % peso

H % peso

S % peso

Óleo diesel 852 10.750 85,8 13,4 0,51 Óleo pesado 1.013 10.900 84,7 11,2 3,53

GLP 552 11.750 82,3 17,5 0,06 Gás natural 0,81 9.256 75,0 25,0 --- Carvão veg. 250 6.800 82,7 3,8 ---

Lenha 390 3.300 48,0 6,0 ---

d) Especificação do secador ou do sistema de secagem

A pressão estática poderá ser a média das leituras, para cada 30 minutos de secagem, por meio de um micromanômetro instalado na câmara "plenum" do secador e dos silos ou tulhas de secagem. A densidade de fluxo de ar (m3.min-1.m-2) e a vazão podem ser determinadas segundo a equação 16 e por meio da curva característica do ventilador, respectivamente:

DFar = VZar / As eq. 16

As - área de secagem, m2; DFar - densidade de fluxo de ar, m3.min-1.m-2; e Vzar - vazão do ar, m3.min-1

.

Os tempos de carregamento, de secagem, de resfriamento e

descarregamento devem ser cronometrados e somados (TS); já a capacidade de secagem devem ser determinada por meio da equação 17:

Cs = MP / TS eq. 17

Cs - capacidade de secagem, kg.h-1; MP - massa do produto, kg; e TS - tempo total de operação do secador, h.

A eficiência energética de secagem, que é a quantidade de energia

necessária para evaporar uma unidade de massa de água do produto, deve ser determinada pela equação 18:

EEs = EC / (Mi - Mf) eq. 18

EC - energia consumida, kJ;

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EEs - eficiência energética de secagem, kJ.kg-1 de água evaporada; Mf - massa final do produto, kg; e Mi - massa inicial do produto, kg. Na equação de eficiência energética, a energia utilizada é

representada pela energia do combustível e pela energia necessária para acionamento dos motores do secador. e) Simulação de secagem

Para avaliação ou estudo do comportamento do secador ou do sistema de secagem em condições diferentes das estabelecidas para os testes de campo, deve-se usar um modelo computacional validado para a secagem de café. f) Custos

Na avaliação dos custos de operação devem ser analisados os seguintes itens: custo do combustível, custo da energia elétrica, custo da mão-de-obra e custos fixos. As equações 19, 20, 21 e 22 podem ser usadas para determinar esses valores:

CC = (QC. PK) / QS eq. 19

CC - custo do combustível, $.t-1 de produto seco; PK - custo do combustível por quilograma, $.kg-1; QC - quantidade de combustível, kg; e QS - quantidade de grãos secos, t.

CEE = (TF . PM . PEE) / QS eq. 20

CEE - custo da energia elétrica, $.t-1 de produto seco; PEE - custo da energia elétrica, $.kWh-1; PM - potência dos motores, kW; QS - quantidade de grãos secos, t; e TF - tempo de funcionamento dos motores, h.

Na obtenção dos custos da mão-de-obra para operação do secador, considera-se necessária apenas uma pessoa com remuneração mensal:

CMO = (TS . PMO) / QS eq. 21

CMO - custo da mão-de-obra, $.t-1 de produto seco; PMO - preço da mão-de-obra, $.h-1; QS - quantidade de grãos secos, t; e TS - tempo total de operação do secador, h.

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 49

Foram considerados como fixos os custos referentes à depreciação, à

manutenção e aos juros e calculados conforme equação 22:

CF = (CIS . PCI) / (QSA . 100) eq. 22

QSA - quantidade de café secado por ano, t; PCI - percentagem do custo inicial do secador, %. Para o sistema em estudo: PCI = 17%; CIS - custo inicial do secador, $; e CF - custos fixos, $.t-1 de produto seco.

A percentagem do custo inicial do secador (PCI) é obtida pela soma

das percentagens referentes à depreciação, aos juros e à manutenção do secador. A depreciação pode ser obtida pelo método linear, considerando-se 20 anos a vida útil do sistema (5% ao ano). Os juros para investimentos agrícolas foram considerados de 10% ao ano e os gastos com manutenção, de 2% ao ano.

Para obtenção da QSA, considerou-se que o sistema de secagem foi adequado para secar 2.000 sacas de café beneficiado ou 140 toneladas por ano, em um período de 70 dias.

O custo total da operação é obtido pela soma dos custos de combustível, energia elétrica, mão-de-obra e custos fixos. O custo de operação para o sistema pode ser comparado com os de secagem cobrados por terceiros ou cooperativas. Para obtenção desse custo, considera-se que seriam cobradas do cliente as tarifas referentes à pesagem, ao recebimento a granel, à limpeza, à secagem propriamente dita e à expedição a granel.

7.3. Gerenciamento do sistema combinado e consumo de energia

O sistema de secagem combinada, proposto para o exemplo em pauta, é composto por sete silos e, como exposto anteriormente, constitui uma opção viável e promissora, visto que, depois de completada a secagem, o produto pode ser comercializado ou permanecer armazenado nesses silos. Entretanto, para que esse sistema de secagem de café possa ser utilizado, valendo-se de todas as suas vantagens, faz-se necessário viabilizar seu manejo, levando em consideração os parâmetros relevantes, como: altura da camada de café a ser colocada no silo em cada semana, o teor de umidade inicial de cada camada, o fluxo de ar e o tempo de secagem.

Alguns modelos matemáticos de simulação constituem ferramenta útil à otimização do sistema. Deve-se ressaltar, no entanto, que a simulação da variação da temperatura e do teor de umidade durante a ventilação (aeração) de grãos com alto teor de umidade requer abordagem diferente daquela

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utilizada para predizer o desempenho de um secador que utiliza alta temperatura para remoção da água no grão.

Ao contrário da secagem convencional em alta temperatura, na secagem com ar em baixas temperaturas usam-se baixos fluxos de ar sob temperatura ambiente ou levemente aquecido e alta relação entre massa de matéria seca e massa de ar, que causam mudanças significativas no ponto de estado do ar de secagem com alteração mínima no teor de umidade do grão.

A fase do processamento de secagem do café que se deseja gerenciar e otimizar é a fase final no silo, ou seja, a fase de secagem em baixas temperaturas. Apesar de ser um dos primeiros trabalhos a representar o processo de secagem em camadas profundas e de existirem modelos mais sofisticados para realização dessa tarefa, optou-se pelo modelo proposto por Hukill (1974), por ser de solução mais simples e muito utilizado na análise de problemas de secagem de outros tipos de grãos. O modelo de Hukill se baseia em uma equação, que prevê o teor de umidade do produto em função da altura da camada e do tempo de secagem, desprezando o calor sensível dos grãos e admitindo que a temperatura do ar decresce, exponencialmente, à medida que o ar passa pela massa de grãos.

Caso o leitor esteja interessado em detalhes do modelo de secagem, sugere-se uma leitura do Capítulo 6 (Estudo da secagem em camada espessa) do livro Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas.

Para ilustrar o método de secagem pelo sistema de sete silos, simulou-se uma situação em que as condições médias de umidade relativa e temperatura do ar ambiente da região foram de 70% e 22 °C, respectivamente.

Considerou-se uma produção de 99.000 kg de café pergaminho, a serem produzidos durante 48 dias e pré-secados até atingir o teor de umidade inicial para cada camada a ser adicionada no silo. Em razão do tempo de colheita e considerando-se colheita semanal de seis dias, determinou-se que cada silo seria composto por oito camadas, caracterizando, dessa forma o sistema de secagem em sete silos, sendo um silo de reserva. As dimensões do silo foram determinadas de modo que recebesse uma camada de 0,40 m com café pergaminho por dia.

Na Tabela 6 são apresentados os parâmetros necessários à simulação e os valores obtidos.

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 51

Tabela 6 - Considerações e valores obtidos pela simulação pelo modelo de Hukill

Tempo de colheita, dias

48 Fluxo de ar, m3 min-1 t-1 5,00

Número de silos 6 Aquecimento pelo ventilador, °C 1,00 Número de camadas do silo

8 Temperatura de secagem, °C 23,00

Diâmetro do silo, m 3 Umidade relativa de secagem, % 66,00 Altura do silo, m 3,20 Umidade de equilíbrio, % b.u. 11,60

Altura da camada, m 0,40

Tempo de secagem por camada, h (fixo) 168

Temperatura ambiente, °C

22,00 Potência do ventilador, cv 1,00

UR do ar ambiente, % 70,00 Camadas 1a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 a 8 a Umidade inicial, % b.u. 27,0 26,0 26,0 25,0 25,0 24,0 23,0 19,0 Vazão de ar, m3 min-1 50,8 48,0 44,9 41,6 37,7 33,2 27,2 13,0 Umidade final, % b.u. 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0

Nota: é importante ressaltar que os resultados aqui apresentados foram obtidos em um exemplo do gerenciamento do método com sete silos e para uma condição ambiental favorável ao processo de secagem. Para regiões onde as condições climáticas não sejam favoráveis, poderá ser necessário, caso a umidade relativa seja alta, promover pequeno aquecimento do ar de secagem. Para o caso de aquecimento com gás ou eletricidade, existem no mercado equipamentos para controlar o funcionamento do sistema, pelo monitoramento da umidade relativa e temperatura. Trata-se de dispositivo de controle ligando o sistema de aquecimento do ar somente naquelas condições desfavoráveis ao processo. Em locais de umidade relativa baixa, o sistema de ventilação deve ser regulado para funcionar nos períodos favoráveis, ou seja, nos períodos em que a umidade relativa seja mais elevada, evitando, assim, possível supersecagem do café.

No caso de adotar o método de secagem combinada pelo sistema de sete silos, recomenda-se consulta a um especialista em secagem de café, para adequar o sistema às condições da propriedade. Um sistema bem projetado, além de facilitar a operação e reduzir os custos operacionais, pode reduzir substancialmente o seu custo de instalação ou de adaptação com os equipamentos existentes na propriedade.

Os efeitos dos secadores e métodos de secagem sobre a qualidade de café e a racionalização de energia têm sido assunto de importância entre pesquisadores, processadores e fabricantes de equipamentos. Como dito anteriormente, a secagem combinada é sugerida como um processo que

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 52

mantém a qualidade do produto e que pode reduzir o consumo de energia. Assim, o conhecimento das variáveis envolvidas no processo de secagem, que influem na qualidade do produto e no consumo de energia, tem-se tornado cada vez mais necessário em razão da crescente exigência dos mercados consumidores, do fornecimento e do custo da energia.

A energia utilizada no processo depende da temperatura ambiente e do ar de secagem, do fluxo de ar e do tempo de secagem. Como o café é um dos produtos agrícolas que requerem tempo prolongado de secagem, devido ao seu elevado teor de umidade, verifica-se consumo de energia por unidade de produto seco bastante elevado.

Os procedimentos a serem adotados para otimização do uso da energia em processos agrícolas, em especial na secagem de café, dependem do tipo de sistema de secagem e do manejo adotado. Os sistemas de secagem com ar natural ou levemente aquecido são exemplos de sistemas mais econômicos. Entretanto, não basta apenas adotar o sistema de secagem mais econômico. É preciso conhecimento sobre conservação de grãos, para que o produto não se deteriore durante a secagem e no armazenamento.

Para mostrar que a secagem deve ser minuciosamente planejada para obter resultados compatíveis com o preço de comercialização do café, será feita a comparação do custo e do consumo energético do método de secagem combinada (sistema de sete silos) com os do método de secagem em altas temperaturas (secador vertical e de fluxos concorrentes), que, por natureza de projeto, apresenta alta eficiência energética de secagem.

Os valores utilizados nos cálculos do custo e consumo de energia pelo processo de secagem em altas temperaturas foram extraídos de FREIRE (1998).

Como o secador estudado não permite a secagem de café com alto teor de umidade, considerou-se, em ambos os processos, uma pré-secagem em secador de altas temperaturas (camada fixa) até o café atingir o teor de umidade de 40% b.u. para a secagem complementar no secador vertical (altas temperaturas), bem como o teor de umidade estabelecido por simulação para cada camada na secagem nos silos (Tabela 7).

As considerações para efeito de simulação e os valores utilizados nos cálculos do consumo de energia pelo método de secagem combinada e pelo método em altas temperaturas são apresentados na Tabela 8. Os mesmos valores utilizados para a simulação exposta anteriormente foram considerados.

Estabeleceram-se duas condições climáticas para a análise do consumo de energia:

Caso 1 – Para regiões onde não seria possível alcançar o teor de umidade de equilíbrio do produto (aproximadamente 12,0% b.u.) com as condições do ar ambiente (temperatura = 20 ºC e umidade relativa = 80%).

Caso 2 – Para condições favoráveis à secagem sem aquecimento do ar (temperatura = 22 ºC e umidade relativa = 70%).

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Esses exemplos irão indicar ao leitor a relevância das condições ambientais, ou seja, temperatura e umidade relativa do ar ambiente, e a importância de se adotar um bom modelo para simulação do processo de secagem.

Ar de secagem: o fluxo de ar utilizado nos silos secadores foi determinado por simulação, de modo que atendesse ao tempo necessário à secagem semanal de cada camada (cada camada adicionada ao silo deverá estar seca em no máximo sete dias após a sua adição no silo).

Fonte energética para aquecimento do ar: além de não ser aconselhado o uso de fornalhas a lenha com aquecimento direto na secagem de café descascado ou em pergaminho, optou-se pelo uso do carvão vegetal como fonte de energia para aquecimento do ar nos silos-secadores em razão de estudos recentes realizados com esse combustível em fornalhas para secagem de produtos agrícolas, as quais fornecem temperaturas de secagem constante durante todo o processo; o carvão não contamina o café e apresenta custo muito inferior ao do GLP.

Analisando o consumo específico de energia (Tabela 8), constatou-se economia de energia específica nos casos (1 e 2) em relação à secagem em alta temperatura quando se utiliza fornalha a carvão, devido à sua maior eficiência. Ao analisar o consumo de energia para o mesmo combustível (carvão vegetal), observou-se uma redução de 11% (caso 2) no consumo específico de energia para o sistema de secagem em silos, em virtude de não requerer energia térmica para a secagem complementar.

Os resultados relativos aos custos e ao consumo de combustível e energia elétrica, por ambos os métodos, para a pré-secagem e secagem são apresentados na Tabela 9. Observa-se, nesta tabela, que o consumo e o custo com energia na pré-secagem de café pergaminho, para o sistema de sete silos, foram superiores, em virtude de requererem menores níveis de umidade para cada camada a ser adicionada nos silos.

Para comparação, foram feita análises utilizando fornalha com aquecimento direto a carvão vegetal e fornalha com aquecimento indireto a lenha, na pré-secagem e secagem de café despolpado em altas temperaturas e no aquecimento direto com carvão vegetal na secagem complementar em silos, no caso 1 ( Temperatura = 22 ºC e Umidade Relativa = 80%).

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 54

Tabela 7 - Parâmetros utilizados para comparação da secagem de café pergaminho (alta temperatura em combinação) com pré-secagem em secador de camada fixa

Pré-Secagem

Parâmetros Para Secagem com Altas Temperaturas

Para Secagem em Silos

Massa de café, kg 99.000 99.000 Umidade inicial,% b.u. 55 55

Umidade intermediária,% b.u. 40 Determinado por Simulação

Temperatura do ar na pré-secagem, °C 60 60 Vazão de ar, m3 min-1 50 50 Potência do motor ventilador, c.v. 3 3 Secagem Combinada pelo Sistema de Sete Silos

Tempo de colheita *, dias 48 Umidade relativa do ar ambiente (caso 1)*,%

80

Número de silos 6 Temperatura do ar ambiente (caso 1)*, °C

20

Número de camadas por silo 8 Umidade relativa do ar ambiente (caso 2), %

70

Diâmetro do silo, m 3,0 Temperatura do ar ambiente (caso 2), °C

22

Altura do silo, m 3,2 Temperatura do ar de secagem (casos 1 e 2), °C

23

Altura da camada de grãos, m 0,4 Teor de umidade final*, % b.u.

12

Fluxo de ar, m3 min-1 t-1 5,0 Tempo total de consumo de energia por silo, h

1320

Potência do motor do ventilador, c.v. 1,0 Secagem a Alta Temperatura – Secador Vertical

Vazão do ar de secagem, m3 min-1 46 Massa total (kg) de produto úmido - 40% b.u.

74.316

Temperatura do ar de secagem, °C 75 Tempo total de secagem, h 690 Teor de umidade inicial, % b.u. 40,0 * Valores comuns para ambos os métodos de secagem analisados.

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 55

Tabela 8 - Consumo de energias elétrica e térmica em ambos os métodos de secagem.

Secador em Altas

Temperaturas Sete Silos

E. Elétrica

MJ Combustível

MJ E. Elétrica

MJ Combustível

MJ Caso 1 (Tar = 20 ºC e UR = 80%)

Pré-Secagem

Secagem a lenha 5.353 193.948 8.658 263.985 Subtotal 199.301 272.643 Secagem a carvão 5.353 101.094 8.658 180.525 Subtotal 106.447 189.183

Secagem complementar Lenha 6.397 263.985 - - Subtotal 270.382 - Carvão 6.397 122.757 21.092 83.041 Subtotal 129.154 104.133 Total a lenha, MJ 469.683 - Total a carvão, MJ 235.501 293.316 CEE* a lenha, kJ/kg 9.700 - CEE* carvão, kJ/kg 4.866 6.058

Caso 2 (Tar = 22 ºC e UR = 70%)

Pré-secagem

Secagem a lenha 5.353 193.948 8.658 263.985 Sub total 199.301 272.643 Secagem com carvão 5.353 101.094 8.658 180.525 Subtotal 106.447 189.183

Secagem complementar Secagem a lenha 6.397 263.985 - - Subtotal 270.382 - Secagem a carvão 6.397 122.757 - Subtotal 129.154 - E. elét. - SILOS, MJ 20.984 Total a lenha, MJ 469.683 - Total a carvão, MJ 235.501 - Total SILOS, MJ 210.167 CEE* a lenha, kJ/kg 9.700 -

CEE* carvão, kJ/kg 4.866 4.340 * CEE – Consumo específico de energia

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CAPÍTULO 1 Preparo, Secagem e Armazenagem

Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 56

Tabela 9 - Resultados obtidos na pré-secagem e secagem pelos métodos em estudo

Parâmetros Secador em

Altas Temperaturas

Sete Silos

Pré-Secagem Casos 1 e 2 Casos 1 e 2 Consumo da lenha, m3 (*) 36 49 Consumo do carvão, m3 (**) 14 25,0 Consumo da energia elétrica, kWh 1.487 2.405 Custo total com lenha, R$ 576 784 Custo total com carvão, R$ 420 750 Custo total da energia elétrica, R$ 168,40 272,40 Custo total da pré-secagem a lenha, R$ 744,40 1.056,40 Custo total da pré-secagem a carvão, R$ 588,40 1.022,40

Secagem Complementar

Altas Temp. Caso 1 Caso 2 Consumo da lenha, m3 (*) 49 - - Consumo do carvão, m3 (**) 17 11,5 - Consumo da energia elétrica, kWh 1.777 5.829 5.829 Custo total com lenha, R$ 784,00 - - Custo total com carvão, R$ 510,00 345,00 - Custo total com energia elétrica, R$ 201,30 660,00 660,00 Custo total da secagem complementar a lenha, R$

985,30 - -

Custo total da secagem complementar a carvão, R$

711,30 1.005,00 -

Custo total da secagem complementar, caso 2, R$

660,00

Custo total do processo a lenha, R$ 1.729,70 - - Custo total do processo a carvão, R$ 1.299,70 2.227,40 1.682,40

Nota: Para os cálculos das Tabelas 8 e 9 foram utilizados:

Rendimento da fornalha com aquecimento indireto a lenha: 45% Rendimento da fornalha com aquecimento direto a carvão: 85% Umidade relativa do ar de exaustão na pré-secagem: 75% Umidade relativa do ar de exaustão na secagem: 50% Poder calorífico inferior (PCI) da lenha 13.814 kJ.kkg-1

Poder calorífico inferior (PCI) do carvão 28.884 kJ.kkg-1

Massa específica da lenha 390 kg.m-3 Massa específica da lenha 250 kg.m-3 Preço da lenha: R$ 16,00 por m3 Preço do carvão: R$ 30,00 por m3 Preço do kWh: R$ 0,11325

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 57

Com relação à secagem complementar, verificou-se que o consumo de energia elétrica pelos sete silos foi superior, pelo fato de necessitar de ventilação contínua durante o processo de secagem. Em regiões onde as condições do ar ambiente requerem seu aquecimento (caso 1), o método dos sete silos apresenta custo um pouco superior com energia do que para o sistema de altas temperaturas analisado. Entretanto, em regiões favoráveis à secagem (caso 2), o método dos setes silos apresenta economia de aproximadamente 16% e 7% em relação à secagem em alta temperatura com lenha e carvão vegetal, respectivamente, por não requerer energia térmica para aquecimento do ar na secagem complementar.

A decisão de adotar qualquer sistema não deve ser feita com base apenas nos custos variáveis operacionais. No cômputo geral (custo operacional do processo), o método dos sete silos apresenta custo com energia superior ao do sistema de altas temperaturas em ambos os casos. No entanto, apresenta-se vantajoso pelo fato de aproveitar a estrutura de secagem para a armazenagem do café, ao passo que no sistema de secagem em altas temperaturas, além de requerer estrutura para a armazenagem do café, são necessários investimentos adicionais.

Como dito no início deste trabalho, vários parâmetros estão envolvidos no custo de secagem; além da energia para aquecer o ar, acionar os ventiladores e transportar o produto, devem-se levar em consideração a mão-de-obra, a manutenção, a depreciação, os juros sobre o investimento e os custos de quebra técnica ou redução de qualidade do produto. Assim, para melhor aproximação do custo total de secagem por unidade produzida (R$/saco de café beneficiado), deve-se fazer uma análise econômica mais detalhada sobre o investimento a ser realizado (ver Custo de Secagem, neste trabalho).

Com relação à qualidade do produto alcançada nos silos, o aspecto apresentou-se bom com bebida apenas mole, o que é difícil de se obter na maioria dos secadores tradicionais em altas temperaturas.

Em resumo, pode-se dizer que o método de secagem de café descascado, em silos, mostrou-se energeticamente mais eficiente em relação à secagem em altas temperaturas, mesmo em condições ambientais não-favoráveis (necessidade de um pequeno aquecimento de ar) em relação à secagem em alta temperatura com lenha. Além disso, obter café de boa qualidade e aproveitar a estrutura de secagem para armazenagem. Entretanto, a análise de um sistema combinado para secagem de café descascado não pode restringir-se apenas aos custos com energia com esse tipo de café, uma vez que é necessária a secagem dos cafés verdes e bóias.

Analisando a secagem com cafés descascados, verdes e bóias, verificou-se que há pequena variação no custo de secagem por saca, no sistema combinado com silos secadores, em virtude de maior demanda por energia. Entretanto, comparando a secagem combinada com a secagem completa em terreiro convencional, observou-se depreciação na qualidade do

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Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 58

produto obtida na secagem em terreiro, com reflexos no preço médio de venda da saca, além de um custo de implantação superior. Na Tabela 10 mostram-se, em detalhes, outros custos úteis para análise final dos sistemas anteriormente estabelecidos.

Apesar de a tecnologia colocar à disposição dos usuários equipamentos de última geração no controle de processos, a tomada de decisão para otimização do processo cabe ao interessado. Os cálculos indicaram que, se os sistemas de secagem forem conduzidos corretamente, contribuem sobremaneira para a redução do custo total de secagem e para a produção de café com qualidade para exportação.

Tabela 10 - Composição de custos da secagem de café pelos sistemas

estabelecidos no Exemplo de aplicação em comparação com a secagem em terreiro convencional (45.800 plantas (10 litros por planta – 954 sacas de café beneficiado))

Sistema de Secagem e Armazenagem na Fazenda

Camada Fixa/Sec. de Fluxo

Camada Fixa/Silo Secador

Parâmetros

Somente Terreiro

A carvão A lenha A carvão A lenha COLHEITA /saca * R$24,63 Energia, R$/saca 0,00 6,54 8,05 10,23 11,64 Mão-de-obra R$/saca 5,30 10,13 10,13 10,35 10,35 Implantação, R$ 105.555,00 65.184,00 65.184,00 60.140,00 61.340,00 Custo fixo, R$/saca 13,80 8,36 8,52 7,86 8,01 Penalização, R$/ano 22.999,00 9.171,00 9.171,00 9.171,00 9.171,00 Penalização R$/saca 24,00 9,61 9,61 9,61 9,61 Preço médio, R$/saca 96,00 110,39 110,39 110,39 110,39 Secagem, R$/saca** 43,08 34,64 36,31 38,05 39,61 Manutenção, R$/ano 2.111,00 1.280,00 1.304,00 1.203,00 1.227,00 Faturamento bruto, R$ 91.600,00 105.329,00 105.329,00 105.329,00 105.329,00

Para efeito de comparação, serão fornecidos e demonstrados, para

uma fazenda com 100 mil pés, 10 litros por pé e 70 dias de colheita, o custo aproximado para implantação de alguns sistemas de secagem e armazenagem de café, bem como o custo por saca beneficiada (Tabela 11).

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CAPÍTULO 1 Preparo, Secagem e Armazenagem

Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 59

Tabela 11 - Custos aproximados para implantação do sistema e da operação de secagem e armazenagem de café (valores de janeiro de 2001)

Sistema de Secagem e Armazenagem Custo de

Implantação R$

Custo de Secagem e

Armazenagem R$/saca

Apenas terreiro concretado (café coco) 124.285,00 36,55 Terreiro concretado (Cereja descascado) 77.788,00 23,02 Pré-secagem em terreiro e secagem em secadores rotativos (café coco)

113.092,00 46,66

Pré-secagem em terreiro e secagem em secadores rotativos (cereja descascada)

86.519,00 28,26

Pré-secagem em terreiro híbrido-1 e secagem em rotativo (café coco)

83.869,00 42,03

Pré-secagem em terreiro híbrido-1 e secagem em rotativo (cereja descascada)

86.351,00 32,02

Pré-secagem em terreiro híbrido-1 e secagem em rotativo (café coco)

83.869,00 42,03

Pré-secagem em terreiro híbrido-1 e secagem em secador de fluxos (cereja descascada)

77.331,00 28,72

Pré-secagem em terreiro híbrido-1 e secagem em secador de fluxos (café coco)

70.869,00 37,97

Pré-secagem em leiras ventilada e secagem em secador de fluxos (café coco)

62.810,00 34.01

Pré-secagem em terreiro híbrido-1 e secagem em silos 52.526,00 28,08

Pré-secagem em leira ventilada e secagem em silos 44.666,00 26,74 8. LITERATURA CONSULTADA BROOKER, D.B.; BAKKER-ARKEMA, F.W.; HALL, C.W. Drying and

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CAPÍTULO 1 Preparo, Secagem e Armazenagem

Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 60

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