ESFRIAMENTO DINÂMICO DE SEMENTES DE SOJA 1

30 ESFRIAMENTO DINÂMICO DE SEMENTES DE SOJA 1 ZUCHI, J. 2 LACERDA FILHO, A.F. 3 RESUMO - A produção de sementes de soja, com qualidade, é um desafio constante, principalmente das empresas situadas na região central brasileira. A semente de soja é especialmente mais susceptível às variações ambientais. A redução acentuada do poder germinativo de sementes de soja [Glycine max (L.) Merrill] durante o armazenamento é um dos principais obstáculos para a manutenção de lotes de sementes com qualidade para a comercializaçãos. O uso de tecnologias de armazenamento que reduzam a velocidade e a intensidade do processo de deterioração das sementes soja é muito importante. Assim, o objetivo deste estudo foi levantar aspectos técnicos da utilização de esfriamento artificial de sementes de soja de, forma dinâmica, em uma unidade de beneficiamento de sementes de soja. O resfriamento artificial de sementes tem por principio a redução da temperatura da massa de sementes, possibilitando a diminuição do metabolismo e o retardamento do processo deteriorativo, mantendo o vigor e a qualidade da semente durante o período de armazenamento, o qual se estende por oito meses. Podem-se resfriar sementes a granel tanto em silos (processo estático) ou na linha de beneficiamento (processo dinâmico). O esfriamento dinâmico consiste na passagem de ar frio (10 a 12 C), em fluxos contracorrentes, através da massa de sementes advindas do beneficiamento, acondicionadas em um módulo resfriador. A operação é realizada previamente ao ensaque das sementes, logo apos a o beneficiamento das sementes na mesa de gravidade. As sementes resfriadas podem ser armazenadas em silos ou bolsas, sem a necessidade de climatizar armazéns, evitando-se assim, o esforço técnico e financeiro que representa o tratamento de ar de grandes ambientes. A unidade de refrigeração de sementes (URS) é instalada na parte externa da unidade de beneficiamento de sementes (UBS) e é conectada ao módulo resfriador por meio de um duto flexível. O esfriamento de sementes pode promover, também, uma leve secagem das sementes, 0,8 a 0,4 pontos percentuais, dependendo do tempo de exposição das sementes ao ar frio e da altura da camada de sementes, em relação à entrada do ar frio na caixa. Concluindo, a sustentabilidade de empresas produtoras de semente depende diretamente da tomada de decisões corretas e a utilização de esfriamento na linha de beneficiamento pode também trazer benefícios paralelos ao da manutenção da qualidade das sementes de soja. Termos para indexação: resfriamento, armazenamento, Glycine max L. Merril. INTRODUÇÃO Até fins de 1990, a semente era considerada um insumo agrícola, que com os demais defensivos e fertilizantes compunha os pacotes tecnológicos necessários à produtividade. Contudo, com o desenvolvimento dos conhecimentos de biologia molecular e o lançamento de cultivares transgênicas, a semente passou a assumir a função de um chip, portador de tecnologias genéticas (Miyamoto, 2006). Com essa nova concepção, a necessidade de sementes com alta qualidade torna-se cada vez mais importante para a agricultura. A produção de sementes de soja, com qualidade, é um desafio constante, principalmente das empresas situadas na região central brasileira, bioma cerrado, onde as condições climáticas se caracterizam por ter alta umidade relativa e alta temperatura no período da safra. Além disso, os índices pluviométricos neste 1 Trabalho técnico 2 Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Fitotecnia - Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia - Departamento de Fitotecnia, -Universidade Federal de Viçosa, -Avenida P H Rolfs s/n CEP.: 36570-000 Viçosa/MG jacson.zuchi@ufv.br 3 Engenheiro Agrônomo, Doutor em Agronomia Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Agrícola, - Universidade Federal de Viçosa, -Avenida P H Rolfs s/n CEP.: 36570-000 Viçosa/MG alacerda@ufv.br

31 período são elevados, o que pode causar danos diretos às sementes e interferir na logística operacional da colheita e de pré-processamento das sementes. Os principais fatores que reduzem a qualidade fisiológica das sementes são: danos mecânicos, principalmente durante a colheita, ambientes com temperatura e umidade relativa altas durante a armazenagem, ataque de patógenos e insetos e baixa disponibilidade de nutrientes durante sua formação. A semente de soja é especialmente mais susceptível às variações ambientais, bem como exige maiores cuidados com seu manejo durante todas as fases de produção (Peske et al., 2006). O processo de produção de sementes é constituído de várias etapas e uma delas é o armazenamento. A preservação da qualidade das sementes durante o armazenamento é um aspecto fundamental a ser considerado no processo, pois os esforços despendidos na fase de produção podem ser perdidos se a qualidade das sementes não for mantida até a época de semeadura (Oliveira et al., 1999). A redução acentuada do poder germinativo de sementes de soja [Glycine max (L.) Merrill] durante o armazenamento é um dos principais obstáculos para a manutenção de lotes de sementes com qualidade para a comercializaçãos, instigando pesquisadores da área de sementes a buscarem cada vez mais conhecimentos sobre os processos deteriorativos destas. Os efeitos na qualidade fisiológica das sementes geralmente são traduzidos pelo decréscimo na porcentagem de germinação, no aumento de plântulas anormais e por uma redução de vigor de plântulas (Carvalho & Nakagawa, 2000; Smiderle & Cícero, 1998). O uso da aeração em uma massa de grãos ou sementes armazenada, com o objetivo de reduzir a temperatura, é de fundamental importância para manter a qualidade destes, tendo-se como conseqüência menor índice de deterioração (Oliveira et al., 1999). A atividade dos fungos de campo é paralisada durante o armazenamento, devido à baixa umidade das sementes e do ambiente. Contudo, fungos de armazenamento são capazes de proliferar nessas condições. A redução da temperatura da massa de grãos, abaixo de 15 ºC tem sido eficiente para reduzir a atividade de água desses e, conseqüentemente, a atividade de insetos e de fungos (Sun & Byrne, 1998). No Brasil e em outras regiões de climas semelhantes, favoráveis ao desenvolvimento de insetos-praga, fungos e outros organismos, a aplicação das técnicas de resfriamento, utilizando o ar resfriado artificialmente, tem se mostrado eficiente e econômica. O emprego da tecnologia de resfriamento artificial do ar para resfriar grãos armazenados não é uma técnica nova, porém pouco utilizada nos países de clima tropical e subtropical. Nos últimos seis anos, a sua utilização no Brasil vem acontecendo de forma econômica e eficiente (Lacerda Filho et al., 2008). O uso de tecnologias de armazenamento que reduzam a velocidade e a intensidade do processo de deterioração das sementes soja é muito importante. Assim, o objetivo deste estudo foi levantar aspectos técnicos da utilização de esfriamento artificial de sementes de soja de, forma dinâmica, em uma unidade de beneficiamento de sementes de soja. DESENVOLVIMENTO Pesquisa em tecnologia de sementes A pesquisa busca, de forma constante, oferecer subsídios aos produtores, para aperfeiçoarem seu sistema produtivo e, conseqüentemente, a quantidade e a qualidade da produção. O negócio de sementes de soja e muito robusto, principalmente na região de cerrado brasileira. Entre os gargalos da produção de sementes de soja, um dos mais críticos e o período de colheita das sementes, que e bastante dificultado pelas chuvas. Assim, cultivares de boa performance agronômica pode ficar a mercê do mercado de sementes, haja vista a grande demanda e também aos riscos de as sementes não atingirem o padrão mínimo de germinação apos o armazenamento. O setor sementeiro brasileiro demanda novas tecnologias para secagem, limpeza e seleção no processo de beneficiamento e armazenagem, durante o período de conservação das sementes, como alternativa para ampliar sua competitividade (Mello, 1996). Assim, consolidou-se, nos últimos anos, a tecnologia de esfriamento de sementes, que se tornou muito útil para os produtores de semente de soja das regiões de clima tropicalo resfriamento de grãos agrícolas é uma técnica eficaz e econômica para a manutenção das qualidades desejadas ao produto, quando a sua utilização se destina à alimentação humana, animal ou como sementes (Lacerda Filho et al., 2008). O resfriamento artificial de sementes a granel desponta como uma alternativa interessante, técnica e economicamente. Trata-se de uma técnica já conhecida há várias décadas, mas sua implantação na América do Sul ainda é relativamente recente.

32 Os primeiros estudos sobre resfriamento artificial de sementes surgiram a partir de 1950, mas por alguma razão a tecnologia de resfriamento a granel não evoluiu. Existem câmaras frigoríficas para armazenagem de sementes, porém somente são viáveis economicamente em sementes de alto valor agregado, devido ao seu elevado custo de implantação e de consumo de energia elétrica (Demito, 2006). Caracterização do processo de esfriamento O esfriamento tem por princípio a redução da temperatura da massa de sementes, possibilitando a diminuição do metabolismo e o retardamento do processo deteriorativo, mantendo o vigor e a qualidade da semente durante o período de armazenamento, o qual se estende por oito meses, além de ser uma ferramenta de marketing para as empresas produtoras. No atual estágio da tecnologia de resfriamento podem-se resfriar sementes a granel tanto em silos (processo estático) ou na linha de beneficiamento (processo dinâmico). As sementes resfriadas podem ser armazenadas em silos ou bolsas, sem a necessidade de climatizar armazéns, evitando-se assim, o esforço técnico e financeiro que representa o tratamento de ar de grandes ambientes. O resfriamento artificial dinâmico de sementes agrega uma nova etapa durante o processo de classificação de sementes até então ausente. Porém, a sua viabilidade técnica depende de um aspecto de extrema importância; a estabilidade térmica das sementes, isto é, a manutenção de baixos níveis de temperaturas em sementes armazenadas em sacas. A estabilidade térmica das sementes depende, dentre outros fatores, da transferência de calor entre o ar do interior do armazém e as sementes ensacadas, sendo um fenômeno físico complexo, pois envolve transferências de calor, principalmente, por condução e convecção (Demito, 2006). O esfriamento dinâmico consiste na passagem de ar frio (10 a 12 C), em fluxos contracorrentes, através da massa de sementes advindas do beneficiamento, acondicionadas em um módulo resfriador. A operação é realizada previamente ao ensaque das sementes, logo apos a o beneficiamento das sementes na mesa de gravidade. O fluxo de sementes, bem como a quantidade de sementes advindas dos processos de separação por tamanho e por densidade especifica determinarão a velocidade necessária no processo de resfriamento e a velocidade deste afetara, conseqüentemente, a do processo de ensaque. Deste modo, o dimensionamento do numero e da capacidade dos módulos de resfriamento serão de extrema importância para evitar estrangulamento do fluxo de sementes na UBS e para uma melhor otimização da operação de ensaque. A unidade de refrigeração de sementes (URS) é instalada na parte externa da unidade de beneficiamento de sementes (UBS) e é conectada ao módulo resfriador por meio de um duto flexível, revestido com material isolante. Este duto tem a função de distribuir o ar seco e frio para todos os módulos de resfriamento. A operacionalidade dos módulos será tanto melhor quanto mais eficiente o fluxo de ar. Entre os aspectos necessários a um bom fluxo de ar, podemos citar o bom vedamento dos dutos e válvulas de controle, bem como do funil de descarga dos módulos resfriadores. A URS é composta por circuitos refrigeradores, os quais são dimensionados com diferentes potências frigoríficas, conforme as necessidades da massa de sementes a ser resfriada, durante 24 horas. As URS permitem a possibilidade de operação sob demanda, isto é, os circuitos podem ser acionados ou desativados, manual ou automaticamente, segundo o a quantidade de sementes a serem resfriadas simultaneamente, o que corresponderá a diferentes números de caixas a serem resfriadas. Os módulos resfriadores, ao receberem diferentes volumes de sementes, proporcionalmente aos diferentes tamanhos das mesmas, se não forem adequadamente regulados os respectivos fluxos de ar, poderá ser observada maior a intensidade de resfriamento naquele que possuir diferentes espessuras e velocidade de passagem de sementes, com diferentes vazões específicas de ar resfriado. O isolamento térmico e o menor comprimento dos dutos, flexível e fixo, bem como a boa vedação de escapes de ar frio dos módulos, aumentam a eficiência do processo de esfriamento. Outro detalhe importante é a operacionalidade das caixas, deve-se, sempre que possível, trabalhar com o fundo do funil de descarga cheio, possibilitando deste modo, a ventilação do ar para o topo da caixa, caso contrário, perde-se eficiência. Dentre as ferramentas disponíveis ao operador de esfriamento, destacam-se o controle de fluxo de ensaque, a termometria das caixas, o número de circuitos operantes da URS e o volume de ar de entrada nas caixas. Contudo, o controle de fluxo de ensaque e a termometria das caixas, são os principais. Não obstante, estes mecanismos estão condicionados

33 principalmente pela eficiência da URS e pela uniformidade de esfriamento da caixa. O sistema de termômetros merece atenção especial, pois é através dele que operador de esfriamento se guia para liberar o ensaque da caixa, principalmente no que tange a posição deste, sendo que o termômetro indicador de parada de ensaque, que rege a descarga da caixa armazenadora, deve ser o primeiro, cuja posição correta é abaixo da plataforma de distribuição do ar, na entrada do funil de descarga (na base mais larga), pois, deste modo, não se tem o risco de ensacar sementes com temperaturas desiguais. As sementes advindas do beneficiamento entram nas caixas armazenadoras com temperatura média de 25 a 28 ºC. O tempo médio de carga, completa, das caixas deve ser no mínimo de duas horas, sendo o dimensionamento das caixas o dobro de volume de beneficiamento, por hora, para a mesma atingir 2 horas de esfriamento. Desta forma, as sementes em fluxo dinâmico, ficariam expostas ao ar frio por, pelo menos, duas horas, o que possibilitaria o resfriamento de um volume expressivo da caixa armazenadora, otimizando a operação de ensaque. Outro fato a ser considerado é a existência de uma frente de esfriamento, pois a camada de sementes mais próxima da entrada do ar na caixa, recebe ar mais frio que as camadas superiores, esfriando-se de forma mais acentuada. A espessura da camada resfriada pelo sistema varia de 1,10 a 1,40 metros, assim, quanto maior a base da caixa, maior será o volume de sementes passíveis de esfriamento. Neste sentido, medindo-se a temperatura de uma amostra de sacos, de um pilha de sementes, com 360 sacos e 4,5 metros de altura, podemos ter uma idéia da uniformidade do processo, sendo que, as fileiras oriundas do ensaque do funil de descarga e dos 60 cm superiores à frente de resfriamento, podem variar até 1,5º C da temperatura média de esfriamento (16 ºC). Não obstante, a maneira como as sementes se movimentam na caixa, durante a descarga, pode gerar ensaque de sementes não resfriadas, haja vista que as sementes localizadas na parte central da caixa deslizam no funil de descarga com maior velocidade, podendo comprometer a homogeneidade do processo de esfriamento. Além destes aspectos, temos de convir que o armazenamento das sementes é uma condicionante da manutenção de temperatura de esfriamento dentro das caixas, pois as sementes tendem a entrar em equilíbrio higroscópico com o ambiente circundante. Assim, se considerarmos que em um armazém convencional, a temperatura e a umidade relativa do ar variam bastante, podendo chegar à 8 ºC e 30%, na parte superior da pilha, e 1 ºC e 12%, na parte inferior, pode ocorrer gradiente de enclausuramento da massa de sementes e conseqüentemente de temperatura, onde os sacos que ficam nas partes basais e medianas da pilha, tendem a ter uma melhor manutenção da temperatura de esfriamento, em face da maior pressão estática e as menores variações de temperatura e umidade relativa. O esfriamento de sementes pode promover, também, uma leve secagem das sementes, 0,8 a 0,4 pontos percentuais, dependendo do tempo de exposição das sementes ao ar frio e da altura da camada de sementes, em relação à entrada do ar frio na caixa. Este fato torna-se interessante, quando pensamos em tempo de secagem, consumo de gás e estrangulamento do recebimento. CONCLUSÃO A sustentabilidade de empresas produtoras de semente depende diretamente da tomada de decisões corretas e a utilização de esfriamento na linha de beneficiamento pode também trazer benefícios paralelos ao da manutenção da qualidade das sementes de soja. REFERÊNCIAS CARVALHO, N.M.; NAKAGAWA, J. Sementes: ciência, tecnologia e produção. 4 ed. Jaboticabal: FUNEP, 2000. 588p. DEMITO, A. Qualidade de sementes de soja resfriadas artificialmente (Dissertação). Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE, 2006. Lacerda Filho, A.F., Demito, A., Castro Melo, E.C. Resfriamento de Grãos. Nota técnica, 2008. Disponível em: www.sop.eng.br/pdfs/990486b76d81 abb4c194d8964ccf52.pdf MELLO, V.D.C. Qualidade fisiológica de sementes de arroz sob condições de secagem estacionária e contínua. Pelotas: Universidade Federal de Pelotas, 1996. 98 p. (Tese de Doutorado). Miyamoto, I. Ato solene de abertura do evento. XX Congresso Panamericano de Sementes. Fortaleza (CE), 2006.

34 OLIVEIRA, J.A.; CARVALHO, M. L. M.; VIEIRA, M.G.G.C.; VON PINHO, E.V.R. Comportamento de sementes de milho colhidas por diferentes métodos, sob condições de armazém convencional. Ciência e Agrotecnologia. v.23, n.2, p. 289-302, 1999. PESKE, S. T.; LUCCA FILHO, O. A.; BARROS, A. C. S. A. Sementes: fundamentos científicos e tecnológicos. 2 ed. rev. e amp. Pelotas: Ed. Universitária/UFPel, 2006. 474p. POLETTI, A.D.; PARISI, J. J.D.; MARCHI, L. O.; GOMES, R. B. R. Patologia de sementes de grandes culturas. Laboratório Central de Sementes e Mudas - CATI/SP, Campinas, 1999. 68p. SMIDERLE, O. J.; CÍCERO, S. M. Tratamento inseticida e qualidade de sementes de milho. Revista Brasileira de Sementes, v.20, n.2, p. 462-469, 1998. Sun, D.W.; Byrne, C. Selection of EMC/ ERH isotherm equations for rapeseed. Journal Agricultural Engineering Research, n.69, p.307-315, 1998. vol.21 nº.3, 2011