69
Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica Área de Concentração – Termociências Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural e Forçada Para a Secagem do Coco Licuri Natal – RN Maio 2012 Jose Menezes da Silva

Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica Área de Concentração – Termociências

Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural e Forçada

Para a Secagem do Coco Licuri

Natal – RN

Maio 2012 Jose Menezes da Silva

Page 2: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural e Forçada

Para a Secagem do Coco Licuri

Dissertação de conclusão do curso de pós

graduação nível mestrado, em engenharia

mecânica, área de concentração Termociências,

na UFRN – Universidade Federal do Rio

Grande do Norte, sob a orientação do professor

doutor José Ubiragi de Lima Mendes.

Natal – RN

Maio 2012

Page 3: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

Joel Nogueira Gonçalves

Silva, José Menezes da

Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural e Forçada para a Secagem do

Coco Licuri.

DISSERTAÇÃO APRESENTADA NO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA, NÍVEL MESTRADO, ÁREA DE CONCENTRAÇÃO TERMOCIÊNCIAS, DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE, MODALIDADE MINTER COM CEFET-BA - CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA. Palavras chave: energias renováveis, secador solar, convecção forcada, eficiência na secagem.

Page 4: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

Aprovada em ____/_______/______

BANCA EXAMINADORA

_______________________________________________________

ORIENTADOR – Prof. Dr. José Ubiragi de Lima Mendes (UFRN)

___________________________________________________________

COMPONENTE – Prof. Dra. Djane Santiago de Jesus (IFBA)

____________________________________________________________

COMPONENTE – Prof. Dr. Luiz Guilherme Meira de Souza (UFRN)

.

Page 5: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

DEDICATÓRIA

A minha esposa, por me compreender e

me apoiar com tanto carinho algumas

ausências do convívio familiar, e pelo

constante incentivo para que mais esta

etapa de construção de conhecimento

fosse concretizada, em especial aos

meus pais Sr. José Porfírio da Silva e

Maria Menezes de Fragos Silva que

podem compartilhar juntos comigo mais

esta conquista.

Page 6: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

AGRADECIMENTOS

Com muito carinho e respeito agradeço ...

... a Deus, por ter me dado, força e

discernimento para chegar até aqui,

... aos meus familiares, pelo apoio,

incentivo e compreensão,

principalmente quanto ao

distanciamento provocado,

... aos professores pelas inestimáveis

contribuições na construção deste

projeto,

... aos colegas pelos bons momentos de

convivência e por todas as superações

que juntos realizamos, nesta jornada

acadêmica,

....ao professor Luiz Guilherme, por

compartilhar sua tenacidade e

determinação,

....a professora Djane Santiago de Jesus,

pelo incentivo e apoio,

.....ao meu orientador, professor José

Ubiragi Mendes, pela compreensão e

respeito e por conseguir me passar um

pouco de seu conhecimento e equilíbrio.

Page 7: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

RESUMO

O licuri (Syagrus coronata (Martius) Beccari) é uma palmeira nativa do Brasil,

largamente disseminada por todo o semi-árido do país. O fruto do licuri, conhecido pela

mesma denominação da palmeira, é totalmente comestível. Apesar do grande potencial

nutritivo e oleaginoso do licuri, pouca atenção tem sido dada para o estudo detalhado do

valor nutritivo deste fruto. Nesta dissertação será estudado a viabilidade para utilização

dos secadores solar de convecção natural e forçada (SSSEICF) sendo comparados com a

secagem tradicional ao ar livre, para a secagem do coco licuri.

O estudo levou a construção de dois protótipos de secador solar para a realização de

experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e

Convecção Natural construído com madeira, possui uma câmara de secagem direta com

cobertura de lamina de vidro transparente de 4 mm, com utilização de técnicas para o

correto isolamento da câmara de secagem e o Sistema de Secagem Solar de Exposição

Indireta e Convecção Forçada, fabricado com chapas de aço galvanizado, tem a câmara de

secagem indireta com cobertura de lâmina de vidro transparente de 6 mm, tendo a

utilização de técnicas para correto isolamento da câmara de secagem e a inserção do

equipamento de exaustor eólico de ar responsável direto pela convecção forçada de ar da

câmara de secagem indireta.

Os dois protótipos foram analisados comparativamente quanto ao desempenho e

eficiência com a secagem tradicional em uso pela comunidade extrativista. Foram avaliados

quanto as variáveis: tempo e taxas de secagem e qualidade final das amostras de coco licuri.

Os frutos foram colhidos e trazidos do povoado de Ouricuri, na cidade de Caldeirão

Grande BA, para a realização dos experimentos comparativos entre os três métodos de

secagem foi utilizada uma carga padrão com 4,0 Kg.

A análise quantitativa para o resultado da taxa de secagem, foi encontrado

rendimento de 74% e 44% para o convecção natural e convecção forçada respectivamente,

em comparação com a secagem tradicional. Essas taxas de secagem representam variação

de 3 a 5 vezes menor.

Page 8: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

A análise qualitativa das amostras de fruto e das amêndoas mostrou: que, a secagem

utilizando a convecção natural apresentou boa qualidade para o licuri, porém foi constatada

uma alteração sensorial no sabor, conhecida como “coco velado”.

A secagem utilizando a convecção forçada apresentou melhor qualidade do licuri,

foi encontrada uma coloração avermelhada na polpa, representando que foram mantidas as

quantidades do nutriente beta caroteno e não se percebeu a mudança de sabor do sistema

anterior, os custos finais de construção desse sistema foram maiores.

Os protótipos construídos obtiveram vantagem competitiva e atestou perfeitamente

para solucionar a dificuldade tecnológica encontrada anteriormente na produção de

produtos a base do coco licurí. Permitindo agregar valor e elevar as possibilidades de

aproveitamento do fruto pelas comunidades extrativistas da região semi-árida da Bahia.

Palavras Chave: energias renováveis, secador solar, convecção forcada, licuri.

Page 9: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

ABSTRACT

Licuri is a palm tree from the semiarid regions of Bahia State, Brazil. It is an important

source of food and feed in that region, since their nuts are commonly eaten by humans and

used as maize substitute for poultry feeding. The aim of this dissertation is to study the

feasibility for use of natural convection solar dryers and forced being compared with the

traditional drying outdoors for drying coconut licuri Syagrus coronate.

The study led to the construction of two prototype solar dryer for carrying out experiments

proving: model Solar Drying System Direct Exposure to Natural Convection built with

wood, has a drying chamber with direct cover transparent glass laminates 4 mm, using

techniques for proper isolation of the drying chamber.

The two prototypes were comparatively analyzed for performance and drying efficiency

with traditional extractive use by the community. Were evaluated the variables: time and

drying rates and quality of the final samples of coconut licuri. The fruits were harvested and

brought the town of Ouricuri, in the city of Caldeirão Grande, BA for the experiments

comparing the three methods of drying was used a standard load of 4.0 kg

The quantitative analysis for the result of the drying rate was found in 74% yield and 44%

for natural and forced convection respectively compared with the traditional drying. These

drying rates represent variation 3-5 times lower.

Drying using forced convection licuri showed better quality, was found in a reddish pulp,

representing the quantities that were kept of the nutrient beta carotene, and not notice the

flavor change from the previous system, the final cost of construction of this system were

higher .

The prototypes built competitive advantage and had testified fully to resolve the technical

difficulties previously encountered in the production of products made of coconut

licuri. Allowing add value and increase their potential use for the fruit extractive

communities of semi-arid region of Bahia.

Keywords: renewable energy, solar dryer, forced convection, licuri.

Page 10: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

SUMÁRIO

Lista de Figuras 11

Lista de Tabelas 12

Nomenclatura 13

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

1.1. Objetivo Geral

1.2. Objetivos Específicos

CAPITULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

20

20

2.1. A Importância das Energias Renováveis 21

2.2. A Energia Solar e sua Importância 21

2.3. A Tecnologia da Secagem 26

2.4. Tipos de Secadores 28

2.5. Sistemas de Secagem Solar 29

2.6. Secagem de Alimentos Utilizando Secador Solar 31

2.7. O Coco Licuri ( Syagrus Coronata ) 32

2.8. Caldeirão Grande: aplicação da tecnologia 40

CAPÍTULO 3 - MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. Coleta e Preparo do Fruto do Licuri

3.2. Secagem Modelo Tradicional – Secagem ao Ar Livre

3.3. Secagem Solar de Exposição Direta com Convecção Natural

3.4. Sistema de Secagem Solar de Exposição Indireta e Convecção Forcada

3.5. Realização dos Experimentos

3.6. Metodologia das Análises

3.6.1. Analises Físico Químicas

43

44

44

46

48

49

49

Page 11: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

3.6.2. Extração do Óleo das Amêndoas do Licuri

3.6.3. Analise Sensorial

CAPITULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1. Eficiência Térmica Para o Sistema de Secagem Com Secador Com Exposição

Direta e Convecção Natural (SSSEDCN)

4.2. Eficiência Térmica Para o Sistema de Secagem Com Secador de Exposição

Indireta e Convecção Forçada (SSSEICF)

4.3. Avaliação Físico Química do Óleo Obtido Com Amêndoas Secadas Pelos

Sistemas de Secagem Tradicional e Convecções Natural e Forçada

50

50

53

57

CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES E SUGESTÕES

61

5.1 – Conclusões 64

5.2 – Sugestões 65

6. Referencias Bibliográficas 66

Page 12: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1. Palmeira Licuri – Caldeirão Grande – BA, 2006 33

Figura 2.2. Palmeira Licuri: Caule (A), Frutos (B), Folha (C), e Inflorescência (D). 34

Figura 2.3. Licuri in natura: amêndoa (1), polpa (2). 35

Figura 2.4. Germinação (A) e Muda (B), do Licuri. 36

Figura 2.5. Arara-azul-de-lear alimentando-se de Licuri. 37

Figura 2.6. Cadeia Produtiva do Licuri, GPPQ, 2011.

Figura 2.7. Mulher “colhendo” Licuri, Caldeirão Grande – BA.

Figura 2.8. Mapas do Território de Identidade Piemonte Norte do Itapicuru e

Município de Caldeirão Grande.

Figura 2.9. Desvantagem da secagem tradicional do licuri.

39

40

41

42

Figura 3.1. Agricultora colhendo licuri. 43

Figura 3.2 Secador Solar de exposição direta com convecção natural em Caldeirão

Grande,Bahia.

45

Figura 3.3. Sistema de secagem solar de exposição indireta e convecção forçada,

instalado no LABTECA.

47

Figura 4.1. Fruto do licuri com polpa no primeiro (A) e quinto(B) dia de secagem no

secador solar com convecção natural.

53

Figura 4.2. Temperatura no interior da camara de secagem no secador solar de

exposição direta e convecção natural durante a secagem do licurí com polpa.

Figura 4.3. Temperatura no interior da camara de secagem no secador solar de

exposição direta com convecção natural e a temperatura ambiente durante a

secagem do licurí com polpa.

Figura 4.4. Teor de umidade para o licuri submetido a secagem tradicional e

secagem em secador solar de convecção forçada.

Figura 4.5. Temperatura no interior da camara de secagem no secador solar de

exposição indireta com convecção forçada e a temperatura no método tradicional

durante a secagem do licurí com polpa.

54

56

58

60

Figura 4.6. Comparativo das temperaturas no interior das camaras de secagem. 61

Page 13: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

LISTA DE TABELAS

Tabela 4.1 - Relação entre a temperatura do ar de secagem e o tempo gasto no

processo de secagem natural.

55

Tabela 4.2 - Teor de umidade para o licurí submetido a secagem no secador solar

de exposição direta e convecção natural.

57

Tabela 4.3 - Dados de ensaio para o licurí com polpa em secagem forçada

indireta.

57

Tabela 4.4 - Dados comparativos entre os sistemas de secagem com convecção

natural e com convecção forçada no processo de secagem do fruto licuri.

59

Tabela 4.5 - Características físico-químicas do óleo de licuri obtido pelas

amêndoas prensadas à frio.

63

Page 14: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

NOMENCLATURA

A = área de coleção (m2)

αp = absortividade da placa

Cp = calor específico do fluido (ar) (J/kg°C).

∆T = gradiente de temperatura entre entrada e saída do fluido (oC).

I = irradiação solar global (W/m2)

Pabs. = potência absorvida (W)

Pp = potência perdida (W)

Pu = potência útil (W)

m = massa (kg)

ηt = eficiência térmica do sistema (%)

∆T = variação da temperatura ambiente (°C)

∆t = variação do tempo (h)

τv = transmissividade do vidro

ηt = eficiência térmica (%)

Page 15: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

14

CAPITULO 1

1.1 - INTRODUÇÃO

Nos últimos anos o Brasil tem registrado bons exemplos de soluções inovadoras

voltadas para a promoção do desenvolvimento social visando a melhoria da qualidade de

vida, principalmente, das classes menos favorecidas da nossa população (SILVA,2008).

O progresso social existe quando as condições de vida dos indivíduos melhoram,

elevando o índice de desenvolvimento humano e diminuindo os riscos sociais. Iniciativas

que difundam a disseminação e popularização da ciência e tecnologia, são fundamentais

para o desenvolvimento de habilidades individuais e coletivas que venham a auxiliar a

minoração de dependência do Estado no que diz respeito a melhoria da qualidade de vida

de cidadãos.

Sendo o Nordeste brasileiro uma região com grandes disparidades

socioeconômicas frente às demais, faz-se necessário, por parte das Instituições difusoras do

saber, uma ação mais atuante que venha a implantar esta disseminação do saber.

A Bahia é o estado da região Nordeste do país que tem uma das maiores áreas e

onde se observa também grandes problemas de ordem social, principalmente no interior.

Conforme Sampaio 2008, o estado baiano possui o número de municípios mais elevado no

semiárido, atingindo 23,4% do total, o que equivale a 63,9% das cidades da Bahia, ou seja,

dos 417 municípios baianos, 265 estão localizados na região semiárida.

No que diz respeito também à demografia, a Bahia também se destaca no tocante à

população residente na região semiárida, representando 27,3% desse território, conforme

dados do IBGE.

O semi-árido baiano, é caracterizado, no tocante à aspectos socioeconômicos e

geoambientais por uma estrutura espacial heterogênea, apresentando, consequentemente,

um espaço interno diversificado, dificultando homogeneização dos dados estudados.

Conforme ainda esses autores, nessa complexidade do espaço geográfico podem ser

identificadas áreas rurais, urbanas, agricultura moderna, agricultura de subsistência,

Page 16: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

15 agricultura de sequeiro, agricultura irrigada, além de áreas industrializadas e zonas de

comércio.

Além do importante patrimônio histórico-cultural, um aspecto relevante no

semiárido baiano é a permanência das culturas tradicionais adequadas às condições daquela

região, onde destaca-se o licuri, cultura esta que tem cooperado para a sobrevivência das

populações de menor poder aquisitivo e se constituído em um fator preponderante para o

desenvolvimento regional. Neste sentido, o aproveitamento das capacidades naturais da

região semiárida baiana, destacando-se a agricultura familiar, com vistas ao

desenvolvimento regional torna-se de extrema importância.

A escassez de chuva acaba por dificultar o desenvolvimento da agricultura no semiárido,

principalmente na Bahia. Entretanto, esta região possui uma vegetação peculiar, a xerófila,

adaptável à pouca umidade e, possuindo um potencialidade forrageira – ou seja, utilizadas

para alimentação de gado, frutíferas, ornamentais e, muitas delas, medicinais, se explorada

de forma sustentável, pode-se tornar grande provedor de rendar de muitas populações na

região semiárida nordestina e, em especial, baiana.

Conhecido popularmente também como nicuri, ouricuri e aricuri, e tendo como

nome científico SyagrusCoronata – da família Palmae -, o licuri, conforme já afirmava

Bondar (1938), é nativa do semiárido baiano, principalmente, nos municípios de Jaguarari,

Bonfim, Pindobaçu, Caldeirão Grande, Caié, Jacobina, Itiúba, Cansação, Monte santo,

Queimadas, Miguel Calmon, Campo Formoso e outros municípios do semiárido baiano,

entretanto, as zonas de maior concentração, na década de 1960, era Bonfim e a Encosta da

Chapada Diamantina. A população baiana de palmeiras nativas, na década de 1930, era de

cerca de 5 bilhões, tendo base média de 200 pés de licuris por hectare (BONDAR, 1938).

Conforme Bondar (1938), um cacho de licuri possui cerca de 100 frutos, pesando, cada

fruto, cerca de 5 gramas. Já a amêndoa, extraída do caroço, o coquilho, não ultrapassa,

conforme o autor, 1,5 gramas. É estimado o rendimento médio de meio quilo de amêndoa

por cacho.

O licurizeiro tem sua produção registrada durante todo ano, tendo como período de

safra, conforme Bondar (1938), os meses de março, junho e julho. Há indícios de que esses

Page 17: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

16 meses possam ser considerados de maior incidência de produção devido à intensidade da

chuva durante este período.

Podendo chegar, quando adulto, à uma altura de até dez metros,o licurizeiro, apesar

de ainda ter o extrativismo com a sua maior forma de exploração, é considerado uma das

principais fontes de renda dos municípios dos municípios do semiárido baiano, sendo

considerada uma palmeira com 100% de aproveitamento. O aproveitamento da amêndoa

do licuri no semiárido para o consumo por crianças e adultos, bem como transformada em

procedimentos elementares ou como fornecedor de óleo e leite para alimentação, tem seu

registro datado dos primórdios da colonização portuguesa.

O tronco serve para a fabricação do bró, uma farinha que serve de alimentação,

principalmente no período da seca. As folhas, além de servir para forragem para os animais,

antigamente utilizadas para cobrir as casas de sertanejos, atualmente são utilizadas em sua

maioria para o artesanato, tais como desenvolvimento de chapéus, peneiras, bolsas e

utilidades domésticas, além da possibilidade de extração de excelente fibra, que pode

originar em compósitos, briquetes, Chapas de fibras de licuri (que serve para construção de

móveis, divisórias etc), além da cera, que serve para fabricação de cosméticos. Da polpa, é

possível a fabricação de sorvetes, farinha para bolos e mingaus, ração para animais

ruminantes, licores e essência. A casca possibilita a obtenção de Carvão Vegetal, Carvão

Ativado, Ácido acético, Briquetes, Artesanatos, Decorativos, Bijuterias e Utilidades; Já das

amêndoas pode-se adquirir barras de cereais, glicerina, óleo comestível, biodiesel, leite de

coco, cosméticos, tortas residuais para ração animal (GPPQ-CEFET, Bahia).

Pesquisas desenvolvidas pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

da Bahia sobre o valor nutricional e o peso socioeconômico do licuri revelou que neste

fruto são encontradas as seguintes substâncias: na polpa ou drupa – cálcio, magnésio, cobre

e zinco e, na amêndoa (dentro do coquilho) – cálcio, magnésio, cobre, zinco, ferro,

manganês e selênio (MEC, 2006), substâncias indispensáveis à sobrevivência humana e que

contribuem para o combate à fome, bem como doenças tais como problemas de visão,

cânceres, doenças do coração, artrite, arteriosclerose, combate à anemia e os distúrbios da

aprendizagem, diabetes, asma e osteoporose. Diversos produtos foram desenvolvidos a

partir dessa pesquisa, (tais como complemento alimentar (barra de cereal), compotas,

Page 18: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

17 sorvetes, geléias, iogurtes, cocadas, doces, licor e farinha) fortalecendo a cadeia produtiva

do fruto, bem como possibilitando a inclusão produtiva da população do semiárido que tem

no licuri sua principal fonte de renda.

A exploração extrativa do licuri compete, acirradamente, na ocupação de mão-de-

obra, com outras atividades agrícolas regionais, sendo utilizada para complementar a renda

familiar.

Um cacho de licuri médio possui, conforme LIMA (1961), cerca de 500 frutos, os

quais devem ser apanhados “de vez ou maduros”. Esta maturação do licuri se dá de forma

licuri é rápida, levando à queda do fruto, que se depositava ao pé do licurizeiro ou “cama”,

como é denominado. Ao cair e ficar depositado ao chão, o coquilho acaba por sofrer a

contaminação pelo germe de bicho de coco, conhecido cientificamente, por

Pachimerusnucleorum, germe que acaba por destruir o licuri. Tradicionalmente, o

aproveitamento do licuri envolve um modelo de extrativismo artesanal, restringindo-se à

produção de amêndoa do licuri a partir de resíduos do processo de quebra do coco in natura

com pedra, geralmente realizado por mulheres e crianças, no entanto, é comum no turno da

noite toda a família, inclusive os homens, se ocuparem na debulha. O processamento do

licuri começa com de colheita que se dá durante todo o ano, com destaque no período de

novembro a abril. As colheitas são realizadas em camas no chão e nos currais de bovinos e

caprinos, os frutos expelidos após a ruminação, muito poucos frutos são colhido

diretamente no palmeiral.

Neste sentido, através das pesquisas realizadas para o desenvolvimento de

produtos alimentícios, bem como a aproximação com a comunidade do semiárido baiano, o

Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia da Bahia, juntamente com comunidade

do município de Caldeirão Grande – Bahia, na perspectiva de fortalecer a Cadeia Produtiva

do Licuri, identificou três demandas por Tecnologias Sociais no processo produtivo do

licuri,

Apesar da inexistência de estatísticas oficiais, o desperdício de licuri na Bahia é

estimado em mais de 40% da produção, ou seja, mais de 14 milhões de toneladas. Por outro

lado as condições de coleta, manuseio e armazenamento impende a implementação do uso

para fins alimentícios e o fortalecimento da cadeia produtiva do licuri.

Page 19: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

18

Caldeirão Grande é um dos quatro maiores municípios produtores de licuri da Bahia

e aquele para o qual o extrativismo do licuri tem maior importância econômica e social.

Existem cerca de 900 famílias extrativistas cadastradas que mantêm vivos práticas e saberes

relacionados ao extrativismo e ao uso do licuri, condições fundamentais para o

desenvolvimento de TS. É o município cuja produtividade na extração vegetal do licuri é a

mais alta considerando tanto sua superfície quanto sua população. Além de ter uma mata de

licurizeiros avaliada em torno de mais de 15 milhões de palmeiras, cujo aproveitamento

econômico-produtivo não alcança menos de 0,1% de seu potencial.

Tais condições favorecem a implantação do projeto, já conhecido e aceito pelas

comunidades implicadas na sua implantação, o que faz de Caldeirão Grande um local

apropriado para o início do projeto. Objetivamente, a idéia de fortalecimento da cadeia

produtiva do licuri voltado para a geração de renda das famílias extrativistas locais e as

relações entre o IFBA e o lugar existem desde 2005 quando a equipe do Grupo de Pesquisa

e Produção em Química do então CEFET-BA iniciou trabalho de pesquisa aplicado à

cadeia produtiva do Licuri, tendo realizado reuniões com a comunidade identificando os

gargalos e problemas tecnológicos para cultura do Licuri. pesquisas iniciadas em 2003 por

professores e estudantes do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia -

IFBA, na época, ainda Centro Federal de Educação Tecnológica, identificaram uma gama

de potencialidades no fruto, bem como contribuíram no desenvolvimento de tecnologias

sociais e condições estruturais adequadas para o fortalecimento de toda cadeia produtiva do

licuri, agregando valor aos produtos, aperfeiçoando a organização da produção comunitária

e, conseqüentemente, gerando aumento da renda para as populações extrativistas

tradicionais.

Nas comunidades rurais, o licuri, catado no mato, era seco em terreiros e sem

condições higiênicas sanitárias, além de haver muita perda das amêndoas pelo

desenvolvimento do bicho do coco como também pela germinação do mesmo.

Nesta perspectiva, a presente dissertação, corrobora para o alcance destes objetivos

de fortalecimento da cadeia produtiva do licuri, motivada pela riqueza ambiental e o

comprometimento das mulheres agricultoras familiares do município e na um produto de

grande potencial econômico devidamente explorado pela agricultura familiar e que poderá

Page 20: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

19 transformar o município em referência regional do licuri. Assim, a avaliação da secagem do

licuri em secador solar fomentará a cadeia produtiva do licuri que significa, para Caldeirão

Grande e para o semi-árido, a transformação de uma atividade potencial em atividade real

de geração.

Ao mesmo tempo, o licurizeiro ainda possui expressivo valor ambiental,

participando da manutenção dos ciclos ambientais, como o ciclo da água e dos nutrientes.

Ressalte-se que grande totalidade dos licurizeiros é nativa, isto é, não cultivados, e

estão presentes nos mais diversos ecossistemas. Não se pode deixar de fazer referência

ainda, ao licuri ser o principal alimento da arara-azul-de-lear. Essas araras são uma das aves

mais raras do mundo. O Raso da Catarina, Bahia é o único lugar do mundo onde elas

podem ser encontradas.

Tendo em vista as necessidades do pequeno produtor rural do semiarido baiano,

buscou-se uma alternativa econômica, sustentável e ecologicamente viável para que estes

produtores pudessem obter uma renda complementar, por meio da utilização do secador

solar unidade de secagem de alimentos que utilize fontes renováveis e limpas de

combustíveis.

O problema principal consiste no melhor aproveitamento dos produtos agrícolas. A

secagem de alimentos possibilita também um aumento do tempo de consumo, paralelo a

isso há uma agregação de valor ao produto final que pode significar um aumento na receita

de até 20 vezes o valor do alimento comercializado in natura. O projeto de

desenvolvimento da unidade de secagem tem por objetivo dar uma outra destinação aos

alimentos que se perderiam no transporte ou na própria lavoura. Uma das premissas deste

empreendimento é que ele seja de baixo custo de implantação devido a utilização de

materiais alternativos e regionais e também pelo fato do próprio produtor executar toda a

montagem do equipamento. Toda a tecnologia deverá ser transferida por mio de cursos e

palestras nas comunidades rurais, bem como por meio de cartilhas explicativas e um

manual de implantação da unidade de secagem.

A composição desta dissertação está dividida em cinco capítulos. Neste primeiro

capítulo, a introdução, é apresentada a estrutura do trabalho. No capítulo dois será

explicitada uma discussão acerca dos conceitos de energia renováveis, energia solar,

Page 21: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

20 utilização deste tipo de energia para secagem de alimentos e os diferentes tipos de

secadores é também uma breve descrição do fruto licuri e seu peso socioeconômico. O

capítulo 3 apresenta a proposta em estudo, mostrando os métodos construtivos, princípios

de funcionamento e processos de fabricação e montagem, e apresenta também a

metodologia experimental empregada.

O capítulo 4 mostra os resultados e as discussões dos dados obtidos no levantamento

de desempenho comparativo das secagens com secador solar e método tradicional.

O quinto e último capítulo, constituído pela conclusão, será realizada a síntese e

análise das abordagens ao longo do trabalho, apresentando, se possível, expectativas para

realização de futuras pesquisas.

1.2 - Objetivos

1.2.1 - Objetivo Geral

Estudar a viabilidade de utilização de um secador solar de exposição direta para

secagem do coco licuri, visando a redução do tempo de secagem, obtenção de produto de

melhor qualidade, bem como seu emprego por comunidades de agricultores familiares do

semiarido baiano.

1.2.2 - Objetivos Específicos

1. Desenvolver, projetar e construir modelos de secadores solar de exposição direta

para secagem do coco licuri;

3. Avaliar a qualidade final do produto por meio da análise química, sensorial e física.

4. Implementar a utilização do secador solar para licuri em comunidades de

agricultores rurais EXTRATIVISTA DO LICURI em Caldeirão Grande.

Page 22: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

21 CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 - A Importância das Energias Renováveis

O homem ao direcionar o seu olhar para o futuro percebe o custo cada vez maior que

a energia tende a sempre ter e o que é pior, encontra-se na crise cada vez maior que

experimenta os combustíveis fosseis atualmente utilizados em grande escala, o que nos

preocupa com a possibilidade de racionamentos sempre crescente e mesmo o

desabastecimento o que para a sociedade moderna representa uma completa paralisação de

todas as suas atividades. As formas de suprimento de energia estão determinando o curso

do desenvolvimento social e econômico para um futuro cada vez mais próximo.

O suprimento de energia será a base para um elevado e sustentável nível de segurança

e conforto, a energia também determinará o balanço ecológico. As fontes energéticas e as

tecnologias que são usadas nos dias atuais influenciarão significativamente o futuro do

planeta.

Há também uma grande evidência de que a maioria das tecnologias energéticas em

uso não são ecologicamente apropriadas e tem o potencial de provocar sérias e irreversíveis

mudanças climáticas, bem como a constatação de que a quase totalidade destas fontes

energéticas não são renováveis e estão se esgotando rapidamente. Em função dessas

percepções, o direcionamento às fontes renováveis de energia é inevitável. As fontes de

energia eólica, solar e de biomassa são abundantes, amplamente distribuídas,

ecologicamente atrativas e renováveis. Essas fontes não poluem a atmosfera e não

contribuem para o aumento da temperatura do planeta.

2.2 - A Energia Solar e Sua Importância

O Sol é o responsável pela origem de praticamente todas as outras fontes de energia

conhecidas pelo homem. O aproveitamento dessa energia, inesgotável na escala terrestre de

tempo, tanto como fonte de calor quanto de luz, é atualmente uma das alternativas

energéticas mais promissoras para o enfrentamento dos novos desafios para a obtenção de

Page 23: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

22 energia em escala mundial.

O Sol fornece anualmente 1,5x1018 KWh de energia para a atmosfera terrestre, o que

corresponde a cerca de 10000 vezes o consumo mundial de energia no mesmo período de

tempo.

Os países tropicais, devido a excelente posição geográfica, possuem grande potencial

energético, encontrando potencial bastante favorável para a utilização dos equipamentos

solares. O Brasil possui significativo potencial solar com disponibilidade equivalente a 1,13

X 1010 GWh, no período de um ano, e uma das mais promissoras regiões para utilização da

energia solar é o Nordeste (QUEIROZ, 2005).

O aproveitamento da radiação solar pode ser dividido, conforme a aplicação, em

quatro grupos distintos: aplicações térmicas em geral, geração de força motriz diversa,

geração de eletricidade e geração de energia química.

As aplicações térmicas são aquelas em que a forma de energia necessária ao processo

final é o calor, como aquecimento de água, destilação, secagem de frutas e grãos,

refrigeração por absorção e adsorção, calefação e o cozimento de alimentos através de

fogões solares.

Para a obtenção de energia mecânica para tarefas específicas como bombeamento

d’água, irrigação, moagem de grãos, entre outras, as duas formas de obtenção mais comuns

são a obtenção de eletricidade por painéis fotovoltaicos e a posterior alimentação de um

motor elétrico ou, através da conversão térmica e alimentação de um motor de ciclo

térmico.

Para a obtenção de eletricidade, os métodos de conversão mais utilizados são a

conversão termoelétrica indireta que utiliza o efeito da termoconversão para obtenção de

calor e acionamento de uma máquina térmica; conversão termoelétrica direta, onde vários

fenômenos conhecidos permitem que a energia solar seja convertida diretamente em

eletricidade e a conversão fotovoltaica cujos princípios são conhecidos já a bastante tempo,

embora a sua utilização só tenha se intensificado após o ano de 1958 com a corrida

espacial pelas superpotências EUA e União Soviética, onde as fotocélulas obtiveram

bastante êxito como fonte de energia em satélites, dominando totalmente essa aplicação. As

instalações terrestres também se desenvolveram e atualmente os painéis fotovoltaicos são

Page 24: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

23 bastante difundidos, o mesmo se observa em relação a eficiência para as células

fotovoltaicas que tem crescido significativamente nos últimos anos, atingindo índices de

eficiência de 40% na Alemanha, um dos países que apresentam maior difusão para

utilização dessa forma de energia.

Finalmente, a energia solar pode ser aplicada a sistemas que produzam diretamente

energia química, o que representa um grande atrativo em função das vantagens inerentes

aos combustíveis como sua grande densidade energética, facilidade de distribuição e de

transporte, boa adequação à aplicação nos transportes e permitir armazenamento sem

degradação por longos períodos, compensando variações sazonais de produção.

Cada metro quadrado da superfície do sol emite aproximadamente 62,8 MW de

energia eletromagnética, que são lançados no espaço. A origem desta energia está em um

conjunto de reações termonucleares que ocorrem no núcleo do sol causando uma

diminuição em sua massa da ordem de 4,25 milhões de toneladas em cada segundo.

Embora esse dado seja avaliado como uma perda inimaginável seriam necessários 147

bilhões de anos (a idade de nosso sistema solar é estimada em 8 bilhões de anos) de

atividade solar, neste mesmo ritmo, para que a sua massa sofresse uma diminuição de um

por cento (1%) (BEZERRA, 2000).

Para ter-se uma ideia de tal potencial basta que se faça a seguinte análise: Considere-

se que a Terra recebe do sol, ao nível do solo, no máximo 1KW/m2, embora possa atingir

maiores picos em algumas regiões. Excluídas as regiões Ártica e Antártica, ela recebe em

média 3,6 KWh/m2.dia, nas massas continentais temos uma área de cerca de 132,5x1012

W/m2 (SOUZA, 2002). Portanto, a incidência solar sobre essas massas continentais é

4,77x108 GWh/dia, logo, a incidência em um ano é de 1,74x 1011GWh.

Considerando-se que o consumo energético anual atual corresponde a 1,5x108 GWh,

conclui-se que a energia solar disponível nas massas continentais representa mais de 1.000

vezes o consumo de energia da humanidade. Isso equivale a dizer que menos de 1% da

energia solar disponível nas massas continentais seria suficiente para suprir de energia à

humanidade. Considerando-se toda a área da Terra, vai para 1,02 x1013 GWh.

Uma vez que a luz solar está disponível em todas as regiões da Terra e pode ser usada

de forma descentralizada, a opção solar para a geração de eletricidade dispensa o caro

Page 25: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

24 transporte da energia através de redes de distribuição, inerentes ao sistema convencional.

Os equipamentos solares têm um grande potencial em países tropicais, entre os quais

se encontra o Brasil, com disponibilidade equivalente a 1,13x1010 GWh, por possuírem

significativos potenciais solares e receberem energia solar em quase todo o ano, como

acontece no nordeste brasileiro.

A radiação solar é atualmente usada para produzir potência através de duas

tecnologias: fotovoltaica e térmica. A tecnologia fotovoltaica tem um grande potencial e

parece ser um dos mais atrativos modos de obtenção de energia no futuro. Os sistemas

fotovoltaicos são atualmente mais confiáveis e econômicos que muitas outras tecnologias

energéticas por serem independentes, descentralizados e pelas alternativas de

aplicabilidade, gerando uma gama de produtos para consumo.

Um sistema fotovoltaico pode atuar em rede ou de modo independente. São muito

importantes para o desenvolvimento de países do terceiro mundo, pela escassez de

fornecimento de energia elétrica principalmente em áreas rurais, onde a energia elétrica

gerada pode ser usada de forma descentralizada.

Os métodos para a geração de potência térmica solar são essencialmente os mesmos

das tecnologias convencionais, porém o combustível usado é a energia térmica. Ao invés do

combustível fóssil, usa-se a radiação solar. A faixa de temperatura requerida para

aplicações domésticas e comerciais pode ser suprida com as tecnologias disponíveis de

conversão da energia solar em energia térmica.

Os sistemas térmicos solares para uso principalmente doméstico não necessitam de

alta eficiência, porém para uso em aplicações industriais e comerciais já estão sendo

desenvolvidos sistemas com alta performance. Tais sistemas permitem a obtenção de

temperaturas para pré-aquecer a água de alimentação de caldeiras, aquecer água e ar em

processos industriais e produzir vapor para gerar potência.

Um dos processos comerciais mais utilizados é a conservação de produtos

agropecuários através da técnica conhecida como desidratação ou conservação das frutas,

em que a técnica não promove alteração em suas propriedades nutritivas e biológicas. O

método consiste em se promover a redução do teor de umidade presente no produto, agindo

diretamente na atividade da água, o que impede o desenvolvimento de microorganismos e a

Page 26: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

25 ocorrência de reações químicas indesejáveis, que acabam por deteriorar os produtos,

tornando-os impróprios para o consumo (MADAMBA,2007).

Podem ser enumeradas as principais vantagens oferecidas por esta técnica está em

manter a concentração dos nutrientes e permitir um maior tempo de vida de prateleira para

os produtos. Além de manter o sabor praticamente inalterado por longo período. A secagem

é atualmente utilizada não apenas para a conservação dos alimentos, mas também permite

que sejam elaborados produtos diferenciados como exemplo: massas, biscoitos, iogurtes e

sorvetes entre outros (FIORENZE,2004).

Entre os diferentes equipamentos utilizados na secagem de alimentos podem ser

citados os secadores mecânicos e os secadores solar. A principal diferença entre esses

equipamentos encontra-se na energia utilizada para o aquecimento do fluido de secagem,

no modelo mecânico esta energia é oriunda da queima dos combustíveis fosseis, da lenha

ou através da utilização da eletricidade. No método da secagem solar, o gás é aquecido pela

energia solar, o que faz o modelo ser bastante utilizado na secagem de grãos e de sementes.

O desenvolvimento tecnológico atual, experimentado pela sociedade, tem permitido a

transformação da energia solar em calor. O que é de suma importância, frente ao atual

momento, em que os combustíveis fósseis apresentam escassez e preços elevados e ainda a

constante preocupação com a poluição causada pelos mesmos (SOUZA et al. 2007).

O Brasil apresenta um grande potencial, para utilização da energia solar, em quase

todo o território nacional, principalmente na região Nordeste onde se tem a presença do sol

em quase todas as épocas do ano (ANUNCIAÇÃO, 2007).

A energia solar representa uma das opções mais que vantajosas para viabilizar

projetos e promover o desenvolvimento regional em vários setores como: secagem de

frutos, aquecimento de água para uso comercial e doméstico e ainda na conversão de

energia solar em elétrica para aqueles locais de difícil acesso onde se faz necessário a

construção de muitos quilômetros de linhas de transmissão de redes elétricas

convencionais. Os sistemas de secagem solar apresentam aspectos importantes como baixo

custo de construção e de manutenção dos equipamentos (SINICIO, 2006).

A energia solar e a energia eólica são fontes inesgotáveis de energia não poluente,

capazes de atender a todas as necessidades da raça humana. Isto leva a reflexão para a

Page 27: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

26 urgente necessidade de utilização destas fontes de energia as quais atendam as necessidades

globais de forma sustentável e sem comprometer o crescimento econômico.

2.3 - A Técnica da Secagem

É uma técnica bastante antiga aplicada na conservação dos alimentos, o processo

consiste em se remover a água ou qualquer outro liquido do alimento em forma de vapor

para o ar saturado. O processo também consiste em se remover a água dos alimentos

sólidos, sendo uma forma para reduzir a atividade da água a qual tem por objetivo a

inibição do crescimento microbiano, evitando a deterioração do produto.

Esta tecnologia para conservação dos alimentos consiste na aplicação de alguns

princípios físicos e químicos: utilização de baixas e altas temperaturas, eliminação da água

presente nos alimentos (secagem, liofilização, desidratação osmótica, prensagem,

concentração), aditivos químicos e irradiação (SILVA, 2005).

A correria em que vive a sociedade moderna tem privilegiado a indústria de alimentos

chamados de instantâneos (prontos e semi-prontos), utilizando como matéria prima os

produtos submetidos a algum tipo de secagem, buscando com isso facilitar os processos de

manuseio e armazenagem . Para que os produtos sejam adequadamente secos é necessário

que uma quantidade de energia seja aplicada. Com isso é perceptível um grande

fortalecimento das técnicas de secagem, para alimentos e produtos agropecuários, que

mostram uma busca pela qualidade de vida, e a crescente utilização dos alimentos mais

saudáveis, com minimização de desperdícios de tempo contribuindo para a melhoria da

qualidade de vida da população.

Para que a secagem ocorra faz-se necessário que o meio esteja submetido a uma

temperatura superior a percebida no sólido úmido, o que leva a percepção da existência de

um fluxo de calor, possibilitando a vaporização da umidade. Outra característica é

explicada pela retirada de grande parte da água, inicialmente presente na constituição

intrínseca do produto, para ser finalizado com um nível máximo de umidade, onde não são

verificadas perdas de suas qualidades organolépticas e nutricionais (sabor e aroma). É um

processo simultâneo de transferência de calor e de massa, onde se é requerida energia para

Page 28: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

27 evaporar a umidade da superfície do produto para o meio externo o ar.

A técnica da secagem que realiza a remoção da água possibilita a conservação dos

produtos por não permitir a proliferação dos microorganismos e para os grãos a presença de

insetos que deterioram os produtos (PARK, 2007).

Durante muito tempo, a metodologia da secagem tradicional sempre consistiu em se

deixar exposto o produto no campo, sob a ação do sol e dos ventos, para que seja

descartada grande parte da umidade. É uma técnica que ainda hoje encontra aplicação

devido aos elevados custos empregados na metodologia da secagem artificial. A

metodologia conhecida como secagem tradicional é aquela que se realiza com o produto

exposto a céu aberto, em condições ambientais normais (PARK, 2007). Entre as várias

metodologias aplicadas na realização da secagem podem ser destacadas as mais

importantes:

a) secagem por convecção – um dos mais comuns em que o calor sensível é

transferido para o material por convecção. O agente da secagem (o ar pré aquecido) passa

sobre ou através do sólido, evaporando a umidade e retirando-a para fora do secador. As

condições da secagem podem ser controladas através da temperatura e do ar aquecido.

b) Secagem por condução – é a transferência do calor por contato físico. É favorável

quando o material a ser seco é muito úmido e a espessura do leito do material é reduzida.

c) secagem por radiação – a energia térmica pode ser suprida por uma série de fontes

eletromagnéticas, sendo que o transporte da umidade e a difusão do vapor no solido seguem

as mesmas leis físicas que a condução e a convecção.

d) secagem por liofilização – esta é a metodologia em que se baseia na sublimação da

água congelada do material sendo colocada em uma câmara de secagem onde a pressão está

situada abaixo do ponto tríplice da água. A energia é suprida por irradiação direta ou

condução nas bandejas aquecidas, sendo que as taxas para a temperatura do material não

ultrapassa o valor de zero grau célsius.

A umidade é então sublimada e se condensa em placas refrigeradas, localizadas em

uma câmara do secador, longe do material ou em um condensador separado. Esta é a

técnica em que o material secado não pode ser aquecido, nem mesmo com temperaturas

mais baixas. A secagem é a técnica que menos agride o material, produzindo produtos com

Page 29: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

28 melhor qualidade entre todos os outros métodos (PARK, 2007).

2.4 - Tipos de Secadores

Existe atualmente no mercado uma grande variedade de processos e equipamentos de

secagem, os quais são aplicados para se obter produtos com mais qualidade, dentre eles

podem ser citados:

O secador de bandejas – é bastante versátil, o produto a ser secado é exposto em

bandejas e submetido a uma corrente de ar aquecido. Podem ser utilizados por pequenas,

médias e grandes indústrias de alimentos: são operados por duas diferentes condições: na

primeira a câmara do aquecedor está cheia e o ar só será movimentado após a temperatura

atingir o grau desejado; já para a segunda, os produtos só deverão ser introduzidos no

secador após a temperatura e a circulação de ar serem encontradas em condições ideais. Um

dos inconvenientes apresentados encontra-se no fato da distribuição do fluido de

aquecimento não ser uniforme, o que leva a secagem dos produtos a ocorrer de maneira

diferente, uma tentativa para se minimizar o problema está na troca de posição das bandejas

com produto.

Secadores de túnel – nas indústrias de alimentos são utilizados para desidratar de

forma subcontinua, hortaliças e frutas apresentando grande capacidade de produção.

Possuem comprimento variado, sendo construídos com um túnel de 10 a 15 metros de

comprimento. A corrente do fluido pode ser material ou forcada e o seu fluxo pode ser

paralelo, contracorrente ou combinado.

Secador de leito de jorro – ocupam posição de destaque em operações que

envolvem partículas sólidas e fluidas. Um dos principais objetivos está em se realizar a

secagem de maneira eficiente, materiais, granulados, pastas e suspensões promovendo um

contato intimo entre o fluido e as partículas relativamente grandes as quais apresentam

fluidização com qualidade inferior.

Secador por aspersão ou atomização “spray-dryer” – utilizado para a secagem de

alimentos líquidos, exemplo leite, café solúvel, alimentos pastosos em suspensão. É

Page 30: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

29 constituído por uma câmara, geralmente cônica com diâmetro e comprimento precisamente

calculados, nele o fluido a ser processado é introduzido por aspersão, sob pressão. É um

processo continuo, no qual um liquido, ou pasta são transformados em produto seco,

caracterizando-se por um túnel de secagem relativamente curto. Consiste na atomização do

produto no interior da câmara de secagem em contato com uma corrente de ar quente que

pode atingir até 200 °C, com tempo de contato variando entre 20 e 30 segundos . Encontra

aplicação não apenas na indústria de alimentos, como também farmacêutica, cerâmica e de

detergentes etc.

Fornos secadores – encontram grande aplicação para a secagem de maçã, lúpulo,

malte e batata. A construção do modelo ocorre com a formação de dois pisos: o primeiro,

onde é colocado o produto a ser desidratado, o qual entra em contato com o ar aquecido,

através do calor gerado neste piso pelo forno, estufa ou outra fonte de calor. O ar aquecido

então passa pelo produto por corrente material ou forcada, através de um soprador ou

ventilador. Para que seja reduzido o tempo de secagem, o material deve ser colocado numa

agitação continua, porém mesmo após todos estes cuidados, ainda se verifica um grande

tempo de secagem .

2.5 - Sistemas de Secagem Solar

As pesquisas atualmente conduzidas estão sendo direcionadas para as aplicações em

sistemas que utilizam a secagem solar, principalmente pelas características de: baixo custo,

eficiência, simplicidade de fabricação etc. Os principais tipos são: secador de exposição ou

radiação direta e indireta por convecção natural ou forcada. O nome desse secador se deve

ao fato de receber diretamente a radiação solar na câmara de secagem e o de exposição

indireta por possuir um coletor solar plano, adicionado a uma câmara de secagem com

bandejas, onde o produto é distribuído sendo complementado por uma chaminé a qual

promove uma melhor circulação do fluido no interior da câmara e por consequência, no

produto.

A construção dos protótipos dos secadores pode ser realizada utilizando diversos

tipos de materiais: chapas metálicas, alvenaria, madeira, metais reciclados, perfis de

Page 31: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

30 alumínio, de ferro galvanizado e outros. O processo para escolha do tipo de material mais

adequado a construção deve primar pela obtenção da qualidade e eficiência para o produto

final, redução dos custos e elevação do tempo de vida útil para o protótipo. O sistema deve

garantir o melhor isolamento térmico, utilizando materiais com baixa condutibilidade

térmica, para que sejam evitadas perdas de calor no interior da câmara de secagem e a

cobertura deve possuir a melhor transparência possível com a utilização de vidro ou

plástico transparente com a espessura definida corretamente em projeto (BEZERRA, 2005

e POTTER, 2006).

O sistema utiliza para aquecimento do fluido de trabalho, a radiação solar que é um

tipo de radiação eletromagnética, onde a terra recebe a radiação com pequeno comprimento

de onda e retransmite de volta com grande comprimento de onda. Quando a radiação solar

incidente atinge a cobertura do secador, uma parte é absorvida causando uma elevação da

temperatura no interior da câmara de secagem, com consequente elevação da energia

térmica, resultando em uma radiação com grandes comprimentos e pequenas frequências, o

que consequentemente leva a radiação a ficar retida no interior da câmara de secagem,

promovendo um “efeito estufa” (SILVA, 2005).

Este efeito pode ser grandemente favorecido pela pintura da superfície absorvedora

com tinta preto fosco (GOMES, 2007). A construção da caixa do secador é em formato de

uma caixa retangular, por cima da estrutura é colocado um vidro transparente e na parte

frontal da estrutura da caixa uma entrada de ar frio e na parte posterior na outra

extremidade uma saída para expulsar o ar quente e úmido.

Segundo MELONI (2005), faz-se necessário o fornecimento de calor, para que seja

evaporada a umidade do produto e um meio de transporte para remover o vapor de água

que se forma na superfície do produto a ser secado. A maneira para se realizar a circulação

de ar, da câmara de secagem é transportar a umidade removida do produto para o meio

ambiente. Este processo pode ser realizado por convecção natural ou através de um

soprador ou ventilador o que caracteriza a convecção forçada.

No trabalho desenvolvido por MATTHEW (2001) é citado que o sistema solar pode

ser constituído com três componentes principais: a câmara de secagem onde o alimento é

processado; o coletor solar utilizado para aquecer o ar que constitui o fluido responsável

Page 32: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

31 pela secagem; e um componente diferente chamado de exaustor (airflow), a sua função é a

de facilitar e direcionar a circulação de ar no interior da câmara de secagem, a atuação

ocorre em forma de arrasto do fluido carregado de umidade para a saída superior do

secador.

O secador solar por secagem indireta tem a câmara de secagem apresentando uma

vantagem em relação a outros sistemas solares abertos, pois a estrutura construtiva ser de

maneira fechada permite a proteção do alimento de animais, insetos, sujeiras e da chuva,

além de permitir um eficiente sistema de isolamento com materiais de baixíssimo custo,

como exemplo da serragem da madeira, que melhora em muito a eficiência térmica.

A técnica da secagem natural, o ar entra no coletor em condições normais, depois

segue aquecido pela placa absorvedora e vai para a câmara de secagem onde é responsável

pela retirada da umidade do produto a ser secado. Na convecção forçada é adicionado um

ventilador e ou um soprador que é responsável por proporcionar uma maior vazão de ar

para a câmara de secagem.

O rendimento térmico de um secador é representado por ηt e pode ser calculado pela

seguinte equação: ηt = ṁCp.∆T/I.A, sendo que ηt = Energia útil / Energia incidente. Onde:

ṁ= vazão mássica em Kg/s;

Cp= calor específico, J/Kg.K;

∆T=variação de temperatura, valor final menos o valor inicial, K;

I=energia solar incidente, W/ m2

A=área do coletor, m2

2.6 - Secagem de Alimentos Utilizando Secador Solar

O secador solar é o equipamento utilizado para realizar a extração da água dos

produtos através das aplicações do calor, para realizar a secagem, inclusive alguns dos

melhores e mais eficientes modelos já estão sendo industrializados. A técnica da secagem

ou da desidratação dos alimentos, tem a finalidade de aumentar o tempo de conservação em

relação aos produtos in natura, esse procedimento, porém apresenta concentração do sabor

Page 33: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

32 e do seu valor nutritivo, além de apresentar facilidade de transporte e de manipulação no

preparo dos produtos. (CRUZ, 1990).

Algumas cidades no interior do semiárido apresentam sua exploração agrícola

bastante diversificada com grande vocação para a agricultura de subsistência com a venda

dos excedentes de produção, dentre as quais as frutas de época: umbu, cajá, caju, jaca,

mangas, etc.

Entretanto, a experiência mostra que nem toda a produção colhida encontra comércio

para ser vendida, devido principalmente a vulnerabilidade dos produtos, os quais são

bastante perecíveis ou pelo fato das propriedades rurais estarem situadas distantes dos

centros de consumo. Ao serem aplicadas as técnicas de secagem e de desidratação, as quais

representam um prévio tratamento dispensado para a produção, pode-se agregar valor e

minimizar as perdas, algumas das melhores técnicas encontram aplicações industrializadas

há bastante tempo, (CRUZ,1990).

Como principal resultado para o processo da desidratação dos alimentos, os mesmos

podem ser transformados em pó e adicionados a sopas, caldos e mingaus. Em sua forma

granulada, podem ser cozidos junto com arroz ou outros cereais. Em pó ou pequenos

pedaços, podem ser usados como ingredientes de pães, bolos e biscoitos. As frutas

desidratadas podem ser ingeridas em pedaços, cruas.

Uma das principais vantagens para essas técnicas estão na obtenção dos frutos

desidratados que bem acondicionados e embalados, possibilitará aumento da renda das

famílias dos agricultores. O que leva a um melhor aproveitamento da produção,

possibilitando o comércio dos produtos em período fora das safras e facilidade de

estocagem, contribuindo diretamente para o aumento da produtividade e dos lucros.

2.7 - O Coco Licuri

O licuri (Syagrus coronata) (Figura 2.1) é uma palmeira bem adaptada às regiões

secas e áridas da caatinga e possui grande potencial alimentício, ornamental e forrageiro;

sendo o seu manejo de grande importância para essas regiões, visto que as mesmas

apresentam limitações para a agricultura. No entanto, essa cultura ainda se encontra sendo

Page 34: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

33 explorada de forma extrativista. A palmeira do licuri possui tronco ereto, com comprimento

situado na faixa que vai dos 6 aos 10 metros de altura, apresenta cerca de 20 centímetros de

diâmetro, profundamente anelado. As folhas, geralmente em fileiras de cinco, ocorrem no

ápice do tronco, formando uma “coroa foliar”, daí o epíteto específico coronata. As bases

dos pecíolos são persistentes (BONDAR, 1938; NOBLICK, 1991). Há emissão de uma

folha por mês. A folha possui em média 186 pinas.

O florescimento acontece entre os meses de dezembro e de março. A inflorescência

tem um comprimento de 60,3 cm e leva dois meses para o seu desenvolvimento total

(Figura 2.2 D). Os ramos basais têm 28,5 cm de comprimento e os apicais

aproximadamente 7,2 cm de comprimento. As flores masculinas medem entre 15 e 17 mm

de comprimento e são amarelas e as femininas medem entre 10 e 12 mm de comprimento e

tem coloração esbranquiçada. A proporção entre as flores masculina/feminina é de

10587,8/1327,2. Os frutos são tipo drupa com uma média de 1,9 cm de comprimento e 2,3

cm de diâmetro. Levam cerca de dois meses para amadurecerem e são amarelos quando

maduros (CRESPALDI et al, 2006).

Figura 2.1- Palmeira Licuri – Caldeirão Grande – BA, 2006. (Fotografia - Rosilã Jacques Pereira)

Um cacho com frutos tem em média cerca de 6,26 kg e possui cerca de 1070 frutos. A

polpa do fruto tem aproximadamente 4,26 g e a amêndoa 0,66 g e a proporção

polpa/amêndoa é de 6,26 (CRESPALDI et al, 2006).

Enquanto verdes, os frutos possuem o endosperma líquido que se torna sólido no

Page 35: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

34 processo de amadurecimento, dando origem à amêndoa. Quando maduros estes apresentam

uma coloração que varia do amarelo-claro a para a cor laranja, dependendo não apenas do

seu estágio de maturação, mas também dos indivíduos considerados (Figura 2.2. B).

Figura 2.2 - Palmeira Licuri: Caule (A), Frutos (B), Folha (C), e Inflorescência (D).

A palmeira frutifica o ano todo, mas apresenta um pico para sua frutificação entre os

meses de junho e julho (CRESPALDI, et al., 2006). A distribuição da espécie vai do Norte

de Minas Gerais, porção oriental e central da Bahia até o Sul de Pernambuco, incluindo os

estados de Sergipe e Alagoas (NOBLICK, 1991)

As sinonímias listadas para S. coronata estão em Noblick (1986, 1991): Cocos

coronata Mart., 1826; Cocos coronata var. todari Beccari, 1887; Cocos botryophora var.

ensifolia Drude, 1881; Cocos quinquefaria Barb. Rodr, 1900; Licuri é o nome mais

utilizado no semiárido baiano, entretanto, outros nomes também designam a mesma

espécie: ouricuri, aricuri, nicuri, coqueiro dicori, coqueiro cabeçudo, alicuri e baba-de-boi.

(BONDAR,1942).O licuri embora não se saiba, até então, qual o grau de ameaça do licuri,

em 1996 a IUCN já recomendava estudos ecológicos e biológicos que permitissem o

manejo sustentável da palmeira e ações de conservação diante da crescente pressão e erosão

genética sofrida a qual esta espécie está submetida (JOHNSON, 1996). O coco licuri in

natura apresenta uma polpa agridoce, endocarpo e amêndoa conforme mostra a Figura 2.3 .

A B D C

Page 36: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

35

Figura 2.3- Licuri in natura: amêndoa (1), polpa (2),.

A propagação da palmeira licuri, ocorre como a grande maioria das espécies de

Arecaceae, de forma sexuada, por sementes. A germinação é um processo lento, que pode

demorar quase um ano (LORENZI, 2000). Em condições de viveiro, registraram uma

grande variação no número de dias necessários para germinação das sementes situando se

em uma faixa que vai de 42 a 334 dias (MATTHES e CASTRO,1987). Este fenômeno é

comum para várias espécies de palmeiras, as quais apresentam dificuldade para germinar,

mesmo quando suas sementes são submetidas a condições adequadas (BOVI e CARDOSO,

1978; BROSCHAT e DONSELMAN, 1988; CUNHA e JARDIM, 1995; TOMLINSON,

1990). Esta demora e desuniformidade da germinação podem ser explicadas por obstáculos

mecânicos como a espessura da testa ou do endocarpo, que dificultam a penetração de água

no embrião (TOMLINSON, 1990; BOVI e CARDOSO 1976; CARVALHO et al., 2005).

Rodrigues et al. (2006) estudando A viabilidade de sementes de licuri durante o

armazenamento, sugerem que as mesmas sejam recalcitrantes, ou seja, altamente sensíveis

ao dessecamento. Apesar disto, algumas sementes de licuri conseguem atravessar o período

de seca até o início da estação chuvosa para germinar, embora esta taxa de germinação seja

baixa (CREPALDI, 2001).

O cultivo de embriões in vitro tem se mostrado uma técnica promissora para

propagação de espécies de palmeiras em menor espaço de tempo, superando o problema do

lento processo de germinação da semente . O transplante de plantas semi-adultas ou adultas

também poderia ser empregado como alternativa de propagação e manejo do licuri,

Page 37: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

36 particularmente em áreas de cultivo com grande adensamento de palmeiras. Áreas com esta

característica possuem uso limitado para a agricultura tradicional e a redução do

adensamento de licurizeiros pode ser uma alternativa para viabilizar a agricultura, sem que

palmeiras sejam sacrificadas, mas transplantadas para outras áreas. Um licurizeiro adulto ao

ser retirado da caatinga e transplantado em outro local sobrevive naturalmente, como pode

ser observado em diversos povoados no interior baiano, em que, por ocasião de festas, se

transplantam licurizeiros para ornamentação das ruas, os quais, ao serem deixados no novo

lugar, continuam vegetando e produzindo frutos. A figura 2.4 mostra a germinação e muda

da palmeira do licuri (CARVALHO et al,2005).

.

A B

Figura 2.4 – Germinação (A) e muda (B), do Licuri.

Estudos a respeito da interação de vertebrados e palmeiras ainda são escassos, com

exceção do palmito juçara (Euterpe edulis Mart.)

Dentre os estudos realizados com o licurizeiro, destacam-se os relatos do

comportamento alimentar da arara-azul-de-lear por (BRANDT e MACHADO, 1990).

Quinze espécies de vertebrados, distribuídos entre répteis, aves e mamíferos,

alimentam-se dos frutos da palmeira ou de invertebrados associados. De acordo com os

diversos tipos de interação ecológica citados , acredita-se que possam existir quatro tipos de

interação dos organismos associados ao licurizeiro. A palmeira do licuri é uma das

principais fontes de alimento para vários animais silvestres como a arara-azul-de-lear,

Anodorhynchus leari que está ameaçado de extinção. Sua sobrevivência está intimamente

Page 38: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

37 ligada à existência do licuri que também serve como fonte de alimentação a animais

domésticos como bovinos e caprinos. A Figura 2.5 mostra a espécie alimentando-se dos

frutos dos licuri.

Figura 2.5 - Arara-azul-de-lear alimentando-se de Licuri.

A otimização do uso dessa palmeira, certamente contribuirá para a melhoria da

qualidade de vida das populações da região, possibilitando a utilização dos seus frutos na

alimentação humana, pois estes apresentam um bom valor nutricional, como também para

aumentar o desenvolvimento socioeconômico do semiárido, gerando renda para a

população através da utilização sustentável do licuri. O licurizeiro apresenta grande

importância nos municípios onde se encontra, pois representa uma fonte de renda para as

populações, no entanto a sua exploração ainda se dá de forma extrativista. Das suas folhas,

são confeccionados sacolas, chapéus, vassouras, espanadores, etc. Estas também são usadas

para retirada da cera do licuri que durante algumas décadas atrais era utilizada na

fabricação de papel carbono, graxa para sapatos, móveis e pintura de automóveis, sendo

considerada equivalente a da carnaubeira. As amêndoas do licuri são consumidas in natura

seca ou cozidas. Também são utilizadas na produção de cocadas, rosários, licores, e do leite

de licuri, muito utilizado na culinária baiana. O óleo constitui cerca de 55 a 61% da

amêndoa é usado em culinária da população do semi-árido, análogo ao coqueiro da praia

(Cocus nucifera, Lin). Industrialmente é utilizado na produção de saponáceos (sabão em pó,

Page 39: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

38 detergentes, sabão em barra e sabonetes finos) considerados de alta qualidade.Do resíduo

obtido com a extração do óleo, origina-se uma torta também que serve como alimento para

animais, esta torta apresenta 41% de substâncias não azotadas, 19% de proteínas, 16% de

celulose e 11% a 12% de óleo. Representa ótima ração adicional para vacas leiteiras, para o

desenvolvimento precoce de animais de corte e também para reprodutores.

A análise da composição nutricional do fruto do licuri (CREPALDI et al., 2001)

mostrou que o fruto é bastante calórico (108,6 Kcal/100g, polpa e 527,3 Kcal/100g,

amêndoa), tendo em média 4,5% de lipídeos na polpa e 49,2% na amêndoa. O teor de

proteínas é de 3,2% na polpa e 11,5 % na amêndoa. Os carboidratos totais predominam na

polpa (13,2%), sendo que a amêndoa possui 9,7%. Também na polpa há predomínio de

fibra alimentar total (37,5%) e na amêndoa 22,8%. Em estudo posterior efetuou-se a

caracterização do óleo de licuri por cromatografia liquida de alta eficiência HPLC e por

cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa CG/EM assim como dos seus

produtos usando lípases (SEGAL).

Os macro e micronutrientes presente na polpa e amêndoa foram estudados mostrando

a presença de cálcio e magnésio na polpa e na amêndoa além destes minerais também foi

encontrado zinco, cobre e selênio (DUARTE 2006).

Em virtude do grande potencial nutricional do licuri diversos produtos alimentícios

foram desenvolvidos barras de cereais, conservas, sorvetes, leite de coco licuri e diversas

outras iguarias desde 2006 (MEC,2006) formando um mix de produtos da alimentação, que

pode ser mostrado na Figura 2.6 que mostra a Cadeia produtiva do licuri elaborada a partir

do desenvolvimento do projeto Licuri pelo IFBA.

Page 40: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

39

Figura 2.6 - Cadeia Produtiva do Licuri, GPPQ, 2011.

O maior gargalo tecnológico da cadeia produtiva do licuri para produção de alimentos

é representado pela colheita e pelas operações pós-colheita como secagem, armazenamento

e manutenção de qualidade. Assim foi implementado pelo IFBA o programa colhedoras de

licuri, (Figura 2.7), uma vez que o licuri é um fruto deve ser colhido e não catado no meio

de estrumes de animais ruminantes e a avaliação de tecnologias de pós-colheita próprias

para o licuri, a qual esta dissertação colabora com o estudo da secagem em secador solar,

que podem ser utilizados principalmente para unidades de pequena e média escala. Nestas

propriedades normalmente os grãos são secados nos terreiros em condições alta

vulnerabilidade, ficando à mercê das condições ambientais. na obtenção de amêndoas do

licuri com segurança alimentar em virtude da forma rudimentar iniciaram um estudo para o

uso do licuri na fabricação de devido o seu grande potencial para alimentação humana, essa

pesquisa foi concluída com resultados positivos o que fortalece a urgência de estudos sobre

essa cultura.

Page 41: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

40

Figura 2.7 - Mulher “colhendo” Licuri, Caldeirão Grande – BA. (Fotografias - Rosilã Jacques Pereira)

2.8 – Caldeirão Grande: O Campo de Aplicação da Tecnologia Desenvolvida

Integrante do Território de Identidade Piemonte Norte do Itapicuru, o município de

Caldeirão Grande dista 333 Km de sua capital, Salvador, possui, conforme o IBGE, uma

população estimada em 13.864 habitantes, sendo que, aproximadamente, 32% deste total

são habitantes da zona urbana e 68% da zona rural.

A altitude do município é de 400 metros, área geográfica de 495,84 km², densidade

demográfica de 22,99 h/km². O município de Caldeirão Grande limita-se com Ponto Novo,

Caém e Saúde. Possui um clima quente a seco, semiárido com estiagens prolongadas. O

solo é variado, com a vegetação é caatinga e cerrado, tendo sua pluviosidade media anual

de 700 a 900 mm/ano, com período chuvoso inverno de abril a junho. Localizado ao

extremo sul do Território de Identidade do Piemonte Norte do Itapicuru- que está inserido

entre outros dois Territórios de Identidade – Piemonte de Diamantina e Sisal, onde, juntos,

perfazem mais de 60% da produção de licuri da Bahia (SEI, 2003) – o município de

Caldeirão Grande é um dos quatro maiores municípios produtores de licuri da Bahia e

aquele para o qual o extrativismo do fruto tem maior importância econômica e social.

Page 42: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

41

Fonte: tipni.blogspot.com (2011) Fonte: IBGE (2011)

Figura 2.8 - Território de Identidade Piemonte Norte do Itapicuru de Caldeirão Grande.

Existem, em Caldeirão Grande, cerca de 970 famílias extrativistas cadastradas que

mantêm vivas as práticas e saberes referentes ao extrativismo e ao uso do licuri, condições

fundamentais para o desenvolvimento de Tecnologia Social. A média total de anos de

exploração da atividade de extrativismo do licuri por família, conforme cadastro, é de 28,6

(anos), onde 44% das famílias cadastradas exploram somente sua propriedade e 20% catam

o licuri como meeiros em propriedades vizinhas. É o município que possui o número mais

elevado no tocante à produtividade na extração vegetal do licuri, além disso, é o município

que possui uma mata de licurizeiros auferida em torno de mais de 15 milhões de palmeiras,

cujo aproveitamento no tocante à economia e processo produtivo não alcança menos de

0,1% de seu potencial.

Caldeirão Grande, juntamente com Jacobina, Cansanção e Monte Santo são os 4

maiores produtores de licuri da Bahia, correspondendo à praticamente metade da produção

do Estado. Destarte, o papel preponderante do licuri para o município de Caldeirão Grande

pode ser ratificada na visualização da relação produção/área territorial que alcança 1,0

t/km2 enquanto na relação produção/habitante chega a 47 kg/hab., de 3 a até 10 vezes

superior às dos outros municípios.

Mapa do Território de Identidade Piemonte Norte do Itapicuru

Mapa do Município de Caldeirão Grande

Page 43: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

42

Em Caldeirão Grande a prática do extrativismo faz parte da base econômica das

famílias e da cultura local. Atualmente o extrativismo do licuri é praticado basicamente por

mulheres e crianças. Os homens somente em períodos de falta de trabalho vão à colheita.

No entanto, é comum no turno da noite toda a família, inclusive os homens, se ocuparem na

debulha.

A secagem do licuri em Caldeirão Grande ocorre de forma radicional já bastante

difundida pela comunidade rural, onde o licurí é secado em terreno aberto sobre o solo. A

maneira tradicional para a secagem normalmente desenvolvida pelas comunidades

apresenta muitas perdas para o processo. A primeira está no fato da umidade do terreno

atingir os frutos, o que contribui para um alongamento do tempo de secagem. A outra

forma de perda encontra-se no ataque da praga, denominada pela comunidade como morotó

do licurí. O agente biológico da praga - o besouro do coco - depositam os seus ovos sobre o

pedúnculo das flores, no período de germinação da planta, as larvas introduzem-se para o

interior dos pequenos cocos. No período de maturação do cacho, as larvas passam a

estragar muitos frutos, arruinando qualquer possibilidade de utilização deste licurí.

A outra grande perda para esse método de secagem tradicional encontra-se no

ataque de animais como: bois, porcos, cabritos e galinhas que se alimentam dos frutos

expostos para serem secados diretamente sobre o terreno, conforme mostra a Figura 2.9.

Figura 2.9. Desvantagem da secagem tradicional do licuri.

Page 44: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

43

CAPÍTULO 3 - MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 - Coleta e Preparo do Fruto do Licuri

A coleta do material, diretamente nos licurizeiros, foi realizada no município de

Caldeirão Grande no povoado de Castelo, situado na região do Centro-Norte Baiano,

11°01’ 12” S e 40°18’ 10, localidade totalmente inserida no polígono das secas.

As amostras de licuri com o fruto maduro, com um dia de coletado, foram retiradas

do cacho, selecionada de acordo com o grau de maturação, coloração da casca e ausência

de danos físicos, lavados, enxugadas com papel tolha, pesadas. As amostras, assim tratadas,

foram submetidas aos processos de secagem. Para cada método de secagem foi utilizada

uma carga de licuri variando entre 4 a 6 quilos. Na figura 3.1 vê-se uma coletadora com

frutos licuri.

Figura 3.1- Agricultora colhendo Licuri.

(Fotografia - Rosilã Jacques Pereira)

Page 45: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

44 3.2 - Secagem Modelo Tradicional - Secagem ao Ar Livre

A secagem ao ar livre foi realizada no pátio do Laboratório de Tecnologia em

Alimentos (LABTECA) do Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia da Bahia

IFBA, localizado na cidade de Simões Filho, BA a uma distância de 32 km de sua capital.

O local escolhido era plano, com boa drenagem e sem obstáculos à ventilação e próximo do

local em que foram instalados os protótipos dos secadores solares, de modo a evitar

variações climáticas para os diferentes tipos de secagem.

3.3 - Secagem Solar de Exposição Direta Com Convecção Natural.

O modelo do secador utilizado é simplificado, haja vista a motivação da pesquisa,

que é a reaplicação em comunidades de agricultores rurais, extrativistas do licuri.

O protótipo foi construído com um painel de fibra de madeira, MDF (Fibra de

Média Densidade), atendendo aos critérios de baixo preço, retidão nas tábuas cortadas em

formato retangular e por facilitar a montagem do modelo com a utilização de parafusos na

fixação do conjunto. As dimensões do secador foram: 1 m de largura, 1,20 m de

comprimento e altura de 0,40 m. A área externa coletora foi recoberta por uma fina lamina

de vidro transparente de 4 mm, com máximo grau de transparência. Esta medida atendeu

adequadamente aos critérios de resistência e durabilidade para aplicações móveis. A

estrutura retangular da caixa foi apoiada sobre quatro pés de madeira, com tamanhos

calculados de tal maneira que o ângulo de inclinação do secador fosse obtido com 22 graus,

pois este valor corresponde a latitude da cidade acrescido de 10 graus, pois o município de

Simões Filho, BA apresenta sua latitude 12° 47′ 8″ graus, o secador foi posicionado com

sua face frontal para a direção norte, sendo a orientação obtida com a utilização de uma

bússola, Meloni, 2004.

A câmara de secagem possui características de construção para disponibilizar um

correto isolamento, as paredes da caixa foram pintadas com uma tinta preta fosca,

formando uma grande área interna absorvedora. Essa estratégia tem como objetivo, realizar

o aproveitamento máximo do efeito estufa, que se forma no interior da câmara, em virtude

Page 46: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

45 da mudança sofrida pelo comprimento de onda dos raios incidentes que ao passarem pelo

vidro são desviados no interior da câmara, atingindo a superfície preta do absorvedor e

permanecendo no interior dela, contribuindo para elevar a temperatura que pode ser

atingida no interior da câmara, o que contribui diretamente para a otimização do processo

de secagem.

O modelo foi construído, tendo-se o cuidado para eliminar as pequenas frestas

presentes nos cantos, da caixa retangular, fazendo uso do material lã de vidro e cola de

silicone. O modelo apresenta uma pequena porta, presa com dobradiças, a qual facilita o

carregamento e descarregamento do produto no interior do secador. As extremidades do

secador são providas de duas entradas e saídas de ar, fechadas com telas de isolamento, as

quais possibilitam a filtragem do ar e não permitem a entrada de insetos e pássaros. O ar ao

entrar no interior da câmara é aquecido, por uma corrente convectiva de ar ascendente, a

qual promove o arrastamento da umidade que é retirada dos frutos do licurí.

Figura 3.2 - Secagem de exposição direta com convecção natural. Caldeirão Grande -Ba.

Page 47: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

46 3.4 - Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta Com Convecção Forçada.

A construção do modelo de secador solar de secagem indireta com convecção

forçada foi construído baseando-se no modelo do secador do pedúnculo de caju,

desenvolvido pela UFRN.

O protótipo foi projetado e composto de duas partes: uma câmara de pré-secagem e

a câmara de secagem indireta, a qual possui formato retangular, as duas partes são

interligadas por um duto de ventilação de PVC carbonizado com dimensão de seis

polegadas. O material usado para construção do sistema de secagem foi com chapas de aço

galvanizado com oito mm de espessura, (Figura 3.3).

A câmara de pré-secagem possui as seguintes dimensões: 1,40 m de comprimento,

0,80 largura e 0,15 m de altura, sendo recoberta por uma lâmina de vidro transparente de 6

mm, o sistema de ventilação é provido com aberturas frontais e traseiras de 3 mm.

A câmara de secagem indireta possui as seguintes dimensões: comprimento externo

de 1,0 m, largura externa de 0,80 m, altura externa de 1,0 m, comprimento interno de 0,95

m, 0,75 m largura interna, altura interna de 0,75m com volume interno de 0,72 m3. Esta

câmara de secagem indireta possui uma porta lateral fixada por dobradiças e parafusos com

porcas do mesmo material. As bandejas para secagem em número de cinco, foram

fabricadas com chapa de duralumínio sendo vazadas com formato de tela com orifícios de

1,0 cm de raio, objetivando a circulação do ar aquecido no interior da câmara.

O isolamento interno e externo foi provido com tinta preto fosca, sendo secado por

período de três dias ao sol, a impermeabilização da parte interna foi melhorada com mistura

de cola de madeira, silicone e lã de vidro. O sistema de convecção forcada foi realizado

com um exaustor eólico o qual possui duas hastes acopladas, para promover a circulação

forçada do ar.

Page 48: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

47

Figura 3.3- Sistema de secagem indireta com convecção forçada, instalado no LABTECA.

O secador solar recebe a radiação solar diretamente do sol e os raios penetram no

interior da câmara de secagem, passando pela lâmina de vidro, sendo que uma parte menor

da radiação é refletida e reenviada para o meio exterior outra parte com maior energia é

desviada em relação ao seu ângulo de incidência pela coloração preta absorvedora

permanecendo no interior da câmara de secagem, formando um processo conhecido como

“efeito estufa”.

As pequenas aberturas de ventilação se encarregam de arrastar o ar aquecido da

câmara para o exterior, aplicando um gradiente de temperatura sobre os frutos realizando a

secagem, outra parte da radiação é perdida através da chapa de metal ou de madeira que

forma o corpo do secador para a atmosfera, representando as perdas térmicas do secador.

O parâmetro que engloba todas essas perdas é o Coeficiente Global de Perdas

(Uloss), que pode ser determinado por três métodos distintos, quais são: Método da Perda

Térmica, Método das Trocas Térmicas e Método da Inversão de Fluxo (DUFFIE &

BECKMAN, 1991, INCROPERA, 2003).

Page 49: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

48

Nesta dissertação foi utilizado o método das perdas térmicas, que consiste na

determinação do Coeficiente Global de Perda Térmica (Uloss), através do conhecimento dos

parâmetros: potência absorvida pelo secador (Pabs.),dada em watts; potência transferida ao

fluido de trabalho (Pu), dada em watts; transmissividade do vidro (τv); absortividade da

placa(αp); radiação solar global (I), dada em KW/m2; temperatura média da placa (Tmp) e

temperatura ambiente (Ta); da área útil do coletor (A), dado em m2 ; da vazão mássica do

fluido ( m ), dado em kg; do calor específico do fluido (Cp) e da diferença de temperatura

do fluido obtida no sistema (∆T), conforme as equações (3.1) a (3.4).

Pabs = τv. αp. I. A (3.1)

Pu=m.Cp.∆T/∆t (3.2)

Pp=Pabs - Pu (3.3)

ηt= Pu/A.I (4.4)

3.5 - Realização dos Experimentos

Os experimentos para a secagem dos frutos do licurí foram realizados através de três

sistemas de secagem distintos e comparativos, entre si, visando atestar a qualidade para os

protótipos desenvolvidos. Os experimentos foram realizados entre os dias 23 a 27 de março

de 2009, o tempo apresentava-se bom, com sol e algumas nuvens durante o dia, com a

temperatura variando entre 38 e 42 °C e com média na faixa dos 34,5 °C. A umidade

relativa do ar ficou variando numa faixa entre 95 e 99 %.

Os experimentos foram realizados com uma carga inicial de licuri, variando na faixa

de 4 a 6 kg sendo colocados para secar nas câmaras dos secadores solares de exposição

direta com convecção natural e forçada de ar, também sobre a superfície de uma lona

plástica em um terreno ao lado dos secadores. Todo esse procedimento teve com objetivo a

obtenção das testemunhas, ambos os processo ocorreram na área externa do Laboratório de

Tecnologia de Alimentos (LABTECA) do Instituto Federal de Educação Ciência e

Tecnologia da Bahia IFBA, situado na cidade de Simões Filho que fica a cerca de 32 km da

capital, Salvador, Bahia.

Page 50: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

49

As amostras, foram carregadas no período da manhã do dia posterior a coleta e

retiradas à tarde por volta das 16 hs. As medidas da temperatura do ambiente e no interior

da câmara de secagem do secador solar de exposição direta foram realizadas a cada 30

minutos. O termômetro utilizado para realizar as medições de temperatura é o Homis

modelo 6231, infravermelho sem contato, cujo sistema ótico coleta as energias emitidas,

refletidas e transmitidas, que são concentradas sobre um detector, convertendo a

informação numa indicação de temperatura mostrada em display. A sua faixa de

temperatura é de -18 a 260 °C com tempo de resposta de 500 ms.

Os frutos foram expostos à radiação solar por um período de 8 horas durante cinco

dias e depois de secos, despolpados para em seguida serem quebrados em uma maquina de

quebra do licuri desenvolvida na oficina de mecânica do IFBA. Após a quebra do

endocarpo, as amêndoas foram separadas das cascas, higienizadas e condicionadas em saco

à – 4 °C, para posterior análise físico-química das amêndoas e do óleo obtido pela extração

a frio das amêndoas. Para o acompanhamento da perda da umidade, durante os testes de

secagem, foram realizadas a cada dia, pesagens do produto no inicio e no final do dia

durante os cinco dias de experimento.

Antes do início de cada secagem, foram retiradas amostras do fruto do licuri para

determinação do teor de umidade inicial, utilizando o método descrito pela AOAC (1992),

onde cinco amostras de licuri foram levadas à estufa a uma temperatura de 100 C por 3 h.

Todas as medidas de massa foram feitas em balança analítica marca SARTORI com

precisão de leitura de 0,0001 g.

Esta metodologia foi reaplicada na Cidade de Caldeirão Grande – BA, no período

15 a 19 de junho de 2009.

3.6 - Metodologia das Análises

3.6.1 - Análises Físico - Químicas

A caracterização físico química do fruto do licuri “in natura” e as amêndoas

desidratadas e do óleo obtido por extração a frio, foi realizado para as seguintes análises:

umidade, índice de acidez,índice de reflação e índice de peróxido.

Page 51: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

50

As análises de umidade foram realizadas, em triplicata, segundo método direto em

estufa à 105°C durante 24 horas que é o método oficial do Ministério da Agricultura

(BRASIL, 2009) e os resultados foram expressos em porcentagem de umidade em base

úmida. Os teores de óleo foram determinados em aparelho Soxhlet, de acordo com o

método n° 30.25 da AACC (1999), utilizando-se como solvente o éter etílico, por 6 horas.

Os resultados foram expressos em % de óleo, em base seca. A determinação do índice de

acidez do óleo foi realizada de acordo com o método nº 939.05 da AOAC (2000). Os

resultados das análises, realizadas em duplicatas, foram expressos em mg de KOH. g-1 de

óleo.

Os índices de acidez e de peróxido foram determinados de acordo com as

metodologias descritas pela AOCS, sendo o Indicie de Acidez calculado com base no ácido

láurico. O indice de refração foi determinado segundo a metodologia descrita pelo instituto

ADOLFO LUTZ, empregando um refratômetro de Abbé, da marca KRUSS, porém a uma

temperatura de analise de 20,0 °C, sendo seu valor corrigido para 40 °C. A densidade foi

determinada empregando um densímetro da marca ANATON PAAR, tipo DMA 35N, a

uma temperatura de 26 °C. A viscosidade foi determinada a 40 °C, em um viscosímetro da

marca SCHOTT, modelo CT52, empregando um capilar de 150 mm.

3.6.2 - Extração do Óleo das Amêndoas do Licuri

Para a extração do óleo presente nas amêndoas de licuri secas no secador solar, foi

utilizada uma prensa mecânica do tipo PITECA.

3.6.3 - Análise Sensorial

As avaliações sensoriais foram realizadas no Laboratório de Análise Sensorial do

LABTECA do IFBA. Os atributos sensoriais quanto à impressão global foram avaliados

por 100 consumidores utilizando escala hedônica de nove pontos, onde a nota 1

corresponde ao termo hedônico desgostei extremamente e a nota 9 corresponde ao termo

hedônico gostei extremamente. Todos os consumidores provaram todas as amostras de

Page 52: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

51 todos os tratamentos da fruta desidratada. Os testes foram conduzidos em cabines

individuais, sob luz branca. As amostras foram codificadas com números de três dígitos e

servidas de forma mônadica, à temperatura ambiente, em copos de 50 mL contendo cerca

de 1 g das amêndoas de licuri seca, cortados em cubos.

Os dados da avaliação sensorial foram submetidos à análise de variância (ANOVA),

teste de comparação de médias (teste de tukey) e distribuição de frequência, utilizando o

programa SAEG e Excel respectivamente.

Page 53: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

52

CAPÍTULO 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os frutos do licuri ao serem colhidos e ou catados no campo possuem um alto teor de

umidade, fator este que é o principal responsável pela aderência da amêndoa no interior do

endocarpo, tornando assim a operação de extração das amêndoas uma atividade de grande

dificuldade. Durante o período de desenvolvimento da pesquisa, foi percebido que a forma

do fruto ser em elipsoide e sua distribuição randômica das amêndoas dentro do endocarpo

fazem com que qualquer processo de extração das amêndoas muito complicado.

A técnica de cortar em pequenos pedaços o côco do interior do casquilho torna-se um

processo de baixa eficiência, pois exige uma serie de operações que demandam intervalos

de tempo exageradamente grandes quando se considera aspectos de operação rentável para

a extração das amêndoas.

Esta é uma particular característica para se introduzir os sistemas de secagem solar de

exposição direta com convecção natural (SSSEDCN) e sistemas de secagem solar de

exposição indireta com convecção forçada de ar (SSSEICF) para realizar a secagem das

amêndoas, possibilitando assim que após a secagem as amêndoas se desprendam do

casquilho de forma natural, sem trabalho manual envolvido na tarefa.

Os frutos do licurí foram submetidos a três diferentes sistemas de secagem: A

secagem tradicional, SSSEDCN e SSSEICF, comparando-se e analisando-se os resultados

obtidos e validando o melhor desempenho entre essas três técnicas utilizadas. Os

experimentos práticos: tempo de secagem, temperatura medida na área externa do secador,

no interior da câmara de secagem, temperatura absorvida pela placa de metal, vidro,

madeira etc, coloração das amêndoas, tamanho, propriedades físicas e químicas,

possibilitaram o levantamento dos dados característicos para o perfil de desempenho de

cada tipo de secador solar.

Abaixo se apresentam uma série de tabelas e gráficos que permitem estabelecer um

comparativo entre as diferentes metodologias (tradicional, SSSEDCN e SSSEICF)

empregadas na secagem do coco licuri.

Page 54: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

53 4.1 - Eficiência Térmica Para o Sistema de Secagem com Secador com Exposição

Direta com Convecção Natural (SSSEDCN)

Os frutos do licuri com polpa foram colocados no interior do secador solar de

exposição direta e convecção natural apresentando uma taxa inicial de umidade de 64,5 % e

após serem secados por um período de cinco dias a nova taxa encontrada foi de 6,3 %.

Quando se avaliou a metodologia da secagem tradicional os resultados encontrados foram:

a umidade variou de 66,4% para 36,00% após cinco dias secagem, obtendo se uma taxa de

5,8 % quando se realiza a secagem por período de tempo de quinze dias. Durante os

processos de secagem se observou que a coloração dos frutos passou de amarelado ouro

(devido a presença do betacaroteno na polpa do licuri) para marrom escuro (indicando que

foram perdidas as melhores características para o betacaroteno) no secador solar de

exposição direta e convecção natural, conforme vê-se na Figura 4.1.

A Figura 4.2 apresenta os resultados para a variação da temperatura nas amêndoas:

entre a superfície externa e a da câmara de secagem no interior do secador solar de

exposição direta e convecção natural, os dados servem para se determinar o desempenho

próprio do secador. Os parâmetros que melhor caracterizam a eficiência térmica de um

secador solar são: o seu rendimento térmico, a potencia perdida para o meio ambiente e o

coeficiente global de perdas.

A B

Figura 4.1- Fruto do licuri com polpa no primeiro (A) e quinto (B) dia de secagem.

Page 55: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

54

Figura 4.2 – Temperatura no interior da camara de secagem no secador solar de

exposição direta e convecção natural durante a secagem do licurí com polpa.

Verifica-se uma coadunância no comportamento do sistema no que diz respeito a

variação de temperatura, para todos os dias analisados, o que mostra uma estabilidade do

sistema de secagem, com os picos de temperatura ocorrendo entre 12:00 h e 15:00 h.

A Tabela 4.1 demonstra os valores médios dos parâmetros encontrados para as

medidas realizadas utilizando a secagem com secador solar e convecção natural. As

amostras dos frutos do coco licurí encontravam-se no estado in natura, com a presença da

polpa ao serem inseridos na câmera de secagem.

Page 56: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

55 Tabela 4.1- Relação entre a temperatura do ar de secagem e o tempo gasto no processo de

secagem natural

AMOSTRAS/DIAS 1° 2° 3° 4° 5° 5° 5° 5°

Variação de temperatura ∆T (ºC) 25,6 a 66 36 a 65 36 a 65 37 a 67 35 a 67 Massa inicial (Kg) 4,000 3,382 2,784 2,175 1,559 Massa final (Kg) 3,882 3,284 2,675 2,059 1,434 Tempo de Secagem(h) 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0

A análise dos resultados demonstrou uma perda de massa com valor significativo,

apresentando uma variação média de 113 gramas, esta redução mássica ocorrida nos frutos

é resultado do processo de secagem que ocorre no interior da câmara de secagem, devido

principalmente a presença da água na polpa dos frutos e ao efeito estufa que é criado na

câmara, atuando diretamente para a retirada do excesso de água.

As amostras retiradas da câmara durante os três primeiros dias, apresentaram

dificuldades para a quebra do endocarpo, sendo também observado que as amêndoas

ficaram presas no interior do casquilho, mostrando que o processo de secagem não estava

adequado.

Tendo o objetivo de efetuar a comparação entre os métodos de secagem, em um

mesmo período de tempo, outra amostra dos frutos foi submetido a secagem tradicional. Os

resultados mostraram uma menor redução de massa e mesmo após cinco dias de secagem,

as amêndoas ainda continuaram presas ao endocarpo dificultando a sua retirada.

Os frutos continuaram expostos ao processo de secagem tradicional até ao décimo

quinto dia, quando então as amêndoas apresentaram facilidade na retirada do casquilho,

sendo determinado o teor da umidade.

A Figura 4.3 apresenta o comparativo entre o sistema de secagem solar com

exposição direta e convecção natural com a secagem tradicional observando que

inicialmente um melhor desempenho para a secagem tradicional em virtude do alto teor de

Page 57: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

56 umidade presente no fruto. O gráfico mostra que durante a secagem realizada pelos dois

sistemas, observa-se claramente a ocorrência de diferenças na taxa de secagem.

Figura 4.3 – Temperatura no interior da camara de secagem no secador solar

de exposição direta com convecção natural e a temperatura ambiente durante a secagem

do licurí com polpa.

As amostras colhidas durante os cinco dias de secagem, foram avaliados em relação

ao parâmetro umidade, apresentados na Tabela 4.2.

As amêndoas submetidas à secagem no secador solar de exposição direta e convecção

natural foram também avaliadas sensorialmente sendo observado que as amêndoas obtidas

após o quinto dia de secagem, apresentaram mudança sensorial no sabor, característica essa

que foi descrita pelos provadores como coco desidratado ou “coco velado”.

Page 58: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

57

Tabela 4.2 - Teor de umidade para o licurí submetido a secagem no secador solar de exposição direta e convecção natural

AMOSTRAS/DIA 1° 2° 3° 4° 5° 5° 5° 5°

Umidade 64,3± 0,5 45,2 ±0,3 27,2 ±0,2 10,6± 0,3 6,3± 0,1

4.2 - Eficiência Térmica para o Sistema de Secagem Com Secador de Exposição

Indireta Com Convecção Forçada

secador solar de exposição indireta e com convecção forçada, em virtude das

amendoas obtidas no sistema de secagem com secador solar de convecção natural terem

apresentadas diferença para a análise sensorial, promovendo alteração de sabor que

costumeiramente o fruto é conhecido no meio rural.

Os resultados dos experimentos estão apresentados na Tabela 4.3 e demonstram

que houve uma perda de massa média das amostras de cerca de 82 gramas, este valor

confirma a eficiência do secador solar de exposição indireta e convecção forçada sendo

bastante parecido ao encontrado para os experimentos realizados nas dependências do

laboratório de alimentos em Simões Filho.

Tabela 4.3 - Dados de ensaio para o licurí com polpa em secagem forçada indireta.

AMOSTRAS/DIAS 1° 2° 3° 3° 3° 3° 4°4°4°4° 5°

Temp. Inicial (ºC) 35,6 36,4

35,2

32,4 33,9

Temp. Final (ºC) 45,6 51,8 48,9 49,6 48,8 Massa inicial (Kg) 4,000 3,414 2,832 2,240 1,664 Massa final (Kg) 3,914 3,332 2,740 2,164 1,590 Tempo de

Secagem(h) 8,00 8,00

8,00

8,00 8,00

Page 59: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

58

A Figura 4.4 apresenta os resultados da variação da umidade dos frutos do licuri com

o tempo de secagem pelo processo tradicional e com o secador solar de exposição direta e

convecção forçada. Estes resultados mostram que o secador solar de exposição indireta e

convecção forçada atua diretamente para reduzir a quantidade de dias necessários para

realizar a secagem em comparação com a secagem tradicional realizada sobre um plástico

em terreno aberto.

Figura 4.4- Teor de umidade para o licuri submetido a secagem tradicional e

secagem em secador solar de convecção forçada.

Page 60: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

59

Para comparar os sistemas de secagem utilizando o secador solar com convecção

natural e forçada do fruto do licuri, foram submetidas a secagem pelos dois processos. Os

resultados estão mostrados na Tabela 4.4.

Tabela 4.4 - Dados comparativos entre os sistemas de secagem com convecção natural e

com convecção forçada no processo de secagem do fruto licuri.

CONVECÇÃO NATURAL CONVECÇÃO FORÇADA DIAS 1° 2° 3° 4° 5° 1° 2° 3° 4° 5°

Temp. inicial (ºC)

35,6 36,4 37 37,6 35,4 25 35 35,2 32,4 33,9

Temp. final (ºC)

45,6 51,8 68 68,2 67,6 67 69 48,9 49,6 48,8

Massa inicial(Kg)

4,000 3,414 2,784 2,175 1,559 4,000 3,382 2,832 2,240 1,664

Massa final(Kg)

3,914 3,332 2,675 2,059 1,434 3,882 3,284 2,740 2,164 1,590

Tempo de Secagem (h)

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

8,00

A apresentação do comportamento no secador solar de exposição indireta com

convecção forçada está mostrada na Figura 4.5, onde verifica-se, através dos valores

obtidos para a temperatura, uma maior eficácia deste com relação ao método tradicional.

Page 61: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

60

Figura 4.5 – Temperatura no interior da camara de secagem no secador solar de

exposição indireta com convecção forçada e a temperatura no método tradicional durante

a secagem do licurí com polpa.

Os frutos de licurí submetidos a secagem utilizando o secador solar de exposição

indireta com convecção forçada diminuíram seu tamanho, mas não apresentou

escurecimento da polpa do fruto, e a coloração mostrava uma característica avermelhada

indicando que foram conservados os índices do betacaroteno. A análise sensorial realizada

após o quinto dia de secagem, para as amêndoas, permitiu observar que não houve alteração

sensorial no sabor já bastante conhecido e apreciado pelos sertanejos.

A Figura 4.6 compara os três sistemas de secagem para o fruto do licuri. Para a

secagem tradicional assim como para a secagem com convecção forçada, observa-se uma

similaridade nos perfis de temperatura. Já para o método com convecção natural, é possível

verificar um falta de homogeneidade na variação de temperatura, com valores maiores que

nos outros métodos, o qual está associado a exposição direta da radiação solar. Neste caso,

o pico de temperatura ocorreu após cinco horas de exposição, apresentando o valor de 67º

Page 62: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

61 C e o sistema de secagem com exposição direta com convecção forçada só teve o seu

máximo de temperatura após sete horas de exposição solar atingindo um valor de 47 º C.

Utilizando o sistema de secagem de exposição indireta com convecção forçada,

verificou-se que o mesmo operava em condições mais uniformes, já que a diferença de

temperatura entre os compartimentos do secador foi de, no máximo, 5 ºC. Dado que o ar

tem uma baixa condutividade térmica, isto contribui para um aumento da resistência interna

à transferência de calor entre o coletor solar e o ar ambiente, com consequentemente

redução da eficiência do secador.

Figura 4.6– Comparativo das temperaturas no interior das camaras de secagem.

4.3 - Avaliação Físico - Química do Óleo Obtido Com Amêndoas Secadas Pelo

Sistema de Secagem Tradicional e Convecções Natural e Forçada

O óleo de licuri é muito utilizado no semiárido, pelas indústrias de sabão e de

cosméticos, sendo obtido através da prensagem das amêndoas de licuri com secagem em

Page 63: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

62 terreiros. O produto obtido apresentou um alto valor de acidez o que desvaloriza

comercialmente o produto.

As amêndoas obtidas através dos três sistemas de secagem: secagem tradicional,

secagem com secador solar de exposição direta com convecção natural e exposição

indireta com convecção forçada, foram utilizadas para obtenção do óleo de licuri, através

do processo de extração a frio. Foram também analisados os parâmetros físico-químicos

para o óleo, tais como: índice de refração, índice de acidez, índice de peróxido e massa

específica. Os resultados das analises estão mostradas na Tabela 4.5.

As analises realizadas se fundamentaram nos parâmetros estipulados pela legislação

(ANVISA, 1999) e (BATISTA et al, 2011), onde pode-se observar que tanto para o óleo de

licuri obtido das amêndoas secadas pelos sistemas SSSEDCN e SSSEICF, que os valores

do índice de peróxido não ultrapassaram o limite estabelecido pela legislação, onde o

máximo permitido é de 10 meq/Kg.

Entretanto, pode-se observar que o óleo obtido das amêndoas de licuri oriundas dos

sistemas SSSEDCN e SSIEICF apresentou o índice de peróxido inferior, ao valor

encontrado para óleo de óleo de licuri obtido das amêndoas oriundas do sistema tradicional,

o que pode indicar um maior nível de oxidação para esse último, sabendo-se que os

peróxidos são os produtos primários da oxidação lipídica.

Em relação ao índice de refração, ambos os óleo apresentaram valores próximos do

limite estabelecido pela legislação vigente (ANVISA, 1999), em que o máximo permitido é

de 1,469, o que pode estar relacionado a uma maior presença de impurezas dispersas neste

óleo. As analises mostraram que os valores encontrados para o óleo obtido pelos diversos

processos de secagem, não diferiram significativamente.

Page 64: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

63

Tabela 4.5 - Características físico-químicas do óleo de licuri obtido pelas amêndoas

prensadas à frio.

Parâmetros

analisados

Secagem pelo

sistema

tradicional

Secagem pelo

SSSEDCN

Secagem pelo

SSSEDCF

Índice de refração

(40ºC)

1,4614 1,4617 1,4617

Índice de acidez

(ácido láurico)

7,32g/100g 0,515g/100g 0,504g/100g

Índice de peróxido 0,7523 meq/Kg 0,423 meq/Kg 0,231meq/Kg

Densidade (26,6 ºC) 0,9201 0,9203g/cm3 0,9193 g/cm3

Page 65: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

64

CAPÍTULO 5. CONCLUSÕES E SUGESTÕES

Os experimentos realizados utilizando os dois protótipos de secadores solar:

SSSEDCN (Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural) e

SSSEDCF (Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Forçada)

comparados quanto ao desempenho com a metodologia da secagem tradicional

apresentaram melhores resultados quanto à redução do tempo de secagem para o coco

licuri, o que contribui diretamente para eliminar as perdas que eram frequentemente

verificadas para a técnica de secagem tradicional.

O SSSEDCN que representa o modelo de secador fabricado com madeira, já está

sendo utilizado pelas comunidades extrativistas na secagem do coco licuri e está

contribuindo diretamente para elevar o valor comercial do produto secado.

Os experimentos e estudos realizados possibilitaram uma série de observações que

são apresentadas em forma de conclusões e sugestões, as quais representam proposta para a

construção de protótipos futuros, mais eficientes e competitivos em relação a esses modelos

construídos e testados anteriormente.

5.1 - CONCLUSÕES

1. Os frutos secados utilizando o SSSEDCF não apresentou alteração na coloração das

amêndoas. A coloração amarelo-ouro encontrada na polpa após o processo de secagem,

permite concluir que foram mantidos intrinsecamente íntegros os índices de beta

caroteno, o qual é um importante nutriente para o preparo de alimentos.

2. Os experimentos que utilizam o SSSEDCN para secagem dos frutos, demonstraram

que foram alteradas a coloração da polpa, já que se percebeu uma coloração de marrom

carbonizado após a conclusão da secagem representando que foram perdidos as

características intrínsecas dos frutos “in natura”.

3. A análise sensorial das amêndoas obtidas pela secagem do fruto no SSSEDCN mostrou

alteração no sabor. A condução da análise sensorial das amêndoas obtidas pela secagem

do fruto no SSSEDCF não mostrou alteração no sabor.

Page 66: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

65 4. A extração de óleo a partir das e amêndoas secas pelos SSSEDCN e SSSEDCF

apresentaram resultado com modificação dos índices de acidez que anteriormente eram

de 14%, foram baixados para 0,5% gramas por 100 g. Os índices de refração do óleo

foram mantidos constantes, indicando que o produto analisado é o mesmo após a

secagem.

5. O protótipo SSSEDCN fabricado com madeira apesar de apresentar custo reduzido tem

a desvantagem da reduzida durabilidade, exigindo constantes manutenções e reposição

de peças para o modelo.

6. O protótipo SSSEDCF fabricado com chapas de aço apresentou ótimos resultados,

fácil montagem e a possibilidade de ser fabricado com tamanho maior o que permite a

secagem de uma carga maior do produto. A desvantagem do modelo é o seu custo

muito maior, devido ao material utilizado.

5.2 - SUGESTÃO

A partir das possibilidades de crescimento e replicação do projeto em outras

comunidades, sugere-se a construção de secadores solar feitos de alvenaria. Isto irá

minimizar os custos por secador ao longo do tempo, aumentar a carga de secagem, diminuir

o tempo de secagem e garantir qualidade aos produtos secos.

Page 67: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

66

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANUNCIAÇÃO, E.B.B.; MENDES, J.U.L.. Desintoxicação da Torta de Mamona por Secagem Solar. Dissertação de Mestrado. PPGEM-UFRN, Natal-RN. 2007.

BATISTA, A. A; RIBEIRO, N. M.; SANTIAGO, D. J.; VELOSO, M.C.C.

Determinação do perfil de ácidos graxos do óleo da amêndoa do fruto do licuri (Syagrus

coronata (Martius) Beccari)./www.abq.org.br/cbq/2006/trabalhos2006/10/909-1075-10-

T1.htm/ acessado em 26 de janeiro de 2011.

BEZERRA, A. M.. Aplicações Térmicas da Energia Solar. Editora UFPB. 4ª Ed. João

Pessoa - PB. 2001.

BONDAR, G. As Ceras no Brasil e o Licuri (cocos coronata Mart.) na Bahia. Instituto

Central de Fomento Econômico da Bahia. Salvador – BA. 1942.

BONDAR,G. O Licurizeiro (cocus coronata Mart.) e Suas Potencialidades na Economia

Brasileira. Instituto Central de Fomento Econômico da Bahia Salvador – BA. 1938.

BOVI, M.L.A & CARDOSO, M. Conservação de sementes de palmiterio ( Euterpe edulis

Mart.) Bragatia 37 p. 65-71, 1978.

CARVALHO, N.O.S.; PELACANI.; C.R.; RODRIGUES, M.O.de S.; CREPALDI, I.C. Uso de Substancias Reguladoras e Não Específicas na Germinação de Sementes de Licuri ( Syagrus Coronata. Série Ciências Biológicas v.5, n.1, p.28-32, 2005. CRUZ, G. A. Desidratação de Alimentos: frutos, vegetais, ervas e temperos, carne, feixes,

nozes, sementes. Globo Rural, 2ª Edição. 1999.

CRESPALDI, I.C et al. Composição nutricional do fruto do licuri(Syagrus

coronate(Martius)Becari). Revista Brasileira de Botanica 24 p.155-159.

DUFFIE, J.A.; BECKMAN, W.A.; Solar Engineering of Thermal Processes, II edition.

John & Sons. New York. 1991.

FIOREZE, R.; Princípios de Secagem de Produtos Biológicos. Ed.Universitária- UFPB.

p.229. João Pessoa – PB. 2004.

GOMES NETO, R.J.; CARVALHO, A.S.; JESUS D.S.; DUARTE, F.J.B.; VELOSO,

M.C.C. Extração e Caracterização do Óleo da Amêndoa do Licuri (Syagrus coronata). 32a

Page 68: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

67 Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2009. Disponível em

http://sec.sbq.org.br/cdrom/32ra/resumos/T2055-1.pfd Acessado em 3 de março de 2011.

INCROPERA, F.P.; DEWITT, D.P.; Fundamentos de Transferência de Calor e de

Massa, Guanabara Koogan, 4ª edição, Rio de Janeiro, 2003.

LORENZI, H. Arvores Brasileiras: Manual de Identificação e Cultivo de Plantas Arbóreas

Naturais do Brasil. Nova Odessa. Ed. Platarum, 287 p. 1992.

JOHNSON, JR.; Expedição Carnaúba: A história de uma Aventura Cientifica Para

Estudar a Palmeira da Carnaúba em sua Origem no Interior do Brasil. Tradução do

Original“ Carnaúba Expedition”, publicado em 1936 com a colaboração de A.Dailey.

Fortaleza. Ed. Esteves Tiprogresso/Fundação Waldemar Alcantara/TNC. 135 p.1998.

NOBLICK, L.R. Palmeiras da caatinga da Bahia e as potencialidades econômicas

Simpósio sobre a caatinga e sua exploração racional, Brasília DF, Embrapa, p.99-115,

1986.

MADAMBA,P.S. et al.; The Thin-Layer Drying Characteristics of Garlic Slices. Journal

of Foor Engineering v.29, p.75-97. 2007.

MATTHES, L.A.F.;CASTRO, C.E.F.; Germinação de Sementes de Palmeiras. O

Agronômico. Campinas, v.39,n.3, p.267-277, 1987.

PARK, K.J. et al. Conceitos de processos e equipamentos de secagem,Campinas v 1,

2007.

QUEIROZ Relação Solo-água-vegetação em uma Popossequência Localizada na Estação

Ecológica de Assis, SP/Carlos Eduardo Pinto Juhàsz – Piracicaba. 2005.

SILVA, J.C. Estufa Solar: Uma Opção Para a Secagem da Madeira. Revista da Madeira

v.1, p.42-46. 2000.

SILVA, R.F.; Projeto de Uma Máquina Para a Quebra do Coco Licuri Utilizando CAD

Associado á Engenharia de Sistemas. Dissertação de Mestrado. PPGEM. Natal-RN. 2002.

SINICIO,R.; Simulação de Secagem de Milho em Camadas Espessas a Baixas

Temperaturas. Dissertação Mestrado em Engenharia Agrícola. Universidade Federal de

Viçosa – UFV. Viçosa – MG, p.74, 2006.

Page 69: Viabilidade do Uso de Secadores Solar de Convecção Natural ... · experimentos comprovativos: o Sistema de Secagem Solar de Exposição Direta e Convecção Natural construído

68 SOUZA,L.G.M. et al. ; Obtenção de Tomates Secos Utilizando um Sistema de Secagem

Solar Construído com Materiais Alternativos. 8º Congresso Iberoamericano de Engenharia

Mecânica; v.6, p.135-139. Cusco-Peru. 2007.

SOUZA, L.G.M. et al; Viabilidade Térmica , Econômica e de Materiais da Utilização de

Tubos de PVC Como Elementos Absorvedores em Coletores de um Sistema de

Aquecimento de Água por Energia Solar. PPGEM-UFRN. Natal-RN. 2002.

TOMLINSON,P.B.; The Structural Biology of Palms. Oxford Clarendon Press, 477

p.,1990.