DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DE SEMENTE DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) VARIEDADE EMGOPA OURO

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1 DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DE SEMENTE DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) VARIEDADE EMGOPA OURO Renata Cunha dos Reis 2 ; Poliana Tatiana da Silva Gratão 2 Daiane de Assis Ferreira 2; Ivano Alessandro Devilla 3 1 Mestranda em Engenharia Agricola, UnUCET Anápolis - UEG. 2 Graduanda em Engenharia Agricola, UnUCET Anápolis UEG. 3 Professor, docente do Curso de Engenharia Agricola, UnUCET Anápolis UEG. RESUMO Nos países em desenvolvimento, o feijão é uma importante fonte de proteínas, calorias e outros nutrientes. Os conhecimentos de suas propriedades físicas permitem o desenvolvimento de projetos para equipamentos e unidades armazenadoras que facilitem a disponibilidade do feijão em qualquer época do ano. O experimento foi conduzido na Universidade Estadual de Goiás (UEG) - Anápolis-GO. Amostras simples de sementes da variedade de feijão EMGOPA 201 OURO foram fornecidas pelo CTPA da Agencia Rural onde determinou-se as seguintes propriedades físicas dos grãos de feijão: Dimensões axiais, esfericidade, circularidade, massas especificas aparente e unitária e porosidade, em diferentes teores de água. Utilizou-se análise de regressão para avaliação dos resultados. As dimensões axiais, esfericidade e porosidade diminuíram com o aumento no teor de água. Já a circularidade, a massa específica aparente e a massa específica unitária aumentaram com o aumento do teor de água. Palavras-chave: Tamanho, forma, massa específica. Introdução A cultura do feijoeiro, assim como as demais culturas, está sujeita a vários fatores que, direta ou indiretamente, interferem na sua capacidade produtiva. O armazenamento constitui uma das etapas de grande importância dentro desse processo e boas condições durante esse período contribui para a manutenção da qualidade das sementes (RESENDE et al., 2003). As propriedades físicas dos grãos são de extrema importância para o dimensionamento e projeto de equipamentos transportadores, de limpeza e separação, no emprego de técnicas utilizadas no armazenamento e construção de silos e outros dispositivos de armazenagem (GONELI et al., 2003). Segundo Pê et al. (2003) as características físicas tais como tamanho e forma são de grande interesse para o controle e automação de equipamentos visando 1

2 melhorar a qualidade do produto e agregar valor econômico, conseqüentemente reduzindo custos com mão de obra e tempo de operação no processamento e pós-colheita. A massa específica aparente de grãos agrícolas cresce, geralmente, com a diminuição do teor de água do produto. O crescimento depende da percentagem de grãos danificados, do teor de água inicial, da temperatura alcançada durante a secagem, do teor de água final e da variedade do grão (COUTO et al., 1999). A porosidade é uma característica física importante em várias operações unitárias na linha de processos de uma Agroindústria. Dentre outros processos, pode-se citar a secagem e a aeração de grãos e o resfriamento e o congelamento de frutas (MATA et al., 2002). Este trabalho objetivou determinar as propriedades físicas: forma, tamanho, massa específica aparente, massa específica unitária e porosidade das sementes de feijão em diferentes umidades. Material e Métodos O experimento foi conduzido na Universidade Estadual de Goiás (UEG) - UnUCET, com amostras simples de sementes da variedade de feijão EMGOPA 201 OURO fornecida pelo Centro Tecnológico de Pesquisa Agropecuária da Agencia Rural. Para que o produto atingisse umidades de 19,5; 16,8; 14 e 11% b.u. uma amostra de 15 kg de sementes de feijão, com umidade inicial de 22,8% b.u., foi submetida a secagem em estufa regulada a 45ºC. O teor de água foi determinado em estufa com circulação de ar a 103ºC + 1ºC, durante 24 horas, em três repetições. O tamanho das sementes foi medido utilizando-se um paquímetro digital de 0,01 mm de precisão, foram as dimensões dos eixos axiais: comprimento, largura e espessura (a, b, c). Na determinação da forma dos grãos utilizou-se um scanner para digitalizar as sementes em posição de repouso natural. O software Autocad 2000 foi utilizado para o dimensionamento. A esfericidade e a circularidade foram determinadas por meio das equações 1 e 2. A determinação da massa especifica aparente e massa específica unitária foi realizada em seis repetições segundo Mohsenin (1980). A porosidade foi determinada pela equação 3. r = a. b. 2 3 c Ap ρ ap (Equação 1) C = (Equação 2) ε = 1 (Equação 3) Ac ρu Em que: r = raio da esfera equivalente de volume igual ao do produto (decimal); a, b, c = eixos axiais do produto; 2

3 C = circularidade (decimal); Ap = área projetada do objeto em posição de repouso natural (mm 2 ); Ac = área do menor circulo circunscrito (mm 2 ); ε = porosidade (%); ρ ap = massa específica aparente (kg. m 3 ); ρ u = massa específica unitária (kg. m 3 ). Resultados e Discussão Na Tabela 1 encontram-se os valores médios dos eixos axiais (a, b e c) e a forma (esfericidade e circularidade) para as sementes de feijão EMGOPA 201 OURO nos teores de água estudados. Tabela 1: Valores médios e desvios dos eixos axiais (a, b e c), esfericidade e circularidade em função do teor de água da variedade Feião EMGOPA 201 OURO. Teor de Tamanho (mm)* Forma (decimal)* água Comprimento Largura Espessura (% b.u.) A b c Esfericidade Circularidade 22,8 8,63+0,40 5,97+0,31 4,72+0,33 0,76+0,03 0,72+0,03 19,5 8,52+0,51 5,85+0,38 4,70+0,36 0,75+0,03 0,72+0,04 16,8 8,46+0,37 5,81+0,30 4,65+0,35 0,74+0,01 0,74+0,02 14,0 8,29+0,39 5,68+0,32 4,62+0,26 0,73+0,02 0,75+0,04 11,0 8,13+0,43 5,57+0,30 4,57+0,34 0,71+0,02 0,81+0,03 *Valores médios de 50 repetições. Na Tabela 1, verifica-se a existência de uma redução do tamanho das sementes com a redução do teor de água. A redução do tamanho deve-se ao processo de secagem, no qual ocorre a contração das sementes. Verificou-se também que, a esfericidade é diretamente proporcional ao teor de água. A redução da esfericidade da umidade inicial para a final foi de 6,93%. Já a circularidade é inversamente proporcional ao teor de água no feijão. A Figura 1 (a, b, c) expressa melhor à correlação linear entre o comprimento, a largura e a espessura da semente com o teor de água e apresenta coeficientes de determinação (R 2 ) de 96,95%, 98,32% e 7,73%, respectivamente, mostrando que o modelo linear é preditivo. 3

4 Figura 1: Dimensões de comprimento (a), largura (b), e espessura (c) dos grãos de feijão em função do teor de água. A Figura 2 (d, e) representa os gráficos relativos aos resultados de esfericidade e circularidade para as sementes de feijão em relação ao teor de água. Figura 2: Valores de esfericidade (d), circularidade (e) dos grãos de feijão em função do teor de água. Segundo Corrêa et al., (2004) para os grãos de trigo da cultivar Aliança as três dimensões axiais (a, b e c) e a esfericidade reduziram proporcionalmente com a diminuição do teor de água, confirmando os valores obtidos neste trabalho. Para o mesmo autor, à medida que foi aumentado o teor de água ocorreu um aumento da circularidade fato este, que não pode ser observado no presente trabalho, pois à medida que o teor de umidade aumentou, a circularidade diminuiu. Os valores de massa específica aparente, massa específica unitária e porosidade são apresentadas na Tabela 2. Tabela 2: Valores médios e desvios para massa específica aparente, massa específica unitária e porosidade em função do teor de água da variedade Feijão EMGOPA 201 OURO. Teor de água Massa específica (kg/m 3 )* Porosidade (% b.u.) Aparente Unitária (%) 22,8 779,16+6, ,10+2,90 37,87+1,40 19,5 785,13+8, ,65+5,60 37,77+2,93 16,8 815,21+6, ,0+4,60 36,26+3,47 14,0 823,41+5, ,85+5,90 36,11+2,63 11,0 831,26+3, ,48+9,10 35,83+4,08 *Valores médios de 6 repetições 4

5 Para melhor expressar os resultados da Tabela 2, os gráficos das respectivas análises serão apresentados as figuras abaixo. Figura 3: Valores da massa específica aparente (f), massa específica unitária (g) porosidade (h) dos grãos de feijão em função do teor de água. e A Figura 3 (f, g) mostra a correlação quadrática da massa específica aparente e unitária que diminuem com o aumento do teor de água, com coeficiente de determinação de 92,85% e 97,19% mostrando que os modelos são preditivos. Na figura 3 (h) houve uma correlação linear entre a porosidade que diminuiu com o aumento do teor de água. Ribeiro et. al. (2005) utilizaram grãos de soja, variedade UFV 20, colhidos com teor de água de aproximadamente 45% b.s e verificaram um aumento da massa específica real e da massa específica aparente com a redução do teor de água. Os mesmo autores verificaram ainda, que a porosidade diminui linearmente de 44,7 para 41,1% com a redução do teor de água na faixa entre 0,31 a 0,15 (b.s.). Portanto os dados destes autores confirmam os dados coletados neste trabalho. Conclusões Considerando as condições realizadas neste trabalho, conclui-se que houve uma diminuição dos eixos axiais (a, b e c), da esfericidade e da porosidade com a redução do teor de água. A circularidade, massa específica aparente e massa especifica unitária aumentaram com a redução do teor de água. Referências Bibliográficas 5

6 CORRÊA, P.C.; RIBEIRO, D.M.; RESENDE, O.; HENRIQUES, D.R.; SOUZA M.A. Análise da porosidade, massa específica aparente e real do trigo durante o processo de secagem. XXXIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, CD- ROM, 2004, São Pedro. Anais... Viçosa: Universidade Federal de Viçosa - MG, COUTO, S.M.; MAGALHÃES, A.C.; QUEIROZ, D.M.; BASTOS, I. T. Massa específica aparente e real e porosidade de grãos de café em função do teor de umidade. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, Campina Grande, v.3, n.1, p.61-68, GONELI, A.L.D., CORRÊA P.C., SILVA, F. S., MIRANDA, G.V. Efeito do teor de impuresas nas propriedades físicas de sementes de milho. Resumos do 32º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, Goiânia, 2003, p. 77. MATA, M.E.R.M.C., DUARTE, M.E.M. Porosidade intergranular de produtos agrícolas. R. Bras. Prod. Agroindustriais, Campina Grande, v.4, n.1, p.79-93, MOHSENIN, N.N. Thermal properties of foods and agricultural materials. New York: Gordon and Breach Science, p. PÊ, P.R., DUARTES, M.E.M., CAVALCANTI MATA, M.E.R.M. Variação das caracteristicas fisicas do feijão macassar em função do teor de umidade. In: XXXII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 791, 2003, Goiânia - GO. Resumo... Campina Grande - PB, p. RESENDE, O. ; GRIS, C.F. ; BOREM, F.M. et al. Análises fisiológicas em sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) armazenadas em condições controladas e na presença de equipamento modificador de atmosfera. Resumos do 32º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, Goiânia, 2003, p. 5. RIBEIRO, D. M.; CORRÊA P. C.; RODRIGUES, D. H. Análise das propriedades físicas dos grãos de soja durante o preocesso de secagem.. Ciên. Tecnol. de Alimentos - Campinas, v.25, n.3 p ,