MANEJO DA TEMPERATURA DO AR NA SECAGEM INTERMITENTE EM SEMENTES DE ARROZ CRISTINE THOMAZ SARAVIA

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES MANEJO DA TEMPERATURA DO AR NA SECAGEM INTERMITENTE EM SEMENTES DE ARROZ CRISTINE THOMAZ SARAVIA Tese apresentada à Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas sob a orientação do Prof. Dr. Wolmer Brod Peres para a obtenção do título de Doutor em Ciências. PELOTAS-RS Julho, 2006.

2 CRISTINE THOMAZ SARAVIA MANEJO DA TEMPERATURA DO AR NA SECAGEM INTERMITENTE EM SEMENTES DE ARROZ Tese apresentada à Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas sob a orientação do Prof. Dr. Wolmer Brod Peres para a obtenção do título de Doutor em Ciências. COMISSÃO EXAMINADORA: Prof. Dr. Wolmer Brod Peres FEA UFPel Prof a. Dra. Adriana Maria De Grandi - FA - UNIOESTE Prof. Dr. Francisco Amaral Villela IFM UFPel Prof. Dr. Moacir Cardoso Elias DCTA- UFPel Prof. Dr. Silmar Teichert Peske FAEM - UFPel APROVADA EM: de Prof. Dr. Francisco Amaral Villela Prof. Dr. Silmar Teichert Peske Prof. Dr. Moacir Cardoso Elias Prof a. Dra. Adriana Maria De Grandi Prof. Dr. Wolmer Brod Peres (Orientador) ii

3 Ao meu esposo Horacio Saravia Aos meus filhos Henrique e Natália À minha mãe Edite As minhas irmãs Denise e Adriane Dedico iii

4 AGRADECIMENTOS Ao professor Dr. Wolmer Brod Peres, pela oportunidade, orientação, compreensão e amizade. Aos demais professores do Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes pelos ensinamentos ministrados e agradáveis momentos de convivência. Ao Eng. Agrícola João Fernando Paulsen e a Cooperativa de Arroz Alegretense CAAL pelo apoio, colaboração e incentivo na realização deste trabalho. Aos colegas do Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, em especial a colega Flavia Caldeira pela alegre convivência e colaboração. À CAPES, pelo auxílio financeiro, muitas vezes fator determinante para a realização deste sonho, através da bolsa de doutorado. Ao meu esposo Horacio, pelo companheirismo, amor, respeito e colaboração em todas as etapas da minha vida. Aos meus filhos Henrique e Natália por existirem dando um sentido maior a minha vida. À minha mãe pelo constante incentivo e incondicional amor dispensado. Às minhas irmãs Denise e Adriane, minhas amigas, pela certeza do constante apoio e companheirismo. Aos demais familiares e amigos que sempre me incentivaram para a realização deste trabalho. Acima de tudo, a Deus, por abençoar a minha vida protegendo sempre a mim e principalmente as pessoas que amo. iv

5 SUMÁRIO LISTA DE TABELAS...vii LISTA DE FIGURAS...viii RESUMO...x ABSTRACT...xii 1. INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Importância da produção de arroz Qualidade fisiológica das sementes Teor de água das sementes e higroscopicidade Princípios básicos de psicrometria Secagem de sementes Armazenamento de sementes MATERIAL E MÉTODOS Material Metodologia Operacional Operações unitárias Secagem Determinação da umidade relativa do ar Medição do tempo de secagem Armazenamento das sementes Avaliação da qualidade das sementes Determinação do grau de umidade Desempenho industrial Teste de germinação Teste de frio sem solo Teste de envelhecimento acelerado Condutividade Elétrica Teste de emergência a campo Delineamento experimental RESULTADOS E DISCUSSÃO Parâmetros operacionais das secagens Secagem a temperatura do ar constante...28 v

6 Variáveis psicrométricas Temperatura e grau de umidade na massa de sementes Taxa horária de secagem Secagem com temperaturas do ar variáveis Variáveis psicrométricas Temperatura e grau de umidade na massa de sementes Taxa horária de secagem Efeitos do manejo da temperatura do ar de secagem na qualidade das sementes Parâmetros de qualidade física Parâmetros da qualidade fisiológica das sementes CONCLUSÕES REFERÊNCIAS...51 vi

7 LISTA DE TABELAS Tabela 01. Graus de umidade (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...39 Tabela 02. Rendimento de grãos inteiros (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...40 Tabela 03. Germinação (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...41 Tabela 04. Percentuais de plântulas normais obtidos na primeira contagem da germinação (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...42 Tabela 05. Envelhecimento acelerado (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...44 Tabela 06. Teste de frio (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...45 Tabela 07. Emergência a campo (%), em sementes de arroz, cultivar El Paso L- 144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...46 Tabela 08. Condutividade elétrica (µmhos/cm/g), em sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, submetidas a quatro manejos da temperatura do ar de secagem, sob três períodos de armazenamento...47 vii

8 LISTA DE FIGURAS Equação 01 Umidade relativa do ar em função da pressão de vapor do ar...13 Equação 02 Umidade relativa do ar ambiente em função da temperatura do bulbo seco e temperatura do bulbo úmido...13 Figura 01. Fotografia do secador utilizado no experimento, marca Pampeiro, capacidade estática de kg...21 Figura 02. Fluxograma das operações unitárias experimentais...22 Equação 03 Umidade Relativa do ar de secagem (% URsec) em função da temperatura de bulbo seco (tbsamb) e de bulbo úmido do ar ambiente (tbuamb), e de bulbo seco do ar de secagem (tbssec)...24 Figura 03. Condições do ar ambiente e ar de secagem no decorrer da secagem de sementes de arroz da cultivar El Paso L-144, com temperatura do ar de secagem constante a 40 C...29 Figura 04. Condições do ar ambiente e ar de secagem no decorrer da secagem de sementes de arroz da cultivar El Paso L-144, com temperatura do ar de secagem constante a 60 C...29 Figura 05. Monitoramento das temperaturas na câmara inferior, na descarga do secador e grau umidade das sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, no decorrer da secagem com temperatura do ar de secagem constante a 40 C...30 Figura 06. Monitoramento das temperaturas na câmara inferior, na descarga do secador e grau umidade das sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, no decorrer da secagem com temperatura do ar de secagem constante a 60 C...31 Figura 07. Taxa horária observada no decorrer da secagem de sementes de arroz da cultivar El Paso L-144, com temperatura do ar de secagem constante a 40 C...32 Figura 08. Taxa horária observada no decorrer da secagem de sementes de arroz da cultivar El Paso L-144, com temperatura do ar de secagem constante a 60 C...32 Figura 09. Condições do ar ambiente e ar de secagem no decorrer da secagem de sementes de arroz da cultivar El Paso L-144, com temperaturas do ar de secagem crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas de secagem e a partir da segunda hora constantes a 60 C...33 viii

9 Figura 10. Condições do ar ambiente e ar de secagem no decorrer da secagem de sementes de arroz da cultivar El Paso L-144, com temperaturas do ar de secagem crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas de secagem e decrescentes até o término da secagem...34 Figura 11. Monitoramento das temperaturas na câmara inferior, na descarga do secador e grau umidade das sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, no decorrer da secagem com temperaturas do ar crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas de secagem e a partir da segunda hora constantes a 60 C...35 Figura 12. Monitoramento das temperaturas na câmara inferior, na descarga do secador e graus umidade das sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, no decorrer da secagem com temperaturas do ar crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas de secagem e decrescentes até o término da secagem...36 Figura 13. Taxa horária observada no decorrer da secagem de sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, com temperaturas do ar crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas de secagem e a partir da segunda hora constantes a 60 C...37 Figura 14. Taxa horária observada no decorrer da secagem de sementes de arroz, cultivar El Paso L-144, com temperaturas do ar crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas de secagem e decrescentes até o término da secagem...38 ix

10 RESUMO Manejo da temperatura do ar na secagem intermitente em sementes de arroz. Universidade Federal de Pelotas, julho, SARAVIA, CRISTINE THOMAZ, Orientador: Prof. Dr. Wolmer Brod Peres. O trabalho visou à minimização das perdas na qualidade fisiológica das sementes de arroz através da diminuição do tempo de exposição a altas temperaturas de condicionamento do ar durante a secagem. Sementes de arroz, cultivar EL Paso L-144, foram secadas em secador industrial intermitente, marca Pampeiro, fluxo misto, com capacidade estática de kg, em quatro manejos do ar de secagem: 1) secagem à temperatura do ar constante a 40 C; 2) secagem com temperatura de condicionamento do ar constante a 60 C; 3) secagem com temperaturas de condicionamento do ar crescentes (até 60 C) nas primeiras duas horas e a partir da segunda hora constante a 60 C; 4) secagem com temperaturas de condicionamento do ar crescentes (até 60 C) nas primeiras duas e decrescentes até o término da secagem. Após as sementes foram armazenadas, nas condições ambientais de Alegrete, Rio Grande do Sul, Brasil, por 180 dias. Foram monitorados os parâmetros hidrotérmicos para cada manejo de secagem e durante o período de armazenamento, foram analisados desempenho industrial, grau de umidade, germinação e vigor (pela primeira contagem da germinação, teste de frio sem solo, envelhecimento acelerado, emergência a campo e condutividade elétrica). Concluiu-se que em escala industrial, para secadores intermitentes de bandejas, nas condições em que o experimento foi executado: (1) a secagem intermitente de semente de arroz com temperatura constante do ar a 60 C afeta a qualidade fisiológica; (2) a secagem intermitente com temperaturas crescentes do ar propicia uma constante remoção de água nas sementes de arroz; x

11 (3) na secagem intermitente as sementes de arroz resistem a temperaturas do ar constantes a 40 C; (4) o uso de temperaturas crescentes na secagem intermitente de sementes de arroz proporciona a manutenção da qualidade fisiológica. Palavras chave: semente de arroz, secagem intermitente, qualidade fisiológica. xi

12 ABSTRACT Intermittent drying conditions in rice seeds. Federal University of Pelotas, 2006, June, SARAVIA, CRISTINE THOMAZ, Adviser: Prof. Dc. Wolmer Brod Peres. This work aimed to maintain the physiological quality of rice seeds through the reduction of the drying time at high dry air temperatures. The rice seeds cultivar El Paso L-144 were dried in an intermittent industrial drying system, with capacity for kg, under four drying conditions: 1) at constant temperature of 40 C; 2) constant temperature of 60 C ; 3) at gradual increasing temperature (since 60 C) during the first two hours and constant temperature of 60 C until the end of the drying cycle; 4) at gradual increasing temperature (since 60 C) in the first two hours and gradual decreasing temperature until the end of drying cycle. The seeds were kept in bags made of trussed plastic yarns in the city of Alegrete, Rio Grande do Sul, Brazil at room temperature and local environment conditions, for the period of 180 days. The storage system was conventional. Hydrotermic dry behavior, milling yields, humidity, and vigour (through accelerated aging, field emergency test, cold test and electrical conductivity) test were analyzed. In conclusion, the drying process at a constant temperature of 40 C is the one which best preserves the physiological seed quality; on the other hand, the drying process at a constant temperature of 60 C is don t preserves the seed quality; finally, the gradual increased temperature not only accelerates the drying speed but also preserves the physiological seed quality. Key words: rice seeds, intermittent drying, physiological quality. xii