PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GRÃOS DE ARROZ VERMELHO (Oriza sativa L.) Glediston Nepomuceno Costa Júnior 1 ; Ivano Alessandro Devilla 2 RESUMO

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1 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GRÃOS DE ARROZ VERMELHO (Oriza sativa L.) Glediston Nepomuceno Costa Júnior 1 ; Ivano Alessandro Devilla 2 1 Bolsista PIBIC/CNPq, graduando do Curso de Engenharia Agrícola, UnUCET UEG. 2 Orientador, docente do Curso de Engenharia Agrícola, UnUCET UEG. RESUMO O conhecimento das propriedades físicas dos grãos é necessário para o dimensionamento de máquinas e equipamentos. Neste trabalho determinaram-se as propriedades físicas: tamanho, forma, massas específicas aparente e unitária, porosidade e massa de mil grãos de arroz vermelho (Oriza sativa L.) nos teores de água de 11,20; 12,22; 13,64; 16,93; 21,23% b.u. Os resultados obtidos permitiram concluir que: (a) ocorreu a diminuição dos eixos axiais (a, b e c) com a redução do teor de água; (b) a esfericidade, a circularidade, a massa específica real, a porosidade e a massa de mil grãos apresentam valores diretamente proporcionais ao teor de água; e (c) a massa específica aparente foi inversamente proporcional ao teor de água. Palavras chaves: massa específica, porosidade e teor de água. Introdução O arroz-vermelho é um dos principais componentes da dieta alimentar do nordestino e é cultivado principalmente nos Estados da Paraíba, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Ceará, Bahia e Alagoas. Segundo ALMEIDA (2005), a produção do arroz-vermelho está relacionada com o hábito alimentar das populações locais. Apesar de ser alvo de grande interesse para a agricultura familiar, esse arroz se encontra em franco processo de extinção, em razão da forte concorrência da indústria do arroz branco e do despovoamento do meio rural. Para viabilizar a conservação do produto por longo tempo, algumas práticas se tornam necessárias, entre elas têm importante destaque as operações de limpeza, secagem e aeração, em razão de sua eficiência e rapidez em atender ao fluxo da produção agrícola. O atraso na época de colheita, a alta temperatura de secagem e os danos mecânicos são, dentre 1

2 outros fatores, os principais responsáveis pela baixa qualidade da semente, insumo básico para produção dos produtos agrícolas (VIEIRA et al., 1993). De acordo com MOHSENIN (1986), informações concernentes ao tamanho e forma, ângulo de repouso e massa específica, dentre outras características físicas, são consideradas de grande importância para os estudos envolvendo transferência de calor e massa e movimentação de ar em massas granulares. O conhecimento das propriedades físicas de produtos agrícolas é de fundamental importância para uma correta conservação e para o dimensionamento e operação de equipamentos para as principais operações pós-colheita. Diante o exposto, o presente trabalho visou determinar as propriedades físicas (tamanho e forma, massa específica aparente, massa específica unitária, porosidade e massa de mil grãos) de grãos de arroz vermelho em função do teor de água. Materiais e Métodos O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Propriedades Físicas do curso de Engenharia Agrícola da Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual de Goiás em Anápolis GO. Foram utilizados grãos de arroz vermelho (Oriza sativa L.) fornecido pela Embrapa Arroz e Feijão. O teor de água do produto era de 11,20% b.u. e os grãos foram reumedecidos até atingirem 12,22; 13,64; 16,93; 21,23% b.u. No processo de reumedecimento, utilizou-se o papel germiteste saturado com água. A metodologia para determinação do teor de água sugerida por BRASIL (1992) foi utilizada neste trabalho. Na determinação da forma e tamanho dos grãos de arroz, utilizou-se 3 repetições de 50 grãos nos diferentes teores de água. O tamanho dos grãos foi determinado com o auxilio de um paquímetro digital de precisão de 0,01mm. Foram medidas as dimensões (comprimento, largura, espessura) dos grãos. A esfericidade (S) foi determinada utilizando-se a equação 1, para os 150 grãos medidos. Para a determinação da circularidade 150 grãos foram digitalizados, em posição de repouso natural, com o auxilio de um Scanner. As imagens foram transferidas para o software Image Tool 3.0, no qual foram determinados o diâmetro do maior círculo inscrito (d i ) e o diâmetro do menor círculo circunscrito (d c ). da imagem de cada grão. A circularidade (C) foi estimada utilizando-se a equação 2. 2

3 A determinação da massa especifica aparente foi realizada, em seis repetições, utilizando um cilindro plástico de volume conhecido. O recipiente com os grãos foi pesado em balança de precisão de 0,01g e utilizou-se a equação 3 para estimar a massa específica aparente. A porosidade foi determinada pelo método direto (MOHSENIN, 1986), onde a mesma é obtida acrescentando-se um volume de líquido conhecido e necessário para complementação dos espaços vazios da massa granular. Foi utilizado um becker de 10 ml, uma bureta de 25 ml e o liquido utilizado foi o óleo de soja. A massa específica unitária foi estimada, utilizando a equação 4. A massa de mil grãos foi determinada pesando-os em balança digital com precisão de 0,01 gramas, em três repetições, para cada teor de água. No experimento utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, onde os tratamentos foram os cinco teores de água avaliados em três repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e, posteriormente, ajuste de regressões. Na Tabela 1 encontram-se as fórmulas utilizadas para o cálculo das propriedades físicas dos grãos de arroz vermelho. Tabela 1. Fórmulas utilizadas para o cálculo das propriedades físicas dos grãos de arroz vermelho. ( a b. c) 1 3. Fórmulas S =.100 (1) a di C=.100 (2) dc m ρ ap= (3) V ρap ρu = (4) 1 ε Nomenclatura S = esfericidade, (%); a = medida do maior eixo do grão, (mm); b = medida do eixo normal ao eixo a, (mm); c = medida do eixo normal aos eixos a e b, (mm); C = circularidade, (%); d i = diâmetro do maior círculo inscrito, (mm); d c = diâmetro do menor círculo circunscrito, (mm); ρ ap = massa específica aparente, (kg m -3 ); m = massa do produto, (kg); V = volume do recipiente, (m 3 ); ρ u = massa específica unitária, (kg m -3 ); ρ ap = massa específica aparente, (kg m -3 ); ε = porosidade, (decimal). Resultados e Discussão Na Tabela 2 encontram-se os valores médios dos eixos axiais (comprimento, largura e espessura) para os grãos de arroz vermelho nos teores de água estudados. Nota-se que existe 3

4 uma redução do tamanho dos grãos com a redução do teor de água. A redução do tamanho deve-se ao processo de secagem, no qual ocorre a contração volumétrica dos grãos. Tabela 2. Valores médios dos eixos axiais em função do teor de água dos grãos de arroz vermelho. Teor de água Tamanho dos grãos % (b.u.) Comprimento (mm)* Largura (mm)* Espessura (mm)* 11,20 8,97 ± 0,45 3,37 ± 0,14 2,17 ± 0,14 12,22 9,08 ± 0,46 3,40 ± 0,11 2,17 ± 0,18 13,64 9,11 ± 0,43 3,41 ± 0,12 2,21 ± 0,16 16,93 9,12 ± 0,39 3,45 ± 0,14 2,24 ± 0,17 21,23 9,26 ± 0,47 3,52 ± 0,17 2,27 ± 0,19 * Valores médios de 150 grãos. Na Tabela 3 encontram-se os valores médios da esfericidade, da circularidade, das massas específicas aparente e real, da porosidade e da massa de mil grãos para os grãos de arroz vermelho nos diferentes teores de água. Nota-se a que a esfericidade e a circularidade aumentam com o acréscimo do teor de água. Verifica-se que a esfericidade é diretamente proporcional ao teor de água, conforme relatado por CAVALCANTI MATA (1997). Nota-se, ainda, que a esfericidade está distante do valor 1,0, o que indica que a forma dos grãos de arroz vermelho não se aproxima de uma esfera. Observa-se, também, que a circularidade tem o mesmo comportamento da esfericidade. Verifica-se que a massa específica aparente aumenta com o decréscimo do teor de água. Essa tendência também foi observada para o trigo estudado por CORRÊA et al. (2006) e para grãos de feijão estudado por RESENDE et al. (2008). Já a massa específica real aumentou com o acréscimo do teor de água dos grãos de arroz vermelho, tendência descrita por COUTO et al. (1999) e SOUZA (2001). Nota-se que a porosidade é diretamente proporcional ao teor de água. Observa-se que ocorre a tendência da porosidade aumentar com o acréscimo do teor de água no produto. Resultado semelhante foi obtido por HENRIQUES et al. (2005) e RIBEIRO et al. (2005). Verifica-se que a massa de mil grãos é diretamente proporcional ao teor de água. Pode-se notar que a massa de mil grãos aumenta com a elevação do teor de água, concordando com os resultados obtidos por LIMA (2005) e PENHA (2006). 4

5 Tabela 3. Valores médios da esfericidade, circularidade, massa específica aparente, massa específica real, porosidade e massa de mil grãos em função do teor de água dos grãos de arroz vermelho. Teor de água Esfericidade* Circularidade* Massa específica aparente Massa específica real Porosidade Massa de mil grãos % (b.u.) (decimal) (decimal) (kg m -3 ) (kg m -3 ) (%) (g) 11,20 0,4496 0, ,55 915,66 39,00 29,42 12,22 0,4473 0, ,41 920,68 40,00 29,85 13,64 0,4495 0, ,19 939,81 41,67 30,16 16,93 0,4529 0, ,50 969,10 44,33 31,44 21,23 0,4534 0, ,17 981,80 46,00 32,85 * Valores médios de 150 grãos. Conclusões Considerando as condições em que foi desenvolvido este trabalho, conclui-se que: (a) ocorreu a diminuição dos eixos axiais (a, b e c) com a redução do teor de água; (b) a esfericidade, a circularidade, a massa específica real, a porosidade e a massa de mil grãos apresentam valores diretamente proporcionais ao teor de água; e (c) a massa específica aparente foi inversamente proporcional ao teor de água. Referências Bibliográficas ALMEIDA, J.P. O Arroz-Vermelho Cultivado no Brasil. Disponível em: < /foldernoticia /noticia /mostra_noticia>. Acesso em 17/03/2007. BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Regras para análise de sementes, Brasília, DF, p. CAVALCANTI MATA, M.E.R.M. Efeitos da secagem em altas temperaturas por curtos períodos de tempo, em camada estacionária, sobre a armazenabilidade de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.), variedade Carioca : avaliação experimental, modelagem e simulação. Campinas: UNICAMP, p. (Tese de Doutorado). CORRÊA, P.C.; RIBEIRO, D.M.; RESENDE, O.; BOTELHO, F.M. Determinação e modelagem das propriedades físicas e da contração volumétrica do trigo, durante a secagem. 5

6 Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.10, n.3, p , 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 água. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.3, n.1, p , HENRIQUES, D.R.; CORRÊA, P.C.; GONELI, A.L.D.; RIBEIRO, D.M. Efeito de secagem na contração volumétrica dos grãos e na porosidade da massa de grãos de soja. IV Seminário Nacional de Armazenagem, Uberlândia MG, LIMA, A. P. Propriedades Físicas dos Grãos de Girassol (Helianthus Annuus L.). Trabalho de conclusão de curso. Universidade Estadual de Goiás, Anápolis GO, 2005, 42p. MOHSENIN, N.N. Physical properties of plant and animal materials. New York: Gordon and Breach science publishers Inc., p. PENHA, W. F. Propriedades Físicas dos Grãos de QUINOA (Chenopodium quinoa Willd). Trabalho de conclusão de curso. Universidade Estadual de Goiás, Anápolis GO, 2006, 32p. RESENDE, O.; CORRÊA, P.C.; GONELI, A.L.D.; RIBEIRO, D.M. Propriedades físicas do feijão durante a secagem: determinação e modelagem. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 32, n. 1, p , RIBEIRO, D.M.; CORRÊA, P.C.; RODRIGUES, D.H.; GONELI, A.L.D. Análise da variação das propriedades físicas dos graos de soja durante o processo de secagem. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.25, n.3, p , SOUZA, L.V.S. Propriedades físicas de grãos de girassol relacionadas a armazenagem. Campinas: FEAGRI/UNICAMP p. (Dissertação de Mestrado). VIEIRA, R. F.; VIEIRA, C.; RAMOS, J. A. O. Produção de sementes de feijão. Viçosa, MG: EPAMIG, p. 6