MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO Eberson Diedrich Eicholz Eng. Agrônomo Dissertação apresentada a Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel da Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação do Prof. Dr. Wolmer Brod Peres como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, para obtenção do titulo de mestre em Ciências. PELOTAS Rio Grande do Sul Brasil Março de 2005

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SEMENTES MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO Eberson Diedrich Eicholz Eng. Agrônomo Dissertação apresentada a Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel da Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação do Prof. Dr. Wolmer Brod Peres como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Sementes, para obtenção do titulo de mestre em Ciências. PELOTAS Rio Grande do Sul Brasil Março de 2005

ii MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO Eberson Diedrich Eicholz COMITÊ DE ORIENTAÇÃO Prof. Dr. Wolmer Brod Peres DEA FEA / UFPel (orientador) Prof. Dr. Silmar Treichel Peske DFT FAEM / UFPel (co-orientador) Prof. Dr. Francisco Amaral Villela DFT FAEM / UFPel (co-orientador) Aprovada em 16 de março de 2005 COMISSÃO EXAMINADORA Engº Agrônomo Dr. Pedro Moreira da Silva Filho EMBRAPA Prof. Dr. Silmar Treichel Peske DFT FAEM / UFPel Prof. Dr. Francisco Amaral Villela DFT FAEM / UFPel Prof. Dr. Wolmer Brod Peres DEA FEA / UFPel (Presidente)

iii A minha família. Dedico

iv AGRADECIMENTOS À Universidade Federal de Pelotas pela oportunidade de realizar o curso de Mestrado. À Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de estudos. Ao Professor Wolmer Brod Peres, pela orientação, amizade e apoio durante a execução do trabalho. Ao Professor Leopoldo Mário Baudet Labbé, pela oportunidade de ingresso na área da pesquisa. Ao corpo docente da FAEM/UFPel, pela amizade e conhecimentos transmitidos. A toda minha família pelo apoio, carinho, amizade e incentivo, sem os quais seria praticamente impossível chegar até aqui. Aos colegas Alexandre, Gustavo, Leandro, Wladimir e Gizele, pela amizade, carinho, incentivo e auxílio. A direção e funcionários da UNAIC, pela amizade, disponibilidade e atenção. Aos funcionários e estagiários do Laboratório Didático de Análise de Sementes. E a todos, que de alguma forma contribuíram para realização deste trabalho. De forma especial a Deus, fonte de iluminação, que nos da forças, para vencer os obstáculos que a vida apresenta.

v ÍNDICE LISTA DE TABELAS...vi LISTA DE FIGURAS...vii RESUMO...viii ABSTRACT...ix INTRODUÇÃO...1 MATERIAL E MÉTODOS...5 Obtenção dos tratamentos...5 Metodologia de monitoramento...8 Parâmetros de avaliação...8 Frente de secagem...8 Determinação do teor de água...8 Temperatura da massa de sementes...8 Perfil da umidade no final da secagem....9 Teste de coloração com tintura de iodo...9 Exame visual de sementes com fissuras internas...9 Determinação do total de impureza...10 Qualidade fisiológica...10 Procedimento Estatístico...11 RESULTADOS E DISCUSSÃO...12 Caracterização dos Lotes...12 Tendência de secagem...15 CONCLUSÕES...23 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...24

vi LISTA DE TABELAS Tabela 1. Dados referentes às determinações para caracterização qualitativa dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial) e dos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador) antes da secagem estacionária...12 Tabela 2. Dados referentes às determinações realizados nos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial) e dos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador) após a secagem estacionária...13 Tabela 3. Resultados percentuais da análise visual de fissuras internas nas sementes de milho nas diferentes alturas de camada (H 1 ; H 2 e H 3 ) em cada um dos pontos (A, B, C e D), realizada após término da secagem dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial)...14 Tabela 4. Dados referentes a média das determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 47 +/-3ºC...15 Tabela 5. Dados referentes às determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 40 +/-1ºC...19 Tabela 6. Dados referentes às determinações do perfil do teor de água nas camadas de sementes, logo após término da secagem estacionária, dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial) e L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador)... 21

vii LISTA DE FIGURAS Figura 1. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes de milho, Canguçu/RS...06 Figura 2. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes de milho, realizada em protótipos de secador Capão do Leão/RS...07 Figura 3 Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial)...17 Figura 4 Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador)...20

viii MONITORAMENTO DA SECAGEM DE SEMENTES DE MILHO EM SECADOR ESTACIONÁRIO Aluno: Eng o Agr o Eberson Diedrich Eicholz Orientador: Prof. Wolmer Brod Peres RESUMO: O presente trabalho analisou o comportamento físico da secagem estacionária com distribuição axial de ar (fluxo de 5,0m. 3 min. -1 ton. -1 ), utilizando um secador comercial comparativamente com protótipos. Foram utilizadas sementes de milho da safra 2003/04, em camada de 0,70m. A temperatura do ar de secagem de (47 +/-3ºC), no secador comercial para os lotes L 1, L 2 e L 3 e a temperatura de 40 +/-1ºC nos protótipos de secador utilizando os lotes L 4, L 5 e L 6. Considerando o tempo de operação, a posição das sementes na massa e o efeito na qualidade física e fisiológica. Para tanto, foram caracterizados o ar ambiente, o ar de secagem, as temperaturas e os teores de água na massa de sementes e realizados testes de germinação, vigor (primeira contagem da germinação, teste de frio e emergência em campo), exame visual de fissuras internas e teste de coloração com tintura de iodo. Os resultados obtidos permitem concluir que: na secagem estacionária empregando ar de secagem com temperatura de até 47ºC, não causa efeitos imediatos prejudiciais à qualidade fisiológica das sementes de milho; utilizando fluxo de ar de 5,0m. 3 min. -1 ton. -1 com umidade relativa inferior a 25%, ocorre super secagem na camada inferior e retardamento na camada superior, resultando em gradientes de umidade das sementes, no final da secagem, de até 4,5 pontos percentuais; o aumento da temperatura do ar de secagem de 40ºC para 47ºC, determina elevação na taxa de remoção de água de 0,27 para 0,35 pontos percentuais por hora, e aumento da percentagem de sementes de milho com fissuras internas e quando a camada de sementes mais próxima da entrada do ar aquecido atinge teor de água inferior a 14%, camada seguinte começa a secar. Termos de indexação: sementes, secagem estacionária, qualidade fisiológica.

ix ACCOMPANIMENT OF THE DRYING MAIZE SEEDS IN STATIONARY DRYER Student: Eberson Diedrich Eicholz Adviser: Wolmer Brod Peres ABSTRACT: The present work analyzed the physical behavior of the stationary dryer with axial distribution of air flow (air flow of 5,0 m. 3 min. -1 ton. -1 ), using a commercial dryer comparatively with prototypes. Seeds of corn of the harvest 2003/04 were used, in 0,70m layer. The temperature of the drying air of (47 +/-3ºC), in the commercial been dryer for the lots L 1, L 2 and L 3 and the temperature of 40 +/-1ºC in the dryer prototypes using the lots L 4, L 5 and L 6. Considering the time of operation, the position of the seeds in the mass and the effect in the physical and physiologic quality. For so much, they were characterized the natural air, the drying air, the temperatures and the tenors of water content in the seed mass, germination tests, vigor (first counting of the germination, cold test and field emergence), visual exam of internal fissures and coloration test with iodine dye. The obtained results allow to end that: the stationary drying doesn't cause harmful immediate effects to the physiologic quality of the corn seeds; using air flow of 5,0m. 3 min. -1 ton. -1 with inferior relative humidity to 25%, it happens drying super in the inferior layer and a retardation in the superior layer, resulting in gradients of humidity of the seeds, in the end of the drying, in more than 4,0 percentile points; the increase of the temperature of the air of drying of 40 +/-1ºC for 47 +/-3ºC, using air flow of 5,0 m. 3 min. -1 ton. -1, determines the elevation in the tax of removal of water of 0,27 for 0,35 percentile points per hour, however it increases the percentage of corn seeds with internal fissures and that the second layer of seeds begins to dry when the first layer reaches tenor of inferior water to 14%. Index terms: seeds, stationary dryer. Physiologic quality

1 INTRODUÇÃO O milho é uma gramínea anual, de polinização cruzada com ampla capacidade de adaptação a diferentes condições de ambiente que aliada a sua utilidade faz com que seja a espécie cultivada mais disseminada no mundo. A cultura do milho tem significativa importância sócio-econômica para o Rio Grande do Sul, ocupando aproximadamente 33% do total de áreas utilizadas para o cultivo de grãos. Está presente em 310.797 propriedades rurais onde, em relação a condição do agricultor por grupo de área, é cultivado por 294.360 agricultores (94,7%) que detém propriedades com áreas menores do que 100 hectares e que produziram, segundo o ultimo censo, 70,2% do total obtido na safra,em áreas médias, semeadas com milho, de 3,33 hectares nas condições citadas. (Bisotto, 2001). Sementes de milho são freqüentemente colhidas com teores de água acima dos níveis compatíveis ao seu manuseio ou armazenamento seguro. Após a colheita as sementes devem ser então, submetidas à secagem, uma etapa crítica na produção de sementes e uma freqüente causa de danos (Rosa, 2000). Mais do que a secagem de grãos, a de sementes é, na prática, uma operação mais crítica, que requer um maior gerenciamento da qualidade, porque tanto a qualidade fisiológica (germinação e vigor) quanto à identidade genética (pureza varietal) devem ser preservados (Baudet et al., 1999). A permanência das sementes com elevado teor de água, durante o período compreendido entre a colheita e a secagem, contribui para o processo de deterioração devido à

2 elevada atividade metabólica que, além de consumir as substâncias de reserva, libera energia e água favorecendo o desenvolvimento de microorganismos e insetos (Peske & Villela, 2003). O principal objetivo da secagem artificial é permitir colher mais cedo, a fim de minimizar os efeitos prejudiciais das condições climáticas adversas, danos mecânicos e ataque de fungos e insetos para maximizar o peso das sementes colhidas (Baudet et al., 1999). As sementes por serem higroscópicas, possuem a propriedade de realizar intercâmbio de água, sob a forma de vapor com o ar circundante, por sorção ou dessorção, até alcançarem o ponto de equilíbrio higroscópico (Nellist & Hugues, 1973). O processo de secagem visa à retirada parcial da água da semente, através da transferência simultânea de calor do ar para a semente e de massa, por meio do fluxo de vapor de água, da semente para o ar. É um processo dinâmico, em função da umidade relativa do ar (Peske & Villela, 2003; Villela & Peres, 2004). Na secagem, o ar é usado para transportar a umidade das sementes para fora do sistema. Ar forçado e quente serve para aquecer as sementes fazendo com que a umidade interna migre para a superfície externa das sementes e seja evaporada da periferia para assim diminuir a umidade da massa de sementes que está sendo secada (Baudet et al., 1999; Peske & Villela, 2003 e Peres, 2001). Os métodos de secagem obtidos pela exposição das sementes, num secador, a um fluxo de ar aquecido, ou não, podem ser divididos, conforme o fluxo das sementes no secador, em estacionário e de fluxo continuo, podendo este último ser contínuo ou intermitente. (Villela & Peres, 2004). A secagem estacionária consiste basicamente no insuflamento de ar continuamente, na maioria das situações, através de um volume de sementes que permanece estático. A secagem processa-se em camadas com a formação de zonas de secagem, a região onde mais efetivamente verifica-se a cedência de água das sementes para o ar é denominada de frente de

3 secagem (Rangel et. al., 1997;Cavariani et al., 1999; Peske & Villela, 2003 e Villela & Peres, 2004). Existe uma relação inversamente proporcional entre velocidade de secagem e umidade relativa do ar (Cavariani, et al., 1999). Segundo os autores, embora a utilização do ar de secagem com baixa umidade relativa possa provocar fissuras e trincas na cobertura protetora das sementes, essa ocorrência não tem sido verificada nos silos secadores comerciais com distribuição radial do ar, provavelmente em decorrência do elevado fluxo de ar empregado, aliado à circulação favorecido do ar desde sua insuflação até sua saída da massa. A utilização de temperaturas elevadas permite uma secagem mais rápida; porém, poderá provocar uma diferença de umidade muito grande entre a periferia e o centro da semente, gerando um gradiente de pressão que causa o trincamento, principalmente em sementes de milho e arroz (Peske & Villela, 2003). As principais conseqüências dos tecidos danificados pelas fissuras segundo Borges, (2001), independentemente da posição no endosperma vão exigir gastos de energia da semente para reorganização das membranas, possíveis aumentos na taxa de respiração, lixiviação de solutos, formação de toxinas pelas partes não recuperadas, entre outros eventos metabólicos, resultando na redução do nível de vigor e conseqüentemente na capacidade de manter a qualidade no armazenamento. Os mesmos autores relatam o aumento da suscetibilidade à ação negativa dos microorganismos, insetos e produtos químicos no tratamento das sementes. A temperatura de secagem deve ter como referência à temperatura da massa das sementes; assim, valores entre 40 e 43ºC são considerados como máximos e, acima dos quais, danos físicos ou químicos podem ser gerados (Baudet et al., 1999). O aquecimento excessivo das sementes durante a secagem pode provocar danos como redução da percentagem e velocidade de germinação, produção de plântulas anormais,

4 trincamentos internos, rompimento do tegumento e alterações na coloração. Os mesmos autores mencionam que a extensão dos danos depende da interação entre a temperatura, tempo de exposição e teor de água na semente (Nellist & Hugues, 1973). A presente pesquisa objetivou acompanhar o monitoramento físico da secagem de sementes de milho, empregando secadores estacionários com fundo falso perfurado com fluxo axial de ar, verificando os efeitos na qualidade física e fisiológica.

5 MATERIAL E MÉTODOS O presente trabalho, conduzido na Unidade de Beneficiamento de Sementes (UBS) da União das Associações Comunitárias do Interior de Canguçu (UNAIC), situada em Canguçu/RS e no Laboratório de Ciência e Tecnologia de Sementes do Departamento de Fitotecnia da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel (FAEM) da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Pelotas/RS. Foram utilizados seis lotes de sementes de milho, denominados L 1, L 2, L 3, L 4, L 5 e L 6 da variedade Fundacep 35, produzidos na safra 2003/04. Após a colheita manual e debulha em batedor da marca Vencedor, as sementes foram transportadas em sacos de polietileno trançado, para a UBS, onde se procederam as etapas de pré-limpeza, secagem, limpeza, e classificação das sementes. A pré-limpeza das sementes foi realizada em máquina de ar e peneiras da marca Vitória, com duas peneiras planas e uma coluna de ar, aproveitando-se as sementes que passaram pelas perfurações redondas da peneira superior de 11,0mm e deslizaram sobre a peneira inferior de perfuração 4,0mm. Foram monitoradas as secagens dos lotes L 1, L 2 e L 3, nos dias 04, 11 e 18 de agosto de 2004 em secador comercial e dos lotes L 4, L 5 e L 6, no dia 23 de agosto de 2004 em protótipos de secador. Obtenção dos tratamentos Para a avaliação da secagem foram realizados dois estudos, utilizando os lotes de sementes L 1, L 2, L 3, L 4, L 5 e L 6.

6 Anteriormente a cada secagem coletaram-se amostras que imediatamente foram expostas ao sol, em camada de 2cm de espessura. As sementes sofreram movimentação freqüente até atingir o teor de água entre 11 e 12%, as quais foram utilizadas como parâmetros de comparação. O primeiro estudo refere-se à secagem artificial realizada em secador estacionário de fluxo axial de ar, com fundo falso perfurado, adaptado para secagem em leito fixo, da marca Vitória, com capacidade estática de 7.000kg, diâmetro de 2,7m, altura de 4,0m e equipado com uma fornalha de alvenaria com calor irradiado (fogo indireto). Foi determinado o fluxo do ar de entrada do sistema, pela medição das áreas das tubulações irradiantes de calor e da velocidade do ar através de anemômetro digital de fio quente. Foram realizadas três secagens com camada de sementes de 0,70m de altura, submetidas ao ar aquecido até atingirem o teor de água na camada superior de 13,5%, utilizando um fluxo de ar de 5,0m. 3 min. -1 ton. -1 e temperatura média do ar aquecido de 47ºC +/- 3ºC. No secador foram demarcados quatro pontos denominados A, B, C e D de onde foram coletadas amostras em três alturas H 1, H 2 e H 3, eqüidistantes (0,3m), sendo H 1 o ponto mais próximo da entrada do ar de secagem estando 0,1m do plenum, conforme Figura 1. Utilizaram-se para este estudo os lotes L 1, L 2 e L 3. Figura 1. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes de milho, Canguçu/RS.

7 O segundo estudo refere-se à secagem artificial realizada no Laboratório de Produção de Sementes do departamento de Fitotecnia da FAEM/UFPel, onde se utilizaram três protótipos de secador estacionário de distribuição axial de ar, com fundo falso perfurado, da marca Vitória com capacidade estática de 320kg, diâmetro de 0,92m e altura de 1,0m, aquecimento do ar com resistência elétrica. Foram realizadas três secagens em protótipo de secador com camada de sementes de 0,70m de altura, submetidas ao ar aquecido até atingirem o teor de água na camada superior de 13,5%, utilizando um fluxo de ar de 5,0m. 3 min. -1 ton. -1 e temperatura de entrada do ar aquecido de 40 +/-1ºC. Para cada repetição foram demarcados dois pontos denominados A e B de onde foram coletadas amostras em três alturas H 1, H 2 e H 3, eqüidistantes (0,3m), sendo H 1 o ponto mais próximo da entrada do ar de secagem situado a 0,1m do plenum. Utilizou-se neste estudo os lotes L 4, L 5 e L 6, conforme Figura 2. Figura 2. Referente aos pontos de coleta de dados durante secagem estacionária de sementes de milho, realizada em protótipos de secador Capão do Leão/RS. Ao final da secagem, para verificar os efeitos na qualidade física e fisiológica das sementes de milho foram coletadas subamostras em vários pontos da massa de sementes, e homogeneizadas, para obter uma amostra representativa.

8 Metodologia de monitoramento Durante a secagem foi realizado o monitoramento físico. Para tanto, em intervalos regulares de 2h30min, foram retiradas amostras das diferentes alturas, para em seguida ser determinada a temperatura da massa de sementes e, posteriormente, a determinação de seu teor de água, no Laboratório de Análises de Sementes. As sementes coletadas foram acondicionadas em embalagens de plástico impermeáveis até a determinação do teor de água. Parâmetros de avaliação Frente de secagem - para monitorar o avanço da frente de secagem, foram retiradas amostras de diferentes alturas da camada de sementes (H 1 = 0,1m; H 2 = 0,4m e H 3 = 0,7m) em cada um dos pontos (A, B, C e D) a cada 2h30min. O monitoramento expedito do teor de água das sementes foi realizado com equipamento modelo Dole 400, durante a secagem até a identificação de seu término. Determinação do teor de água - realizada em estufa elétrica de desidratação, sem ventilação forçada, utilizando-se o método da estufa a 105ºC ±3ºC durante 24 horas, conforme as Regras para Análise de Sementes RAS (BRASIL, 1992). Foram utilizadas duas amostras com ± 5g de sementes, sendo o teor de água expresso em porcentagem em base úmida. Temperatura da massa de sementes - as sementes coletadas em cada ponto de amostragem foram colocadas imediatamente em recipientes semi-adiabáticos (caixas de isopor), sendo a temperatura determinada através de termômetro analógico, acoplado perpendicularmente a tampa do recipiente, inserido na massa de sementes por 2 minutos. Concomitantemente, foram realizadas as seguintes determinações:

9 a) Temperatura do ar de entrada no secador determinado com termômetro analógico, localizado no duto de entrada de ar aquecido no secador. b) Umidade relativa do ar e temperatura ambiental determinadas através de um psicrômetro, instalado nas imediações do ponto de coleta do ar pelo ventilador de secador durante a operação de secagem. Perfil da umidade no final da secagem - no final do processo de secagem, verificou-se através da coleta das amostras nas diferentes alturas, o comportamento da umidade no perfil da massa de sementes. Teste de coloração com tintura de iodo - executado com duas repetições com 100 sementes por amostra, colocadas em copos plásticos e, a seguir, cobertas com solução de tintura de iodo a 4%, por um período de 5 minutos. Em seguida, eliminado o excesso da solução, as sementes foram lavadas em água corrente e distribuídas sobre folhas de papel toalha para a contagem do número de sementes danificadas. Realizou-se a contagem considerando dano severo (trincas profundas independentemente da região de ocorrência ou trincas leves na região próxima e/ou no embrião da semente) e dano leve (no pericarpo, na região superior da semente, oposto a localização do embrião). As sementes danificadas, mesmo que apresentassem várias trincas foram contadas uma só vez, considerando o dano mais grave. Os resultados foram expressos em porcentagem de sementes danificadas por amostra. Exame visual de sementes com fissuras internas - realizado com duas repetições com 100 sementes por amostra, retiradas da fração semente pura, após a análise de pureza física. As sementes foram analisadas individualmente e classificadas em sementes com e sem dano mecânico interno visível. Para ser representativa foram coletadas amostras, nas diferentes

10 alturas da camada de sementes (H 1 ; H 2 e H 3 ) em cada um dos pontos (A, B, C e D). Os resultados foram expressos em porcentagem de sementes com dano mecânico interno visível. Determinação do total de impurezas - foi conduzida através da análise de pureza física, segundo as Regras para Análise de Sementes RAS (BRASIL, 1992). O peso total das impurezas foi determinado pela soma dos pesos do material inerte e de outras sementes. Os resultados foram expressos em porcentagem do peso de impurezas por amostra. Qualidade fisiológica - para avaliar os lotes qualitativamente, foram realizadas as seguintes determinações: a) Teste de germinação conduzido conforme as Regras para Análise de Sementes RAS (BRASIL, 1992), com exceção do número de sementes, para tanto foram utilizadas 200 sementes, distribuídas em quatro amostras de 50 sementes para cada repetição, semeadas em substrato de rolo de papel Germitest umedecido com quantidade de água na proporção 2,5 vezes o peso do papel seco. O germinador da marca BIOMATIC foi regulado a temperatura constante de 25ºC. As avaliações foram realizadas no quarto e sétimo dia após a semeadura e os resultados expressos em porcentagem de plântulas normais. b) Primeira contagem da germinação foi realizado conjuntamente com o teste de germinação, sendo as avaliações realizadas no quarto dia após a semeadura e os resultados expressos em porcentagem de plântulas normais. c) Teste de frio sem solo foram utilizadas 200 sementes, distribuídas em quatro amostras de 50 sementes para cada repetição, semeadas em substrato de rolo de papel Germitest umedecido, acondicionados em sacos plásticos lacrados e mantidos em câmara regulada á temperatura de 10ºC por sete dias. Em seguida foram transferidas para um germinador da marca BIOMATIC, à temperatura constante de 25ºC, sendo a determinação

11 realizada após quatro dias. Os resultados foram expressos em porcentagem de plântulas normais. d) Emergência das plântulas em campo realizada com 200 sementes, distribuídas em quatro amostras de 50 sementes por repetição. Na semeadura foram utilizadas as distâncias de 2,0cm entre as sementes na linha, 8,0cm entre as linhas e profundidade de 3,0cm. A contagem foi realizada no décimo quarto dia após a semeadura. Os resultados expressos em percentuais de plântulas emergidas. Procedimento Estatístico Os dados de teor de água em função do tempo de secagem foram submetidas a análise de regressão polinomial.

12 RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados das variáveis estudadas foram apresentados separadamente, por meio de médias dos resultados originais, com a finalidade de facilitar a exposição, a visualização e a interpretação dos parâmetros avaliados. Caracterização dos Lotes Tabela 1. Dados referentes às determinações para caracterização qualitativa dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial) e dos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador) antes da secagem estacionária. Determinação (%) Secador comercial Protótipos de secador (L 1,L 2 e L 3 ) (L 4, L 5 e L 6 ) Teor de água 18,0 17,9 Germinação 85 84 1ºcontagem da germinação 78 78 Teste de frio 80 78 Emergência das plântulas em campo 70 68 Dano mecânico Severos 14,0 14,0 Leves 36,0 36,0 Fissuras internas 2,0 1,5 Este procedimento teve como objetivo a detecção de diferenças qualitativas entre os lotes L 1, L 2, L 3, L 4, L 5 e L 6, Os dados obtidos são apresentados na Tabela 1. Verifica-se similaridade de resultados, entre os lotes nos testes de germinação, frio sem solo, emergência de plântulas em campo, nos exames de sementes com fissuras internas e dano mecânico e nas determinações do teor de água.

13 Tabela 2. Dados referentes às determinações realizados nos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial) e dos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador) após a secagem estacionária. Determinação (%) Secador comercial Protótipos de secador (L 1,L 2 e L 3 ) (L 4, L 5 e L 6 ) Teor de água 10,9 11,0 Germinação 85 85 1ºcontagem da germinação 78 78 Teste de frio 81 78 Emergência das plântulas em campo 70 68 Dano mecânico Severos 14,0 14,0 Leves 37,0 36,0 Fissuras internas 41,3 13,0 Pelos resultados apresentados na Tabela 2, comparados com os da Tabela 1, pode-se afirmar que a secagem não demonstrou afetar imediatamente após secagem a qualidade fisiológica das sementes de milho da variedade Fundacep 35, nos testes de germinação, primeira contagem do teste de germinação, frio sem solo e emergência de plântulas em campo. A danificação mecânica pelo teste de iodo também não mostrou diferenças consideráveis. Porém o exame de sementes com fissuras internas colocou em evidência o efeito do uso de temperaturas altas (47 +/-3ºC), apresentando nos lotes L 1, L 2 e L 3 acentuada danificação, ao passo que nos lotes L 4, L 5 e L 6 que foi secado com temperatura de 40 +/-1ºC, esta danificação foi menos expressiva. Conforme Romano Filha (1997), em secagem estacionária de sementes de milho em espigas de diferentes híbridos, quando submetidas a altas temperaturas, verificou um acréscimo significante na danificação. Verificou também que a sensibilidade das sementes à exposição de altas temperaturas é uma característica herdável, variando entre diferentes genótipos. Mesmo com o aumento expressivo das fissuras internas não foi verificada redução na qualidade fisiológica das sementes de milho imediatamente após secagem. Porém, em estudos

14 realizados por Borges (2001), o dano por trincamento não afetou a capacidade germinativa e o vigor de sementes de milho de forma significativa até seis meses de armazenamento, mas a partir daí, o vigor foi afetado, enquanto a germinação somente sofreu redução após doze meses de armazenamento. Tabela 3. Resultados percentuais da análise visual de fissuras internas nas sementes de milho nas diferentes alturas de camada (H 1 ; H 2 e H 3 ) em cada um dos pontos (A, B, C e D), realizada após término da secagem dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial). Pontos A B C D H1 63 64 64 61 H2 51 50 51 49 H3 10 12 11 11 Média 41 42 42 40 Na Tabela 3, encontra-se os resultados da análise visual de fissuras internas nas sementes de milho, nas diferentes alturas de camada (H 1 ; H 2 e H 3 ) em cada um dos pontos (A, B, C e D), realizada após término da secagem dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial), onde observa-se na camada mais próxima a entrada do ar aquecido (H 1 ) um número de sementes bastante elevado com fissuras internas, possivelmente resultado da baixa umidade relativa do ar (16 %) por um longo período de exposição (20h00min). Na camada (H 2 ), esta tendência foi mantida, porém com menor intensidade, sendo que o tempo de exposição a alta temperatura diminui. Na camada (H 3 ), por ser a mais distante da entrada do ar aquecido, a quantidade de sementes que apresentavam fissuras internas foi cinco vezes menor que na camada inferior, possivelmente devido a temperatura da massa não ultrapassar 38ºC (Tabela 4), significando que a umidade relativa nestes pontos não ser tão baixa, causando, portanto menor dano, isto vai de acordo com relatos de Baudet (1992), quando diz que ocorre um aumento na danificação das sementes de milho quando a umidade relativa do ar de secagem for inferior a 40%.

15 Tendência de secagem Dados referentes às determinações realizadas durante o processo de secagem estacionária de sementes de milho dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial). Tabela 4. Dados referentes a média das determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 47 +/-3ºC. UR(%) do T(ºC) da massa de Tempo de Ambiente ar sementes =H secagem 1 -H 2 =H 1 -H 3 T (ºC) UR (%) insuflado H 1 H 2 H 3 00h00min 15 84 15 -- -- -- -- -- 02h30min 15 81 14 25 22 21 03 04 05h00min 17 84 15 32 25 24 07 08 07h30min 18 84 18 38 26 26 12 12 10h00min 17 88 15 40 29 26 11 14 12h30min 18 87 17 43 34 27 09 16 15h00min 17 89 16 45 37 28 08 17 17h30min 17 87 17 44 40 33 04 11 20h00min 16 87 16 44 41 38 03 06 Na Tabela 4, observamos que a temperatura do ar ambiente variou entre 15 e 18ºC e a umidade relativa do ar ambiente entre 81 e 89%. Com o aquecimento do ar de secagem para 47 +/- 3ºC, na temperatura do ar ambiente, levada ao gráfico psicrométrico, para a pressão atmosférica de 733mm de mercúrio (Peske & Vilella, 2003) permitiu determinar que o ar aquecido passou a apresentar umidade relativa bastante baixa variando entre 14 e 18%. Este ar possui uma capacidade de retirar água bastante elevada, que possivelmente ocasionou o elevado número de fissuras internas. As temperaturas da massa de sementes no ponto H 1 mantiveram-se crescentes até 15h00min de secagem permanecendo apartir daí praticamente invariáveis considerando que, deste ponto em diante, igualaram a temperatura do ar de entrada permanecendo em equilíbrio.

16 No ponto H 2 ocorreu um acréscimo considerável nas primeiras 2h30min de secagem, permanecendo após por um período de 05h00min praticamente invariável. Isto porque nesse período o calor foi quase em sua totalidade consumido na primeira camada (H 1 ), fato que retardou o início da secagem desta. Na camada H 3, por ser a mais distante em relação à entrada do ar, observou-se um aumento na temperatura da massa de sementes, na primeira coleta de dados após início da secagem, sendo que deste momento em diante houve pouca variação, até 10h00min, quando iniciou a ocorrer crescimentos na temperatura da massa permanecendo, assim até o término da secagem. Na Tabela 4, quando analisadas as diferenças de temperaturas entre as camadas, observa-se que as diferenças de temperatura entre as camadas H 1 e H 2 aumentam até 07h30min, a partir daí, ocorrem reduções nesta diferença, fato que possivelmente está relacionado com a chegada da frente de secagem, ocorrendo aumentos na temperatura da massa na camada (H 2 ). Nas diferenças entre H 1 e H 3, somente foram observadas reduções apartir das 15h00min de secagem. A Figura 3 representa o comportamento do teor de água (%) em função do tempo (horas) e da altura da camada (m), na secagem estacionária de sementes de milho, registrando a evolução da frente de secagem em cada camada de sementes. Observando-se na camada inferior (H 1 ) a mais próxima da entrada do ar aquecido, a redução na umidade foi menor nas primeiras horas, provavelmente, devido ao gradiente de umidade na camada. Nas últimas horas a água livre já foi eliminada tornando esse processo mais difícil, conforme relatam Peske & Villela (2003) que quanto mais úmida a semente estiver, mais fácil é a remoção da água, porque com alto grau de umidade, grande parte da água contida na semente, pode ser considerada livre.

17 y3 = -0,0232x 3 + 0,1445x 2 + 0,0597x + 17,839 R 2 = 0,9829 y 2= -0,1655x 2 + 0,5969x + 17,921 R 2 = 0,9745 20,0 y1 = 0,0238x 3-0,3041x 2-0,2761x + 18,906 R 2 = 0,9899 Teor de água (%) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 0h00min 2h30min 5h00min 7h30min 10h00min 12h30min 15h00min 17h30min 20h00min Tempo (hora) H1 H2 H3 Figura 3 Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial). A água livre necessita para a sua evaporação energia ao nível de calor latente de vaporização sendo, dessa forma, facilmente removida por ocasião da secagem (Peres, 2001). As formas de água, osmótica, em multicamada e em monocamada, por sua vez, apresentam moléculas ligadas às estruturas sólidas das sementes através de ligações físico-químicas, cujos níveis energéticos crescem da água osmótica para a em monocamada. Estas formas de água necessitam maior nível de energia para a sua remoção sendo, portanto, de retirada mais difícil durante a secagem (Lasseran, 1981). A camada intermediária (H 2 ) iniciou a secagem de forma efetiva depois de decorrido um período de tempo, correspondendo com a chegada da frente de secagem à posição, juntamente com o aumento da temperatura, justificada pelo fato de que nesse período o calor ter sido empregado na evaporação da água e aquecimento da primeira camada (H 1 ).

18 Na parte superior da massa de sementes (H 3 ) a mais distante em relação à entrada do ar, inicialmente ocorreram acréscimos no teor de água pela transferência de umidade das camadas inferiores às superiores. Somente nas últimas coletas foi observada redução do teor de água de forma representativa, visto que, as camadas inferiores estão mais secas, possibilitando que o ar permaneça com poder secante. As tendências de secagem também estão de acordo com Romano Filha (1997), ao afirmar que o processo de secagem de um produto, sob condições constantes de temperatura, umidade relativa e fluxo do ar, pode ser dividido em um período de velocidade de secagem constante e outro decrescente. Analisando-se em conjunto a Tabela 4 e a Figura 3 observamos que conforme aumenta a temperatura da massa de sementes, vai reduzindo o teor de água da massa nas alturas correspondentes. Na camada (H 2 ), a temperatura da massa começou a aumentar a partir das 10h00min, correspondendo ao momento em que se observa na Figura 3 o início da redução do teor de água, o mesmo ocorre para a altura (H 3 ), onde se observa o aumento da temperatura e o início da secagem da camada a partir da 15h00min de secagem. Na Tabela 5 estão apresentados os dados referentes às determinações conduzidas durante a secagem estácionária dos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador) A temperatura média do ar de secagem alcançou 40 +/-1ºC, enquanto que a temperatura do ar ambiente variou entre 15 e 19ºC. Desta forma, ocorreu um aquecimento do ar de secagem de 21+/- 2ºC, na temperatura do ar ambiente. Esta alteração, aplicada ao gráfico psicrométrico, considerando a umidade relativa do ar, permitiu concluir que o ar aquecido passou a apresentar a umidade relativa em torno de 25%. A temperatura da massa de sementes no ponto H 1 manteve-se crescente até 17h30min de secagem permanecendo a partir daí praticamente invariável, isto quer dizer que alcançou a temperatura do ar de secagem permanecendo em equilíbrio.

19 Tabela 5. Dados referentes às determinações realizadas durante a secagem estacionária das sementes de milho empregado nos lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador), utilizando temperatura de entrada do ar de secagem de 40 +/-1ºC. UR(%) T(ºC) da massa de Tempo de Ambiente do ar sementes =H secagem 1 H 2 =H 1 H 3 T (ºC) UR (%) insuflado H 1 H 2 H 3 00h00min 18 93 25 -- -- -- -- -- 02h30min 18 90 25 24 22 22 02 02 05h00min 18 92 23 26 25 25 01 01 07h30min 19 100 27 31 25 24 06 07 10h00min 19 100 26 35 26 25 09 10 12h30min 18 100 25 37 26 25 11 12 15h00min 17 100 25 38 29 26 09 12 17h30min 16 100 25 40 33 26 07 14 20h00min 15 95 22 39 36 28 03 11 22h30min 16 100 25 39 38 33 01 06 25h00min 15 95 24 39 38 37 01 02 No ponto H 2 ocorreu um acréscimo considerável nas primeiras 2h30minde secagem, permanecendo após, por um período de 10h00min praticamente invariável. Isto porque nesse período, como nas secagens descritas anteriormente, o calor foi quase em sua totalidade consumido na primeira camada (H 1 ), fato que retardou o início da secagem na camada (H 2 ). Na camada H 3, por ser a mais distante em relação à entrada do ar, foi observado um aumento na temperatura da massa de sementes, na primeira coleta de dados após inicio da secagem, sendo que deste momento em diante permaneceu quase que invariável por 17h30min, quando iniciou a ter aumentos apreciáveis na temperatura da massa permanecendo assim até o término da secagem. Na Tabela 5, quando observamos as diferenças de temperaturas da massa de sementes entre as camadas, notamos que a diferença de temperatura entre H 1 e H 2 aumenta até 12h30min, sendo que a partir daí ocorrem decréscimos nesta diferença, o mesmo ocorre com H 1 e H 3 a partir das 17h30min de secagem. No secador comercial este processo ocorreu de

20 forma semelhante, porém com menor intensidade, possivelmente devido a temperatura do ar de secagem ser mais baixa. y 3= -0,0203x 3 + 0,2508x 2-0,7674x + 18,581 R 2 = 0,991 y 2= -0,1321x 2 + 0,8763x + 16,872 R 2 = 0,9811 y 1= 0,0141x 3-0,2719x 2 + 0,4849x + 17,773 R 2 = 0,9973 20,0 Teor de água (%) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 0h00min 2h30min 5h00min 7h30min 10h00min 12h30min 15h00min 17h30min 20h00min 22h30min 25h00min Tempo (hora) H1 H2 H3 Figura 4 Curvas de secagem representando o comportamento do teor de água das sementes de milho em função do tempo e da altura da camada. Secagem estacionária lotes L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador). A Figura 4 mostra as tendências da evolução da frente de secagem nas camadas de sementes, sendo semelhantes, ás encontrados nos lotes L 1, L 2 e L 3 Sendo assim, pode-se dizer em linhas gerais, que o comportamento da curva de secagem em todos os lotes foi semelhante. Permite dizer também que a temperatura da massa de sementes cresce lentamente da camada inferior para superior, atingindo na massa de sementes da primeira camada, temperatura igual a do ar de entrada de sementes, estabelecendo-se em equilíbrio. Quando compararmos à secagem do secador comercial (47 +/-3ºC) com os protótipos de secador (40 +/-1ºC), devido à variação das temperaturas, ocasionou uma redução de 0,35 pontos percentuais de água/hora para 0,27 pontos percentuais água/ hora significando mais

21 5h00min no tempo de secagem, o que concorda com relatos de Romano Filha (1997), que na secagem de sementes de milho em espigas, constatou que aumentando a temperatura do ar de entrada, aumenta a velocidade de secagem. Afirma reduzindo assim o tempo de secagem, diz ainda à autora que ao aumentar a temperatura de 35ºC para 50ºC reduz à metade o tempo de secagem. Comparando ainda as secagens se observa que, o inicio da redução do teor de água nas diferentes alturas de camadas, corresponde ao momento de aumento da temperatura da massa no ponto. Sendo que o mesmo fato foi verificado e explicado para a secagem em secador comercial dos lotes (L 1, L 2 e L 3 ) utilizando as temperaturas 47 +/-3ºC. Tabela 6. Dados referentes às determinações do perfil do teor de água nas camadas de sementes, logo após término da secagem estacionária, dos lotes L 1, L 2 e L 3 (secador comercial) e L 4, L 5 e L 6 (protótipos de secador). Pontos Secador comercial Protótipos de secador L 1, L 2 e L 3 L 4, L 5 e L 6 H 1 (0,10 m) 9,0 8,9 H 2 (0,40 m) 10,6 10,6 H 3 (0,70 m) 13,5 13,4 Média do teor de água (%) 11,0 11,1 =H 1 H 3 (%) 4,5 4,5 Na Tabela 6, observa-se à variação do teor de água das sementes nas diferentes alturas da camada, indicando uma diferença de 4,5 pontos percentuais entre a camada superior e a inferior, mantendo-se na camada intermediária (H 2 ) 1,5 pontos percentuais acima da inferior e 3,0 pontos percentuais abaixo da superior. Tal fato permite afirmar que as sementes da camada superior por estarem mais afastadas da entrada do ar aquecido, sofreram menor influência. Isto vai de encontro com a afirmação de Peske & Villela (2003), que a secagem estacionária caracteriza-se por ocorrer em sucessivas camadas, ou seja, quando as sementes da primeira camada atingem o equilíbrio higroscópico com o ar de secagem, as sementes da

22 segunda camada estão intercambiando água com o ar da frente de secagem e as sementes da terceira camada permanecem úmidas por estarem adiante da frente de secagem. Utilizando secador estacionário de fluxo radial na secagem de sementes de milho Cavariani et al. (1999), verificaram ao final da secagem, que os gradientes de umidade oscilaram entre 2,6 e 4,7 pontos percentuais. Segundo os autores valores próximos foram verificadas por outros autores em sementes de arroz (Correa, 1981) e de soja (Pasin, 1991), submetidas à secagem em equipamento semelhante. Para Dalpasquale (1987), gradientes de quatro a cinco pontos percentuais normalmente não causam efeitos prejudiciais às sementes, uma vez que, na descarga do secador, ocorre mistura suficiente para equalizar a distribuição de umidade pela massa. As médias do teor de água das sementes no final da secagem atingiram 11%, fato resultante do baixo fluxo do ar (embora recomendada para tal secador). Para atingir 13,5% de teor de água na camada superior (H 3 ), a camada inferior (H 1 ), sofreu uma super secagem, atingindo nove pontos percentuais. Observações importantes para a secagem estacionária de sementes de milho: Na secagem estacionária, utilizando alta temperatura e baixo fluxo do ar é recomendável a elevação da umidade relativa do ar de secagem para 40% após 12 horas de operação, reduzindo-se os riscos do trincamento e super secagem das sementes na camada mais próxima da entrada do ar aquecido; A elevação do fluxo do ar na secagem estacionária possibilita maior rapidez na operação, com menos efeitos prejudiciais a qualidade física das sementes; Para a secagem de sementes de milho, não recomenda-se o emprego de temperaturas superiores a 40ºC, devido aos eventuais riscos de trincamento das sementes na camada mais próxima da entrada do ar aquecido.

23 CONCLUSÕES!"A secagem estacionária empregando ar de secagem com temperatura de até 47ºC, não causa efeitos imediatos prejudiciais à qualidade fisiológica das sementes de milho;!"na secagem estacionária, utilizando fluxo de ar de 5,0m. 3 min. -1 ton. -1 com umidade relativa inferior a 25%, ocorre super secagem na camada inferior e retardamento na camada superior, resultando em gradientes de umidade das sementes, no final da secagem, de até 4,5 pontos percentuais;!"o aumento da temperatura do ar de secagem de 40ºC para 47ºC, utilizando fluxo do ar de 5,0m. 3 min. -1 ton. -1, determina elevação na taxa de remoção de água de 0,27 para 0,35 pontos percentuais por hora, e aumento da percentagem de sementes de milho com fissuras internas;!"quando a camada de sementes mais próxima da entrada do ar aquecido atinge teor de água inferior a 14%, camada seguinte começa a secar.

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