AERAÇÃO DE GRÃOS INTRODUÇÃO

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1 Universidade Federal de Viçosa Centro de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia Agrícola AERAÇÃO DE GRÃOS INTRODUÇÃO Daniela de Carvalho Lopes Viçosa, 2004

2 Armazenamento de grãos atualmente Nas últimas décadas, tem-se discutido bastante o armazenamento em países tropicais e pequenas fazendas. A adaptação das tecnologias existentes, relações custo-benefício envolvidas, disponibilidade de informações sobre a região e aceitação por parte dos produtores são alguns pontos analisados.

3 Armazenamento seguro Equilibra as flutuações entre demanda e oferta, principalmente nos períodos entre colheitas. Os grãos com baixo teor de umidade podem ser armazenados por longos períodos, mas devem ser monitorados constantemente e manipulados de forma adequada.

4 Aeração de grãos Uma das tecnologias mais seguras para a preservação dos grãos pois não utiliza produtos químicos. Necessita de planejamento e operação adequados para que os seus objetivos sejam alcançados com sucesso. Embora já seja bastante utilizada, os seus benefícios e o seu manejo em regiões tropicais e subtropicais ainda não foram totalmente investigados.

5 O que é a aeração A aeração consiste, basicamente, na circulação forçada do ar ambiente ou condicionado através da massa de grãos armazenados com a finalidade principal de estabelecer e manter uma temperatura moderadamente baixa e uniforme em todo o volume de grãos (HARA e CORRÊA, 1981).

6 Outras alternativas Atmosfera modificada Irradiação Remoção física de insetos.

7 Limitações da aeração Não elimina os microorganismos imediatamente e, sim, impede sua proliferação. Necessita de uma estratégia adequada, variando de região para região.

8 Benefícios da aeração Não utiliza produtos químicos É uma tecnologia simples, segura e econômica no controle do ambiente de armazenamento.

9 Efeitos da aeração Os efeitos benéficos da aeração no ecossistema de grãos armazenados são possíveis principalmente por causa da porosidade e da característica isolante da massa de grãos.

10 Porosidade dos grãos na aeração Geralmente, o volume de ar intergranular varia de 35 a 55 % do volume da massa de grãos. Assim, é possível que o ar forçado no ambiente de armazenamento entre em contato com a grande maioria dos grãos armazenados.

11 Condutividade térmica dos grãos na aeração Devido à baixa condutividade térmica da massa de grãos (aproximadamente 0,15 W m - 1 K -1 ), o microclima modificado é mantido por um período considerável depois que o processo de aeração ocorre.

12 Aeração e o ecossistema dos grãos armazenados O ambiente de armazenamento precisa ser considerado como um ecossistema com fatores bióticos e abióticos. As interações entre estes fatores e a maneira como elas afetam os grãos variam bastante dependendo das condições internas e externas ao ambiente de armazenamento.

13 Fatores bióticos no ecossistema dos grãos armazenados Grãos Insetos Fungos Ácaros Roedores

14 Fatores abióticos no ecossistema dos grãos Estrutura de armazenagem Temperatura ambiente Temperatura dos grãos Umidade ambiente Umidade dos grãos armazenados Atmosfera do ambiente de armazenamento Materiais estranhos existentes na massa de grãos

15 Objetivos gerais da Aeração Como os grãos geralmente são armazenados depois de secos, possuindo teor de umidade baixo, o principal objetivo da aeração é alterar o microclima do ecossistema dos grãos armazenados, reduzindo sua temperatura e criando condições desfavoráveis para o desenvolvimento de organismos nocivos à qualidade dos grãos.

16 Objetivos específicos da Aeração Resfriamento da massa de grãos Homogeneização da temperatura na massa de grãos Prevenção do aquecimento de grãos úmidos Limitação do processo de secagem Remoção de odores e resíduos químicos

17 Aeraçã ção o antes da secagem A aeração pode ser utilizada para resfriar grãos recém colhidos e com alto teor de umidade, antes que estes grãos sejam secos. Este procedimento é utilizado principalmente em regiões com climas temperados com a intenção de preparar os grãos úmidos para eles possam ser armazenados temporariamente, até poderem passar pelo processo de secagem.

18 Aeraçã ção o antes da secagem Benefícios É possível armazenar os grãos em boas condições por algumas semanas, reduzindo a necessidade de aquisição de secadores com mais capacidade de secagem.

19 Aeraçã ção o para prevençã ção o de aquecimento nos grãos úmidos Sistemas de aeração com vazões de ar mais altas (na faixa de 0,1 a 0,2 m 3 min -1 ton -1 ) e operação contínua podem ser empregados. O fluxo de ar através da massa de grãos previne a formação de focos de calor e elimina possíveis gradientes de temperatura. A alta vazão de ar mantém os grãos armazenados em condições adequadas, prevenindo os efeitos negativos causados por acentuadas diferenças de temperatura.

20 Aeraçã ção o para prevençã ção o de aquecimento nos grãos úmidos Observaçõ ções Quando o ar ambiente frio é utilizado na aeração de grãos úmidos, verifica-se um pequeno decréscimo no teor de umidade dos grãos. Entretanto, para se remover umidade dos grãos rapidamente vazões de ar mais altas são necessárias e, em alguns casos, inviável economicamente.

21 Aeraçã ção o para prevençã ção o de aquecimento nos grãos úmidos Observaçõ ções (cont.) Em geral, sistemas de aeração não são projetados para realizar a secagem dos grãos. Por isso, a utilização da aeração com esta finalidade deve ser utilizada com muito critério. Deve-se observar as condições do clima, do produto e do próprio sistema de aeração antes de colocá-lo em prática com a finalidade de secar grãos úmidos.

22 Depois de processos de fumigação sucessivos, os resíduos existentes na massa de grãos devem se manter dentro de limites toleráveis. A circulação dos fumigantes utilizando sistemas de aeração requer conhecimentos avançados sobre os efeitos e tempos necessários de contato do fumigante considerado com os grãos. Também, é necessário projetar as vazões de ar adequadas para este procedimento, assim como outras adaptações estruturais. Aeraçã ção o para aplicaçã ção o de fumigantes

23 Aeraçã ção o para remoçã ção o de resíduos e circulaçã ção o de ar A existência de um sistema de aeração em um silo facilita a incorporação de um sistema de recirculação. A vazão de ar em sistemas de recirculação de ar é usualmente 5 a 10% da capacidade requerida para a aeração. Após a utilização da fumigação, a aeração pode ser aplicada de maneira tradicional para remoção de resíduos indesejáveis.

24 Aeraçã ção o para remoçã ção o de odores A presença de odores diferentes dos odores característicos dos grãos podem indicar que as condições do ambiente de armazenamento estão se alterando por causa da ação de microorganismos ou por causa de resíduos de fumigantes. A maioria destes odores podem ser reduzidos utilizando-se a aeração.

25 Aeraçã ção o para remoçã ção o de odores - Observaçõ ções Dependendo do nível dos danos que os odores estão gerando, vários ciclos de aeração deverão ser aplicados e, no caso da causa ser infestação de microorganismos, ela deverá ser tratada por métodos mais rápidos.

26 Aeração para resfriamento Objetivo mais comumente relacionado à aeração. Se o ar frio está em condições adequadas, ele é introduzido no ambiente de armazenamento, diminuindo gradualmente a temperatura da massa de grãos e criando um novo microclima para todos os organismos deste ecossistema. Vantajosa em climas tropicais e subtropicais que apresentam noites e invernos frios.

27 Aeração para resfriamento Benefícios Massas de grãos resfriadas durante o inverno se mantém com baixas temperaturas durante a primavera e o verão Níveis de deterioração devido a oxidação, perdas de vitaminas e matéria seca em grãos e sementes armazenados com baixas temperaturas e baixos teores de umidade foram menores e os produtos mantiveram-se em condições adequadas ao armazenamento por mais tempo.

28 Aeração para resfriamento Cuidados Para que o resfriamento ocorra de maneira satisfatória, deve-se determinar a vazão de ar ótima necessária para que a massa de grãos alcance a temperatura desejada em um espaço de tempo adequado. Se o processo de resfriamento demorar muito, a proliferação dos insetos pode não ser impedida e se o processo for muito rápido será requerida uma vazão de ar muito alta e economicamente inviável.

29 Aeração para resfriamento Grãos secos Secagem dos grãos antes do armazenamento e posterior resfriamento facilitam a prevenção contra infestação de ácaros. A secagem com altas temperaturas é concluída rapidamente, não permitindo o desenvolvimento de ácaros durante o processo (ARMITAGE et al., 1982).

30 Aeração para resfriamento Grãos úmidos Remoção do calor gerado devido ao aquecimento espontâneo do grão úmido; Resfriamento rápido da massa de grãos com altas vazões de ar visando a uniformidade da temperatura no ambiente de armazenagem; A aplicação de vazões de ar capazes de gerar uma pequena secagem dos grãos, reduzindo o seu teor de umidade a níveis seguros.

31 Aeração para resfriamento Regiões subtropicais e tropicais Nestas regiões, recomenda-se que os grão sejam armazenados secos e que a aeração seja utilizada no ambiente de armazenamento para manter a qualidade dos grãos, prevenindo o desenvolvimento de insetos, ácaros e fungos (BURRELL e HAVERS, 1976).

32 Aeração para uniformizar a temperatura dos grãos Por causa de sua propriedade isolante, a massa de grãos armazenados durante o verão mantém as altas temperaturas de colheita por várias semanas durante o outono. Para um armazenamento seguro, durante a primavera e o inverno, as temperaturas devem ser mantidas baixas e uniformes, impedindo o desenvolvimento dos insetos, ácaros e fungos.

33 Perfil da migraçã ção o de umidade nos períodos frios

34 Perfil da migraçã ção o de umidade nos períodos quentes

35 Temperatura uniforme dos grãos e regiões es quentes Especialmente em regiões subtropicais e temperadas, nas quais as temperaturas diurnas e noturnas ou as temperaturas entre estações variam muito, um objetivo importante da aeração é manter as temperaturas da massa de grãos uniformes.

36 Temperatura uniforme dos grãos e regiões es quentes (cont.) Assim, é possível prevenir a migração de umidade aplicando-se a aeração na massa de grãos durante os períodos mais frios com baixas vazões de ar. Para uma manutenção mais criteriosa, é aconselhável monitorar semanalmente ou mensalmente, as temperaturas ao longo da massa de grãos, verificando se essas temperaturas estão realmente uniformes (NAVARRO e NOYES, 2001).

37 Condensaçã ção o de umidade no silo A condensação sob o teto do silo é um processo natural diferente da migração de umidade. A água que se condensa e goteja nos grãos contém a umidade do ar que se acumula no espaço entre a superfície da massa de grãos e o teto do silo. Este processo ocorre em climas muito quentes, sendo um fator preocupante quando tecnologias de armazenamento são introduzidas em países tropicais.

38 Condensaçã ção o de umidade no silo climas subtropicais e temperados Se os grãos são armazenados com altas temperaturas e não são resfriados adequadamente antes da estação fria, a umidade pode condensar na parte inferior do silo.

39 Condensaçã ção o de umidade no silo climas subtropicais e temperados (cont.) Também, grãos quentes armazenados em silos de metal podem causar condensação durante a noite, mesmo quando o ambiente estiver com temperaturas próximas às dos grãos. Isto ocorre porque o teto do silo aquecido durante o dia é resfriado durante a noite e o espaço entre a superfície da massa de grãos e o teto do silo alcança a temperatura de ponto de orvalho. Assim, a umidade se condensa e goteja sobre os grãos.

40 Alternativa para prevenir a condensaçã ção Em muitas regiões tropicais e em algumas regiões subtropicais recomenda-se a utilização de exaustores localizados na área superior do silo. Estes exaustores funcionam como controladores de umidade, sendo acionados quando a umidade relativa da área propensa à condensação superar os níveis aceitáveis (NAVARRO e NOYES, 2001).

41 Aeraçã ção o na prevençã ção o da condensaçã ção Utilizando a aeração de maneira apropriada, é possível minimizar o risco de condensação porque com o resfriamento da massa de grãos, ocorre o resfriamento da área entre a superfície da massa de grãos e o teto do silo, diminuindo a diferença de temperatura entre esta área e a superfície do teto do silo.