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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA “ELISEU MACIEL”
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES
MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE
MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO
Eberson Diedrich Eicholz Eng. Agrônomo
Dissertação apresentada a Faculdade de Agronomia “Eliseu Maciel” da Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação do Prof. Dr. Wolmer Brod Peres como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, para obtenção do titulo de mestre em Ciências.
PELOTAS
Rio Grande do Sul – Brasil Março de 2005
Livros Grátis
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA “ELISEU MACIEL”
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES
MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE
MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO
Eberson Diedrich Eicholz Eng. Agrônomo
Dissertação apresentada a Faculdade de Agronomia “Eliseu Maciel” da Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação do Prof. Dr. Wolmer Brod Peres como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, para obtenção do titulo de mestre em Ciências.
PELOTAS Rio Grande do Sul – Brasil
Março de 2005
ii
MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE
MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO
Eberson Diedrich Eicholz
COMITÊ DE ORIENTAÇÃO
Prof. Dr. Wolmer Brod Peres DEA – FEA / UFPel
(orientador)
Prof. Dr. Silmar Treichel Peske DFT – FAEM / UFPel
(co-orientador)
Prof. Dr. Francisco Amaral Villela DFT – FAEM / UFPel
(co-orientador)
Aprovada em 16 de março de 2005
COMISSÃO EXAMINADORA
__________________________________________ Engº Agrônomo Dr. Pedro Moreira da Silva Filho
EMBRAPA
_______________________________ Prof. Dr. Silmar Treichel Peske
DFT – FAEM / UFPel
_______________________________ Prof. Dr. Francisco Amaral Villela
DFT – FAEM / UFPel
_______________________________ Prof. Dr. Wolmer Brod Peres
DEA – FEA / UFPel (Presidente)
iii
A minha família.
Dedico
iv
AGRADECIMENTOS
À Universidade Federal de Pelotas pela oportunidade de realizar o curso de
Mestrado.
À Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
(CAPES) pela concessão da bolsa de estudos.
Ao Professor Wolmer Brod Peres, pela orientação, amizade e apoio durante a
execução do trabalho.
Ao Professor Leopoldo Mário Baudet Labbé, pela oportunidade de ingresso na área
da pesquisa.
Ao corpo docente da FAEM/UFPel, pela amizade e conhecimentos transmitidos.
A toda minha família pelo apoio, carinho, amizade e incentivo, sem os quais seria
praticamente impossível chegar até aqui.
Aos colegas Alexandre, Gustavo, Leandro, Wladimir e Gizele, pela amizade,
carinho, incentivo e auxílio.
A direção e funcionários da UNAIC, pela amizade, disponibilidade e atenção.
Aos funcionários e estagiários do Laboratório Didático de Análise de Sementes.
E a todos, que de alguma forma contribuíram para realização deste trabalho.
De forma especial a Deus, fonte de iluminação, que nos da forças, para vencer os
obstáculos que a vida apresenta.
v
ÍNDICE
LISTA DE TABELAS ..........................................................................................................vi LISTA DE FIGURAS..........................................................................................................vii RESUMO ...........................................................................................................................viii ABSTRACT..........................................................................................................................ix
INTRODUÇÃO .....................................................................................................................1
MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................................5
Obtenção dos tratamentos................................................................................................5
Metodologia de monitoramento .......................................................................................8
Parâmetros de avaliação ..................................................................................................8 Frente de secagem.........................................................................................................8 Determinação do teor de água......................................................................................8 Temperatura da massa de sementes ............................................................................8 Perfil da umidade no final da secagem. .......................................................................9 Teste de coloração com tintura de iodo .......................................................................9 Exame visual de sementes com fissuras internas.........................................................9 Determinação do total de impureza ...........................................................................10 Qualidade fisiológica ..................................................................................................10
Procedimento Estatístico................................................................................................11 RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................................................................12
Caracterização dos Lotes ...............................................................................................12
Tendência de secagem ....................................................................................................15
CONCLUSÕES ...................................................................................................................23
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................24
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Dados referentes às determinações para caracterização qualitativa dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial) e dos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador) antes da secagem estacionária................................................................................................................................12
Tabela 2. Dados referentes às determinações realizados nos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial) e dos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador) após a secagem estacionária..........13
Tabela 3. Resultados percentuais da análise visual de fissuras internas nas sementes de milho nas diferentes alturas de camada (H1; H2 e H3) em cada um dos pontos (A, B, C e D), realizada após término da secagem dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial).........................14
Tabela 4. Dados referentes a média das determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 47 +/-3ºC...........................................15
Tabela 5. Dados referentes às determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 40 +/-1ºC............................................................19
Tabela 6. Dados referentes às determinações do perfil do teor de água nas camadas de sementes, logo após término da secagem estacionária, dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial) e L4, L5 e L6 (protótipos de secador)...................................................................... 21
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes de milho, Canguçu/RS..............................................................................................................06
Figura 2. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes
de milho, realizada em protótipos de secador – Capão do Leão/RS.........................................07
Figura 3 – Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L1, L2 e L3 (secador comercial)...................................................................................................................17
Figura 4 – Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador)..............................................................................................................20
viii
MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE
MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO
Aluno: Engo Agro Eberson Diedrich Eicholz
Orientador: Prof. Wolmer Brod Peres
RESUMO: O presente trabalho analisou o comportamento físico da secagem estacionária com
distribuição axial de ar (fluxo de 5,0m.3min.-1ton.-1), utilizando um secador comercial
comparativamente com protótipos. Foram utilizadas sementes de milho da safra 2003/04, em
camada de 0,70m. A temperatura do ar de secagem de (47 +/-3ºC), no secador comercial para
os lotes L1, L2 e L3 e a temperatura de 40 +/-1ºC nos protótipos de secador utilizando os lotes
L4, L5 e L6. Considerando o tempo de operação, a posição das sementes na massa e o efeito na
qualidade física e fisiológica. Para tanto, foram caracterizados o ar ambiente, o ar de secagem,
as temperaturas e os teores de água na massa de sementes e realizados testes de germinação,
vigor (primeira contagem da germinação, teste de frio e emergência em campo), exame visual
de fissuras internas e teste de coloração com tintura de iodo. Os resultados obtidos permitem
concluir que: na secagem estacionária empregando ar de secagem com temperatura de até
47ºC, não causa efeitos imediatos prejudiciais à qualidade fisiológica das sementes de milho;
utilizando fluxo de ar de 5,0m.3min.-1ton.-1 com umidade relativa inferior a 25%, ocorre super
secagem na camada inferior e retardamento na camada superior, resultando em gradientes de
umidade das sementes, no final da secagem, de até 4,5 pontos percentuais; o aumento da
temperatura do ar de secagem de 40ºC para 47ºC, determina elevação na taxa de remoção de
água de 0,27 para 0,35 pontos percentuais por hora, e aumento da percentagem de sementes
de milho com fissuras internas e quando a camada de sementes mais próxima da entrada do ar
aquecido atinge teor de água inferior a 14%, camada seguinte começa a secar.
Termos de indexação: sementes, secagem estacionária, qualidade fisiológica.
ix
ACCOMPANIMENT OF THE DRYING MAIZE SEEDS
IN STATIONARY DRYER
Student: Eberson Diedrich Eicholz
Adviser: Wolmer Brod Peres
ABSTRACT: The present work analyzed the physical behavior of the stationary dryer with
axial distribution of air flow (air flow of 5,0 m.3min.-1ton.-1), using a commercial dryer
comparatively with prototypes. Seeds of corn of the harvest 2003/04 were used, in 0,70m layer.
The temperature of the drying air of (47 +/-3ºC), in the commercial been dryer for the lots L1, L2
and L3 and the temperature of 40 +/-1ºC in the dryer prototypes using the lots L4, L5 and L6.
Considering the time of operation, the position of the seeds in the mass and the effect in the
physical and physiologic quality. For so much, they were characterized the natural air, the drying
air, the temperatures and the tenors of water content in the seed mass, germination tests, vigor
(first counting of the germination, cold test and field emergence), visual exam of internal fissures
and coloration test with iodine dye. The obtained results allow to end that: the stationary drying
doesn't cause harmful immediate effects to the physiologic quality of the corn seeds; using air
flow of 5,0m.3min.-1ton.-1 with inferior relative humidity to 25%, it happens drying super in the
inferior layer and a retardation in the superior layer, resulting in gradients of humidity of the
seeds, in the end of the drying, in more than 4,0 percentile points; the increase of the temperature
of the air of drying of 40 +/-1ºC for 47 +/-3ºC, using air flow of 5,0 m.3min.-1ton.-1, determines
the elevation in the tax of removal of water of 0,27 for 0,35 percentile points per hour, however
it increases the percentage of corn seeds with internal fissures and that the second layer of seeds
begins to dry when the first layer reaches tenor of inferior water to 14%.
Index terms: seeds, stationary dryer. Physiologic quality
1
INTRODUÇÃO
O milho é uma gramínea anual, de polinização cruzada com ampla capacidade de
adaptação a diferentes condições de ambiente que aliada a sua utilidade faz com que seja a
espécie cultivada mais disseminada no mundo.
A cultura do milho tem significativa importância sócio-econômica para o Rio Grande
do Sul, ocupando aproximadamente 33% do total de áreas utilizadas para o cultivo de grãos.
Está presente em 310.797 propriedades rurais onde, em relação a condição do agricultor por
grupo de área, é cultivado por 294.360 agricultores (94,7%) que detém propriedades com
áreas menores do que 100 hectares e que produziram, segundo o ultimo censo, 70,2% do total
obtido na safra,em áreas médias, semeadas com milho, de 3,33 hectares nas condições citadas.
(Bisotto, 2001).
Sementes de milho são freqüentemente colhidas com teores de água acima dos níveis
compatíveis ao seu manuseio ou armazenamento seguro. Após a colheita as sementes devem
ser então, submetidas à secagem, uma etapa crítica na produção de sementes e uma freqüente
causa de danos (Rosa, 2000).
Mais do que a secagem de grãos, a de sementes é, na prática, uma operação mais
crítica, que requer um maior gerenciamento da qualidade, porque tanto a qualidade fisiológica
(germinação e vigor) quanto à identidade genética (pureza varietal) devem ser preservados
(Baudet et al., 1999).
A permanência das sementes com elevado teor de água, durante o período
compreendido entre a colheita e a secagem, contribui para o processo de deterioração devido à
2
elevada atividade metabólica que, além de consumir as substâncias de reserva, libera energia e
água favorecendo o desenvolvimento de microorganismos e insetos (Peske & Villela, 2003).
O principal objetivo da secagem artificial é permitir colher mais cedo, a fim de
minimizar os efeitos prejudiciais das condições climáticas adversas, danos mecânicos e ataque
de fungos e insetos para maximizar o peso das sementes colhidas (Baudet et al., 1999).
As sementes por serem higroscópicas, possuem a propriedade de realizar intercâmbio
de água, sob a forma de vapor com o ar circundante, por sorção ou dessorção, até alcançarem
o ponto de equilíbrio higroscópico (Nellist & Hugues, 1973).
O processo de secagem visa à retirada parcial da água da semente, através da
transferência simultânea de calor do ar para a semente e de massa, por meio do fluxo de vapor
de água, da semente para o ar. É um processo dinâmico, em função da umidade relativa do ar
(Peske & Villela, 2003; Villela & Peres, 2004).
Na secagem, o ar é usado para transportar a umidade das sementes para fora do
sistema. Ar forçado e quente serve para aquecer as sementes fazendo com que a umidade
interna migre para a superfície externa das sementes e seja evaporada da periferia para assim
diminuir a umidade da massa de sementes que está sendo secada (Baudet et al., 1999; Peske
& Villela, 2003 e Peres, 2001).
Os métodos de secagem obtidos pela exposição das sementes, num secador, a um
fluxo de ar aquecido, ou não, podem ser divididos, conforme o fluxo das sementes no secador,
em estacionário e de fluxo continuo, podendo este último ser contínuo ou intermitente.
(Villela & Peres, 2004).
A secagem estacionária consiste basicamente no insuflamento de ar continuamente,
na maioria das situações, através de um volume de sementes que permanece estático. A
secagem processa-se em camadas com a formação de zonas de secagem, a região onde mais
efetivamente verifica-se a cedência de água das sementes para o ar é denominada de frente de
3
secagem (Rangel et. al., 1997;Cavariani et al., 1999; Peske & Villela, 2003 e Villela & Peres,
2004).
Existe uma relação inversamente proporcional entre velocidade de secagem e
umidade relativa do ar (Cavariani, et al., 1999). Segundo os autores, embora a utilização do ar
de secagem com baixa umidade relativa possa provocar fissuras e trincas na cobertura
protetora das sementes, essa ocorrência não tem sido verificada nos silos secadores comerciais
com distribuição radial do ar, provavelmente em decorrência do elevado fluxo de ar
empregado, aliado à circulação favorecido do ar desde sua insuflação até sua saída da massa.
A utilização de temperaturas elevadas permite uma secagem mais rápida; porém,
poderá provocar uma diferença de umidade muito grande entre a periferia e o centro da
semente, gerando um gradiente de pressão que causa o trincamento, principalmente em
sementes de milho e arroz (Peske & Villela, 2003).
As principais conseqüências dos tecidos danificados pelas fissuras segundo Borges,
(2001), independentemente da posição no endosperma vão exigir gastos de energia da
semente para reorganização das membranas, possíveis aumentos na taxa de respiração,
lixiviação de solutos, formação de toxinas pelas partes não recuperadas, entre outros eventos
metabólicos, resultando na redução do nível de vigor e conseqüentemente na capacidade de
manter a qualidade no armazenamento. Os mesmos autores relatam o aumento da
suscetibilidade à ação negativa dos microorganismos, insetos e produtos químicos no
tratamento das sementes.
A temperatura de secagem deve ter como referência à temperatura da massa das
sementes; assim, valores entre 40 e 43ºC são considerados como máximos e, acima dos quais,
danos físicos ou químicos podem ser gerados (Baudet et al., 1999).
O aquecimento excessivo das sementes durante a secagem pode provocar danos
como redução da percentagem e velocidade de germinação, produção de plântulas anormais,
4
trincamentos internos, rompimento do tegumento e alterações na coloração. Os mesmos
autores mencionam que a extensão dos danos depende da interação entre a temperatura,
tempo de exposição e teor de água na semente (Nellist & Hugues, 1973).
A presente pesquisa objetivou acompanhar o monitoramento físico da secagem de
sementes de milho, empregando secadores estacionários com fundo falso perfurado com fluxo
axial de ar, verificando os efeitos na qualidade física e fisiológica.
5
MATERIAL E MÉTODOS
O presente trabalho, conduzido na Unidade de Beneficiamento de Sementes (UBS)
da União das Associações Comunitárias do Interior de Canguçu (UNAIC), situada em
Canguçu/RS e no Laboratório de Ciência e Tecnologia de Sementes do Departamento de
Fitotecnia da Faculdade de Agronomia “Eliseu Maciel” (FAEM) da Universidade Federal de
Pelotas (UFPel), Pelotas/RS.
Foram utilizados seis lotes de sementes de milho, denominados L1, L2, L3, L4, L5 e L6
da variedade Fundacep 35, produzidos na safra 2003/04.
Após a colheita manual e debulha em batedor da marca Vencedor, as sementes foram
transportadas em sacos de polietileno trançado, para a UBS, onde se procederam as etapas de
pré-limpeza, secagem, limpeza, e classificação das sementes.
A pré-limpeza das sementes foi realizada em máquina de ar e peneiras da marca
Vitória, com duas peneiras planas e uma coluna de ar, aproveitando-se as sementes que
passaram pelas perfurações redondas da peneira superior de 11,0mm e deslizaram sobre a
peneira inferior de perfuração 4,0mm.
Foram monitoradas as secagens dos lotes L1, L2 e L3, nos dias 04, 11 e 18 de agosto
de 2004 em secador comercial e dos lotes L4, L5 e L6, no dia 23 de agosto de 2004 em
protótipos de secador.
Obtenção dos tratamentos
Para a avaliação da secagem foram realizados dois estudos, utilizando os lotes de
sementes L1, L2, L3, L4, L5 e L6.
6
Anteriormente a cada secagem coletaram-se amostras que imediatamente foram
expostas ao sol, em camada de 2cm de espessura. As sementes sofreram movimentação
freqüente até atingir o teor de água entre 11 e 12%, as quais foram utilizadas como parâmetros
de comparação.
O primeiro estudo refere-se à secagem artificial realizada em secador estacionário de
fluxo axial de ar, com fundo falso perfurado, adaptado para secagem em leito fixo, da marca
Vitória, com capacidade estática de 7.000kg, diâmetro de 2,7m, altura de 4,0m e equipado
com uma fornalha de alvenaria com calor irradiado (fogo indireto). Foi determinado o fluxo
do ar de entrada do sistema, pela medição das áreas das tubulações irradiantes de calor e da
velocidade do ar através de anemômetro digital de fio quente. Foram realizadas três secagens
com camada de sementes de 0,70m de altura, submetidas ao ar aquecido até atingirem o teor
de água na camada superior de 13,5%, utilizando um fluxo de ar de 5,0m.3min.-1ton.-1 e
temperatura média do ar aquecido de 47ºC +/- 3ºC.
No secador foram demarcados quatro pontos denominados A, B, C e D de onde
foram coletadas amostras em três alturas H1, H2 e H3, eqüidistantes (0,3m), sendo H1 o ponto
mais próximo da entrada do ar de secagem estando 0,1m do plenum, conforme Figura 1.
Utilizaram-se para este estudo os lotes L1, L2 e L3.
Figura 1. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes de milho, Canguçu/RS.
7
O segundo estudo refere-se à secagem artificial realizada no Laboratório de Produção
de Sementes do departamento de Fitotecnia da FAEM/UFPel, onde se utilizaram três
protótipos de secador estacionário de distribuição axial de ar, com fundo falso perfurado, da
marca Vitória com capacidade estática de 320kg, diâmetro de 0,92m e altura de 1,0m,
aquecimento do ar com resistência elétrica. Foram realizadas três secagens em protótipo de
secador com camada de sementes de 0,70m de altura, submetidas ao ar aquecido até atingirem
o teor de água na camada superior de 13,5%, utilizando um fluxo de ar de 5,0m.3min.-1ton.-1 e
temperatura de entrada do ar aquecido de 40 +/-1ºC.
Para cada repetição foram demarcados dois pontos denominados A e B de onde
foram coletadas amostras em três alturas H1, H2 e H3, eqüidistantes (0,3m), sendo H1 o ponto
mais próximo da entrada do ar de secagem situado a 0,1m do plenum. Utilizou-se neste estudo
os lotes L4, L5 e L6, conforme Figura 2.
Figura 2. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes
de milho, realizada em protótipos de secador – Capão do Leão/RS.
Ao final da secagem, para verificar os efeitos na qualidade física e fisiológica das
sementes de milho foram coletadas subamostras em vários pontos da massa de sementes, e
homogeneizadas, para obter uma amostra representativa.
8
Metodologia de monitoramento
Durante a secagem foi realizado o monitoramento físico. Para tanto, em intervalos
regulares de 2h30min, foram retiradas amostras das diferentes alturas, para em seguida ser
determinada a temperatura da massa de sementes e, posteriormente, a determinação de seu
teor de água, no Laboratório de Análises de Sementes. As sementes coletadas foram
acondicionadas em embalagens de plástico impermeáveis até a determinação do teor de água.
Parâmetros de avaliação
Frente de secagem - para monitorar o avanço da frente de secagem, foram retiradas amostras
de diferentes alturas da camada de sementes (H1 = 0,1m; H2 = 0,4m e H3 = 0,7m) em cada um
dos pontos (A, B, C e D) a cada 2h30min.
O monitoramento expedito do teor de água das sementes foi realizado com
equipamento modelo Dole 400, durante a secagem até a identificação de seu término.
Determinação do teor de água - realizada em estufa elétrica de desidratação, sem ventilação
forçada, utilizando-se o método da estufa a 105ºC ±3ºC durante 24 horas, conforme as Regras
para Análise de Sementes – RAS (BRASIL, 1992). Foram utilizadas duas amostras com ± 5g
de sementes, sendo o teor de água expresso em porcentagem em base úmida.
Temperatura da massa de sementes - as sementes coletadas em cada ponto de amostragem
foram colocadas imediatamente em recipientes semi-adiabáticos (caixas de isopor), sendo a
temperatura determinada através de termômetro analógico, acoplado perpendicularmente a
tampa do recipiente, inserido na massa de sementes por 2 minutos.
Concomitantemente, foram realizadas as seguintes determinações:
9
a) Temperatura do ar de entrada no secador – determinado com termômetro
analógico, localizado no duto de entrada de ar aquecido no secador.
b) Umidade relativa do ar e temperatura ambiental – determinadas através de um
psicrômetro, instalado nas imediações do ponto de coleta do ar pelo ventilador de secador
durante a operação de secagem.
Perfil da umidade no final da secagem - no final do processo de secagem, verificou-se
através da coleta das amostras nas diferentes alturas, o comportamento da umidade no perfil
da massa de sementes.
Teste de coloração com tintura de iodo - executado com duas repetições com 100 sementes
por amostra, colocadas em copos plásticos e, a seguir, cobertas com solução de tintura de iodo
a 4%, por um período de 5 minutos. Em seguida, eliminado o excesso da solução, as sementes
foram lavadas em água corrente e distribuídas sobre folhas de papel toalha para a contagem
do número de sementes danificadas. Realizou-se a contagem considerando dano severo
(trincas profundas independentemente da região de ocorrência ou trincas leves na região
próxima e/ou no embrião da semente) e dano leve (no pericarpo, na região superior da
semente, oposto a localização do embrião). As sementes danificadas, mesmo que
apresentassem várias trincas foram contadas uma só vez, considerando o dano mais grave. Os
resultados foram expressos em porcentagem de sementes danificadas por amostra.
Exame visual de sementes com fissuras internas - realizado com duas repetições com 100
sementes por amostra, retiradas da fração semente pura, após a análise de pureza física. As
sementes foram analisadas individualmente e classificadas em sementes com e sem dano
mecânico interno visível. Para ser representativa foram coletadas amostras, nas diferentes
10
alturas da camada de sementes (H1; H2 e H3) em cada um dos pontos (A, B, C e D). Os
resultados foram expressos em porcentagem de sementes com dano mecânico interno visível.
Determinação do total de impurezas - foi conduzida através da análise de pureza física,
segundo as Regras para Análise de Sementes – RAS (BRASIL, 1992). O peso total das
impurezas foi determinado pela soma dos pesos do material inerte e de outras sementes. Os
resultados foram expressos em porcentagem do peso de impurezas por amostra.
Qualidade fisiológica - para avaliar os lotes qualitativamente, foram realizadas as seguintes
determinações:
a) Teste de germinação – conduzido conforme as Regras para Análise de Sementes
– RAS (BRASIL, 1992), com exceção do número de sementes, para tanto foram utilizadas
200 sementes, distribuídas em quatro amostras de 50 sementes para cada repetição, semeadas
em substrato de rolo de papel Germitest umedecido com quantidade de água na proporção 2,5
vezes o peso do papel seco. O germinador da marca BIOMATIC foi regulado a temperatura
constante de 25ºC. As avaliações foram realizadas no quarto e sétimo dia após a semeadura e
os resultados expressos em porcentagem de plântulas normais.
b) Primeira contagem da germinação – foi realizado conjuntamente com o teste de
germinação, sendo as avaliações realizadas no quarto dia após a semeadura e os resultados
expressos em porcentagem de plântulas normais.
c) Teste de frio sem solo – foram utilizadas 200 sementes, distribuídas em quatro
amostras de 50 sementes para cada repetição, semeadas em substrato de rolo de papel
Germitest umedecido, acondicionados em sacos plásticos lacrados e mantidos em câmara
regulada á temperatura de 10ºC por sete dias. Em seguida foram transferidas para um
germinador da marca BIOMATIC, à temperatura constante de 25ºC, sendo a determinação
11
realizada após quatro dias. Os resultados foram expressos em porcentagem de plântulas
normais.
d) Emergência das plântulas em campo – realizada com 200 sementes, distribuídas
em quatro amostras de 50 sementes por repetição. Na semeadura foram utilizadas as
distâncias de 2,0cm entre as sementes na linha, 8,0cm entre as linhas e profundidade de
3,0cm. A contagem foi realizada no décimo quarto dia após a semeadura. Os resultados
expressos em percentuais de plântulas emergidas.
Procedimento Estatístico
Os dados de teor de água em função do tempo de secagem foram submetidas a
análise de regressão polinomial.
12
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados das variáveis estudadas foram apresentados separadamente, por meio
de médias dos resultados originais, com a finalidade de facilitar a exposição, a visualização e
a interpretação dos parâmetros avaliados.
Caracterização dos Lotes
Tabela 1. Dados referentes às determinações para caracterização qualitativa dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial) e dos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador) antes da secagem estacionária.
Determinação (%) Secador comercial
(L1,L2 e L3)
Protótipos de secador
(L4, L5 e L6)
Teor de água 18,0 17,9
Germinação 85 84
1ºcontagem da germinação 78 78
Teste de frio 80 78
Emergência das plântulas em campo 70 68
Severos 14,0 14,0 Dano mecânico
Leves 36,0 36,0
Fissuras internas 2,0 1,5
Este procedimento teve como objetivo a detecção de diferenças qualitativas entre os
lotes L1, L2, L3, L4, L5 e L6, Os dados obtidos são apresentados na Tabela 1. Verifica-se
similaridade de resultados, entre os lotes nos testes de germinação, frio sem solo, emergência
de plântulas em campo, nos exames de sementes com fissuras internas e dano mecânico e nas
determinações do teor de água.
13
Tabela 2. Dados referentes às determinações realizados nos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial) e dos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador) após a secagem estacionária.
Determinação (%) Secador comercial
(L1,L2 e L3)
Protótipos de secador
(L4, L5 e L6)
Teor de água 10,9 11,0
Germinação 85 85
1ºcontagem da germinação 78 78
Teste de frio 81 78
Emergência das plântulas em campo 70 68
Severos 14,0 14,0 Dano mecânico
Leves 37,0 36,0
Fissuras internas 41,3 13,0
Pelos resultados apresentados na Tabela 2, comparados com os da Tabela 1, pode-se
afirmar que a secagem não demonstrou afetar imediatamente após secagem a qualidade
fisiológica das sementes de milho da variedade Fundacep 35, nos testes de germinação,
primeira contagem do teste de germinação, frio sem solo e emergência de plântulas em
campo. A danificação mecânica pelo teste de iodo também não mostrou diferenças
consideráveis. Porém o exame de sementes com fissuras internas colocou em evidência o
efeito do uso de temperaturas altas (47 +/-3ºC), apresentando nos lotes L1, L2 e L3 acentuada
danificação, ao passo que nos lotes L4, L5 e L6 que foi secado com temperatura de 40 +/-1ºC,
esta danificação foi menos expressiva. Conforme Romano Filha (1997), em secagem
estacionária de sementes de milho em espigas de diferentes híbridos, quando submetidas a
altas temperaturas, verificou um acréscimo significante na danificação. Verificou também que
a sensibilidade das sementes à exposição de altas temperaturas é uma característica herdável,
variando entre diferentes genótipos.
Mesmo com o aumento expressivo das fissuras internas não foi verificada redução na
qualidade fisiológica das sementes de milho imediatamente após secagem. Porém, em estudos
14
realizados por Borges (2001), o dano por trincamento não afetou a capacidade germinativa e o
vigor de sementes de milho de forma significativa até seis meses de armazenamento, mas a
partir daí, o vigor foi afetado, enquanto a germinação somente sofreu redução após doze
meses de armazenamento.
Tabela 3. Resultados percentuais da análise visual de fissuras internas nas sementes de milho nas diferentes alturas de camada (H1; H2 e H3) em cada um dos pontos (A, B, C e D), realizada após término da secagem dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial).
Pontos A B C D H1 63 64 64 61 H2 51 50 51 49
H3 10 12 11 11
Média 41 42 42 40
Na Tabela 3, encontra-se os resultados da análise visual de fissuras internas nas
sementes de milho, nas diferentes alturas de camada (H1; H2 e H3) em cada um dos pontos (A,
B, C e D), realizada após término da secagem dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial), onde
observa-se na camada mais próxima a entrada do ar aquecido (H1) um número de sementes
bastante elevado com fissuras internas, possivelmente resultado da baixa umidade relativa do
ar (16 %) por um longo período de exposição (20h00min). Na camada (H2), esta tendência foi
mantida, porém com menor intensidade, sendo que o tempo de exposição a alta temperatura
diminui. Na camada (H3), por ser a mais distante da entrada do ar aquecido, a quantidade de
sementes que apresentavam fissuras internas foi cinco vezes menor que na camada inferior,
possivelmente devido a temperatura da massa não ultrapassar 38ºC (Tabela 4), significando
que a umidade relativa nestes pontos não ser tão baixa, causando, portanto menor dano, isto
vai de acordo com relatos de Baudet (1992), quando diz que ocorre um aumento na
danificação das sementes de milho quando a umidade relativa do ar de secagem for inferior a
40%.
15
Tendência de secagem
Dados referentes às determinações realizadas durante o processo de secagem
estacionária de sementes de milho dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial).
Tabela 4. Dados referentes a média das determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 47 +/-3ºC.
Ambiente T(ºC) da massa de sementes Tempo de
secagem T (ºC) UR (%)
UR(%) do ar
insuflado H1 H2 H3 ∆=H1-H2 ∆=H1-H3
00h00min 15 84 15 -- -- -- -- --
02h30min 15 81 14 25 22 21 03 04
05h00min 17 84 15 32 25 24 07 08
07h30min 18 84 18 38 26 26 12 12
10h00min 17 88 15 40 29 26 11 14
12h30min 18 87 17 43 34 27 09 16
15h00min 17 89 16 45 37 28 08 17
17h30min 17 87 17 44 40 33 04 11
20h00min 16 87 16 44 41 38 03 06
Na Tabela 4, observamos que a temperatura do ar ambiente variou entre 15 e 18ºC e
a umidade relativa do ar ambiente entre 81 e 89%. Com o aquecimento do ar de secagem para
47 +/- 3ºC, na temperatura do ar ambiente, levada ao gráfico psicrométrico, para a pressão
atmosférica de 733mm de mercúrio (Peske & Vilella, 2003) permitiu determinar que o ar
aquecido passou a apresentar umidade relativa bastante baixa variando entre 14 e 18%. Este ar
possui uma capacidade de retirar água bastante elevada, que possivelmente ocasionou o
elevado número de fissuras internas.
As temperaturas da massa de sementes no ponto H1 mantiveram-se crescentes até
15h00min de secagem permanecendo apartir daí praticamente invariáveis considerando que,
deste ponto em diante, igualaram a temperatura do ar de entrada permanecendo em equilíbrio.
16
No ponto H2 ocorreu um acréscimo considerável nas primeiras 2h30min de secagem,
permanecendo após por um período de 05h00min praticamente invariável. Isto porque nesse
período o calor foi quase em sua totalidade consumido na primeira camada (H1), fato que
retardou o início da secagem desta.
Na camada H3, por ser a mais distante em relação à entrada do ar, observou-se um
aumento na temperatura da massa de sementes, na primeira coleta de dados após início da
secagem, sendo que deste momento em diante houve pouca variação, até 10h00min, quando
iniciou a ocorrer crescimentos na temperatura da massa permanecendo, assim até o término da
secagem.
Na Tabela 4, quando analisadas as diferenças de temperaturas entre as camadas,
observa-se que as diferenças de temperatura entre as camadas H1 e H2 aumentam até
07h30min, a partir daí, ocorrem reduções nesta diferença, fato que possivelmente está
relacionado com a chegada da frente de secagem, ocorrendo aumentos na temperatura da
massa na camada (H2). Nas diferenças entre H1 e H3, somente foram observadas reduções
apartir das 15h00min de secagem.
A Figura 3 representa o comportamento do teor de água (%) em função do tempo
(horas) e da altura da camada (m), na secagem estacionária de sementes de milho, registrando
a evolução da frente de secagem em cada camada de sementes. Observando-se na camada
inferior (H1) a mais próxima da entrada do ar aquecido, a redução na umidade foi menor nas
primeiras horas, provavelmente, devido ao gradiente de umidade na camada. Nas últimas
horas a água livre já foi eliminada tornando esse processo mais difícil, conforme relatam
Peske & Villela (2003) que quanto mais úmida a semente estiver, mais fácil é a remoção da
água, porque com alto grau de umidade, grande parte da água contida na semente, pode ser
considerada livre.
17
y3 = -0,0232x3 + 0,1445x2 + 0,0597x + 17,839 R2 = 0,9829
y 2= -0,1655x2 + 0,5969x + 17,921 R2 = 0,9745
y1 = 0,0238x3 - 0,3041x2 - 0,2761x + 18,906 R2 = 0,9899
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
0h00
min
2h30
min
5h00
min
7h30
min
10h0
0min
12h3
0min
15h0
0min
17h3
0min
20h0
0min
Tempo (hora)
Teor
de
água
(%)
H1 H2 H3
Figura 3 – Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes
de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L1, L2 e L3 (secador comercial).
A água livre necessita para a sua evaporação energia ao nível de calor latente de
vaporização sendo, dessa forma, facilmente removida por ocasião da secagem (Peres, 2001).
As formas de água, osmótica, em multicamada e em monocamada, por sua vez, apresentam
moléculas ligadas às estruturas sólidas das sementes através de ligações físico-químicas, cujos
níveis energéticos crescem da água osmótica para a em monocamada. Estas formas de água
necessitam maior nível de energia para a sua remoção sendo, portanto, de retirada mais difícil
durante a secagem (Lasseran, 1981).
A camada intermediária (H2) iniciou a secagem de forma efetiva depois de decorrido
um período de tempo, correspondendo com a chegada da frente de secagem à posição,
juntamente com o aumento da temperatura, justificada pelo fato de que nesse período o calor
ter sido empregado na evaporação da água e aquecimento da primeira camada (H1).
18
Na parte superior da massa de sementes (H3) a mais distante em relação à entrada do
ar, inicialmente ocorreram acréscimos no teor de água pela transferência de umidade das
camadas inferiores às superiores. Somente nas últimas coletas foi observada redução do teor
de água de forma representativa, visto que, as camadas inferiores estão mais secas,
possibilitando que o ar permaneça com poder secante.
As tendências de secagem também estão de acordo com Romano Filha (1997), ao
afirmar que o processo de secagem de um produto, sob condições constantes de temperatura,
umidade relativa e fluxo do ar, pode ser dividido em um período de velocidade de secagem
constante e outro decrescente.
Analisando-se em conjunto a Tabela 4 e a Figura 3 observamos que conforme
aumenta a temperatura da massa de sementes, vai reduzindo o teor de água da massa nas
alturas correspondentes. Na camada (H2), a temperatura da massa começou a aumentar a
partir das 10h00min, correspondendo ao momento em que se observa na Figura 3 o início da
redução do teor de água, o mesmo ocorre para a altura (H3), onde se observa o aumento da
temperatura e o início da secagem da camada a partir da 15h00min de secagem.
Na Tabela 5 estão apresentados os dados referentes às determinações conduzidas
durante a secagem estácionária dos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador)
A temperatura média do ar de secagem alcançou 40 +/-1ºC, enquanto que a
temperatura do ar ambiente variou entre 15 e 19ºC. Desta forma, ocorreu um aquecimento do
ar de secagem de 21+/- 2ºC, na temperatura do ar ambiente. Esta alteração, aplicada ao
gráfico psicrométrico, considerando a umidade relativa do ar, permitiu concluir que o ar
aquecido passou a apresentar a umidade relativa em torno de 25%.
A temperatura da massa de sementes no ponto H1 manteve-se crescente até
17h30min de secagem permanecendo a partir daí praticamente invariável, isto quer dizer que
alcançou a temperatura do ar de secagem permanecendo em equilíbrio.
19
Tabela 5. Dados referentes às determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 40 +/-1ºC.
Ambiente T(ºC) da massa de sementes Tempo de
secagem T (ºC) UR (%)
UR(%) do ar
insuflado H1 H2 H3 ∆=H1 –H2 ∆=H1 –H3
00h00min 18 93 25 -- -- -- -- --
02h30min 18 90 25 24 22 22 02 02
05h00min 18 92 23 26 25 25 01 01
07h30min 19 100 27 31 25 24 06 07
10h00min 19 100 26 35 26 25 09 10
12h30min 18 100 25 37 26 25 11 12
15h00min 17 100 25 38 29 26 09 12
17h30min 16 100 25 40 33 26 07 14
20h00min 15 95 22 39 36 28 03 11
22h30min 16 100 25 39 38 33 01 06
25h00min 15 95 24 39 38 37 01 02
No ponto H2 ocorreu um acréscimo considerável nas primeiras 2h30minde secagem,
permanecendo após, por um período de 10h00min praticamente invariável. Isto porque nesse
período, como nas secagens descritas anteriormente, o calor foi quase em sua totalidade
consumido na primeira camada (H1), fato que retardou o início da secagem na camada (H2).
Na camada H3, por ser a mais distante em relação à entrada do ar, foi observado um
aumento na temperatura da massa de sementes, na primeira coleta de dados após inicio da
secagem, sendo que deste momento em diante permaneceu quase que invariável por
17h30min, quando iniciou a ter aumentos apreciáveis na temperatura da massa permanecendo
assim até o término da secagem.
Na Tabela 5, quando observamos as diferenças de temperaturas da massa de
sementes entre as camadas, notamos que a diferença de temperatura entre H1 e H2 aumenta até
12h30min, sendo que a partir daí ocorrem decréscimos nesta diferença, o mesmo ocorre com
H1 e H3 a partir das 17h30min de secagem. No secador comercial este processo ocorreu de
20
forma semelhante, porém com menor intensidade, possivelmente devido a temperatura do ar
de secagem ser mais baixa.
y 1= 0,0141x3 - 0,2719x2 + 0,4849x + 17,773 R2 = 0,9973
y 2= -0,1321x2 + 0,8763x + 16,872 R2 = 0,9811y 3= -0,0203x3 + 0,2508x2 - 0,7674x + 18,581 R2 = 0,991
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
0h00
min
2h30
min
5h00
min
7h30
min
10h0
0min
12h3
0min
15h0
0min
17h3
0min
20h0
0min
22h3
0min
25h0
0min
Tempo (hora)
Teor
de
água
(%)
H1 H2 H3
Figura 4 – Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes
de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L4, L5 e L6 (protótipos de secador).
A Figura 4 mostra as tendências da evolução da frente de secagem nas camadas de
sementes, sendo semelhantes, ás encontrados nos lotes L1, L2 e L3
Sendo assim, pode-se dizer em linhas gerais, que o comportamento da curva de
secagem em todos os lotes foi semelhante. Permite dizer também que a temperatura da massa
de sementes cresce lentamente da camada inferior para superior, atingindo na massa de
sementes da primeira camada, temperatura igual a do ar de entrada de sementes,
estabelecendo-se em equilíbrio.
Quando compararmos à secagem do secador comercial (47 +/-3ºC) com os protótipos
de secador (40 +/-1ºC), devido à variação das temperaturas, ocasionou uma redução de 0,35
pontos percentuais de água/hora para 0,27 pontos percentuais água/ hora significando mais
21
5h00min no tempo de secagem, o que concorda com relatos de Romano Filha (1997), que na
secagem de sementes de milho em espigas, constatou que aumentando a temperatura do ar de
entrada, aumenta a velocidade de secagem. Afirma reduzindo assim o tempo de secagem, diz
ainda à autora que ao aumentar a temperatura de 35ºC para 50ºC reduz à metade o tempo de
secagem.
Comparando ainda as secagens se observa que, o inicio da redução do teor de água
nas diferentes alturas de camadas, corresponde ao momento de aumento da temperatura da
massa no ponto. Sendo que o mesmo fato foi verificado e explicado para a secagem em
secador comercial dos lotes (L1, L2 e L3) utilizando as temperaturas 47 +/-3ºC.
Tabela 6. Dados referentes às determinações do perfil do teor de água nas camadas de
sementes, logo após término da secagem estacionária, dos lotes L1, L2 e L3 (secador comercial) e L4, L5 e L6 (protótipos de secador).
Pontos Secador comercial
L1, L2 e L3
Protótipos de secador
L4, L5 e L6
H1 (0,10 m) 9,0 8,9
H2 (0,40 m) 10,6 10,6
H3 (0,70 m) 13,5 13,4
Média do teor de água (%) 11,0 11,1
∆=H1 –H3 (%) 4,5 4,5
Na Tabela 6, observa-se à variação do teor de água das sementes nas diferentes
alturas da camada, indicando uma diferença de 4,5 pontos percentuais entre a camada superior
e a inferior, mantendo-se na camada intermediária (H2) 1,5 pontos percentuais acima da
inferior e 3,0 pontos percentuais abaixo da superior. Tal fato permite afirmar que as sementes
da camada superior por estarem mais afastadas da entrada do ar aquecido, sofreram menor
influência. Isto vai de encontro com a afirmação de Peske & Villela (2003), que a secagem
estacionária caracteriza-se por ocorrer em sucessivas camadas, ou seja, quando as sementes da
primeira camada atingem o equilíbrio higroscópico com o ar de secagem, as sementes da
22
segunda camada estão intercambiando água com o ar da frente de secagem e as sementes da
terceira camada permanecem úmidas por estarem adiante da frente de secagem.
Utilizando secador estacionário de fluxo radial na secagem de sementes de milho
Cavariani et al. (1999), verificaram ao final da secagem, que os gradientes de umidade
oscilaram entre 2,6 e 4,7 pontos percentuais. Segundo os autores valores próximos foram
verificadas por outros autores em sementes de arroz (Correa, 1981) e de soja (Pasin, 1991),
submetidas à secagem em equipamento semelhante.
Para Dalpasquale (1987), gradientes de quatro a cinco pontos percentuais
normalmente não causam efeitos prejudiciais às sementes, uma vez que, na descarga do
secador, ocorre mistura suficiente para equalizar a distribuição de umidade pela massa.
As médias do teor de água das sementes no final da secagem atingiram 11%, fato
resultante do baixo fluxo do ar (embora recomendada para tal secador). Para atingir 13,5% de
teor de água na camada superior (H3), a camada inferior (H1), sofreu uma super secagem,
atingindo nove pontos percentuais.
Observações importantes para a secagem estacionária de sementes de milho:
Na secagem estacionária, utilizando alta temperatura e baixo fluxo do ar é
recomendável a elevação da umidade relativa do ar de secagem para 40% após 12 horas de
operação, reduzindo-se os riscos do trincamento e super secagem das sementes na camada
mais próxima da entrada do ar aquecido;
A elevação do fluxo do ar na secagem estacionária possibilita maior rapidez na
operação, com menos efeitos prejudiciais a qualidade física das sementes;
Para a secagem de sementes de milho, não recomenda-se o emprego de temperaturas
superiores a 40ºC, devido aos eventuais riscos de trincamento das sementes na camada mais
próxima da entrada do ar aquecido.
23
CONCLUSÕES
!"A secagem estacionária empregando ar de secagem com temperatura de até 47ºC, não
causa efeitos imediatos prejudiciais à qualidade fisiológica das sementes de milho;
!"Na secagem estacionária, utilizando fluxo de ar de 5,0m.3min.-1ton.-1 com umidade
relativa inferior a 25%, ocorre super secagem na camada inferior e retardamento na
camada superior, resultando em gradientes de umidade das sementes, no final da
secagem, de até 4,5 pontos percentuais;
!"O aumento da temperatura do ar de secagem de 40ºC para 47ºC, utilizando fluxo do ar
de 5,0m.3min.-1ton.-1, determina elevação na taxa de remoção de água de 0,27 para
0,35 pontos percentuais por hora, e aumento da percentagem de sementes de milho
com fissuras internas;
!"Quando a camada de sementes mais próxima da entrada do ar aquecido atinge teor de
água inferior a 14%, camada seguinte começa a secar.
24
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