B.2 Simulating diffraction patterns
B.2.2 Simulating data from a given orientation
Os testes germinativos foram realizados nas dependências do Câmpus Apodi do IFRN. A Tabela 5.15 mostra os resultados obtidos para os grãos secos tanto em leito fixo quanto em leito de jorro.
Tabela 5. 15 - Teste germinativo das sementes após secagem
Conforme se observa os resultados dos testes para as sementes secas no leito de jorro não são favoráveis a germinação, principalmente quando estas foram secas na temperatura de 90°C, quando não se verificou a formação de plântulas até o décimo dia. Para as sementes secas na estufa o número de plântulas formadas no terceiro e no décimo dia é maior do que a quantidade formada a partir das sementes secas no leito de jorro em todas as temperaturas. Quando se compara os resultados dos testes germinativos das sementes secas na estufa com os resultados dos testes realizados com as sementes secas no campo (referência) verifica-se que o número de plântulas das sementes secas a 40°C se iguala ao valor de referência, um total de 24 plântulas (48%), no décimo dia. Percebe-se, entretanto, que no terceiro dia não houve formação de plântulas para as sementes secas no campo o que pode favorecer o ataque de pássaros, prejudicando a plantação e comprometendo a produção. Sob este aspecto as secagens em leito de jorro e na estufa oferecem vantagens sobre a secagem no campo.
Experimento – Girassol - Helianthus annuus - Teste de Germinação
EXPERIMENTO Massa (g) Temperatura (°C) Tipo de Leito Quantidade de plântulas ao terceiro dia Quantidade de plântulas ao décimo dia 1 - 40 Fixo 3 plântulas (6,0%) 24plântulas (48,0%) 2 - 50 Fixo 8 plântulas (16,0%) 19 plântulas (38,0%) 3 - 60 Fixo 5 plântulas (10,0%) 7 plântulas (14,0%) 4 - 70 Fixo 1 plântula (2,0%) 4 plântulas (8,0%) 5 1.500 70 Jorro --- 15 plântulas (30,0%) 6 2.500 70 Jorro 1 plântula (2,0%) 8 plântulas (16,0%) 7 2.000 80 Jorro --- 2 plântulas (4,0%) 8 2.000 80 Jorro --- 2 plântulas (4,0%) 9 2.000 80 Jorro --- 2 plântulas (4,0%) 10 1.500 90 Jorro --- --- 11 2.500 90 Jorro --- ---
Semente de referência – seca no campo
Terceiro dia Décimo dia --- 24 plântulas
Credita-se às altas temperaturas empregadas na secagem no leito de jorro e ao longo tempo de exposição das sementes ao aquecimento na estufa, em temperaturas relativamente altas a morte dos embriões com comprometimento da capacidade germinativa das sementes.
Por outro lado, conforme citado na literatura (Hong e Ellis, 1996), baixos teores de umidade das sementes também comprometem sua qualidade fisiológica. Quando a umidade é muito baixa a rápida absorção de água na condução dos testes germinativos pode promover baixa porcentagem de germinação e baixo vigor. O vigor máximo das sementes de girassol segundo Silva et al., 2010 é alcançado para o teor de umidade de 13%. No presente trabalho apenas as sementes secas na estufa na temperatura de 50 °C apresentaram teor de umidade nesta faixa.
Os resultados do teste germinativo indicam que a secagem dos grãos de girassol tanto na estufa como no jorro devem ser conduzidos em temperaturas mais baixas, até um nível de umidade de no máximo 13%, minimizando-se o tempo de exposição ao aquecimento.
6 – Conclusão
A presente dissertação apresenta resultados importantes para dar continuidade ao estudo da secagem dos grãos de girassol, principalmente no leito de jorro. Os modelos de FICK e PAGE aplicados aos dados da cinética de secagem apresentaram bons ajustes e podem ser utilizados para fins preditivos na faixa de condições estudadas. Com base nos modelo de FICK, foi possível determinar os coeficientes de difusão dos grãos, para todos os experimentos, e estimar o tempo de secagem necessário para os grãos atingirem um teor de umidade adequado para germinação e armazenamento. O tempo para atingir este nível de umidade (13% em base úmida) foi avaliado como variável resposta do planejamento experimental, sofrendo importante efeito da temperatura de secagem e da carga de grãos processados. Foi ajustado um modelo de primeira ordem para a previsão desta variável em função da carga e da temperatura, que, de acordo com análise de variância, foi significativo e preditivo. A utilização deste modelo para predição das condições de operação ótimas que permitam a secagem eficiente dos grãos de girassol com umidade adequada, será de fundamental importância para otimização do processo.
Destaca-se a importante eficiência do secador de leito de jorro no processo de secagem dos grãos, com redução expressiva do tempo de secagem e grande capacidade de produção de sementes secas, frente ao secador de leito fixo. Todavia, há de se destacar que as sementes provenientes da secagem no jorro não apresentaram bons resultados no que diz respeito à capacidade germinativa. No entanto, em condições de menor temperatura e menor tempo de exposição dos grãos ao aquecimento, acredita-se que estes problemas seriam solucionados.
Considerando os resultados satisfatórios em relação ao ajuste dos modelos aplicados aos dados experimentais, a utilização destes para simulação de condições de secagem será de fundamental importância para a otimização do processo de secagem dos grãos de girassol, visando-se a utilização das sementes na semeadora.
Com relação aos resultados da secagem em camada fina na estufa, apesar do baixo desempenho quando comparada a secagem no leito de jorro, foi observada que em relação a capacidade germinativa, os grãos processados em temperaturas mais baixas tiveram um bom desempenho quando comparados com os grãos secos estocados nos armazéns. O bom ajuste dos modelos de FICK e PAGE aos dados experimentais também demonstram que estes podem ser utilizados para fins preditivos das curvas de umidade em função do tempo, o que também é importante para simulação do processo na faixa de temperatura especificada. Para ambos os processos foram ajustadas equações do tipo Arrehnius aos dados da difusividade efetiva em função da temperatura, também importantes para estudos futuros de modelagem
dos processos. As isotermas de dessorção dos grãos processados segundo os dois processos, mostraram que as condições de operação (carga e temperatura) para o leito de jorro e temperatura para o leito fixo, não interferiram no comportamento higroscópico ilustrado nas curvas de equilíbrio, cujos dados puderam ser representados por uma curva única. Todavia, o tipo de processo intervém no comportamento das isotermas, sendo obtidos parâmetros bem diferentes para o mesmo modelo ajustado. Particularmente para o modelo de GAB, a umidade da monocamada dos grãos processados no jorro foi de 0,03 em base seca. No leito fixo a umidade da monocamada foi 0,05 kg de água/kg de massa seca. O parâmetro Cg que se relaciona com a entalpia de vaporização foi bem superior no jorro, certamente devido às elevadas taxas de evaporação.
As difusividades efetivas para os grãos secos no jorro apresentaram valores consistentes com a literatura, sendo inferiores aos observados para os grãos processados em leito fixo. No entanto, se a meia espessura dos grãos for considerada a dimensão característica para ambos os processos, a difusividade efetiva dos grãos no processo de secagem em leito de jorro, assumiria valores bem mais elevados do que as calculadas para o leito fixo.
Conclui-se, portanto, que os resultados do presente trabalho são considerados importantes tanto para futuras pesquisas que visem à utilização das sementes para a semeadura como para armazenamento e demais aplicações que necessitem de uma etapa prévia de secagem dos grãos.
CAPÍTULO 7 – REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
7 – Referências Bibliográficas
ABALONE, R.; GASTÓN, A.; CASSINERA, A.; LARA, M. A. Thin Layer Drying of Amaranth Seeds. Biosystems Engineering, v 93, p. 179-188, 2006.
ABDERALZEK, I. D. An analysis of thermo-chemical deposition in spouted bed. Ph.D. thesis, Univ. of Tennessee, Knoxville, 1969.
AL-MAHASNEH, M. A.; BANI AMER, M. M.; RABABAH, T. M.; Modeling moisture sorption isotherms in roasted green wheat using least square regression and neural-fuzzy techniques. Food and Bioproducts Processing, v 90, p. 165-170, 2012.
ASENJO, J. K.; MUNOZ R.; PYLE D. L. On the transition from a fixed to a spouted bed.
Chem. Eng. Sci., 32 (1977), 109–117.
BARROZO, M. A. S.; HENRIQUE, H. M.; SARTORI, D. J. M.; FREIRE, J. T. The use of the orthogonal collocation method on the study of the drying kinetics of soybean seeds.
Journal of Stored Products Research, v 42, p. 348-356, 2006.
BECKER, H. A. An investigation of lows governing the spouting of coarse particles. Chem. Eng. Sci. 13, 245 (1961)
BRASIL, Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Regras para análise de sementes. Brasília: SNDA/DNDV/CLAV, 365 p., 1992;
BRASIL, Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília : Mapa/ACS, 2009. 399 p.
CÂMARA, G. M. S. O Agronegócio das plantas oleaginosas: algodão, amendoim, girassol e mamona. ESALQ. Piracicaba, 204p, 2001.
CARVALHO, A. S.; MARQUES, L. G.; PRADO, M. M. Secagem Infravermelho de Sementes de Girassol. VIII CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA QUÍMICA EM INICIAÇÃO CIENTÍFICA, Uberlândia-MG, 2009.
CASAS, A.; RAMOS, M. J.; PÉREZ, A. Kinetics of chemical interesterification of sunflower oil with methyl acetate for biodiesel and triacetin production. Chemical Engineering Journal, v.171, p. 1324-1332, 2011.
CHANDRA, R.; SODHA, M. S. Drying characteristcs or coarse agricultural grains. Energy Convers. Mgmt, v. 27, n. 3, p. 289-291, 1986.
CHOI, M.; MEISEN, A. Hydrodynamics of shallow, conical spouted beds. Can. J. Chem. Eng., 70 (1992), 916–924.
EPSTEIN, N. GRACE, J. R. Spouted Bed, New York, Academic Press, 2011. 364 p.
FOUST A. S.; WENZEL L. A.; CLUMP C. W.; MAUS L.; ANDERSEN L. B. “Princípios das Operações Unitárias”, 2ª Ed., LTC Editora, 1982.
GARCIA, D. C.; BARROS, A. C. S. A.; PESKE, S. T.; MENEZES, N. L. A secagem de sementes. Ciência Rural, Santa Maria, v. 34, n. 2, p. 603-608, 2004.
GEORGOGIANNI, K.G.; KONTOMINAS, M. G.; POMONIS, P. J.; AVLONITIS, D.;
GERGIS, V. Conventional and in situ transesterification of sunflower seed oil for the production of biodiesel. Fuel Processing Technology, v. 89, p. 503-509, 2008.
GINER, S. A.; GELY, M. C. Sorptional parameters of sunflower seeds of use in drying and storage stability studies. Biosystems Engineering, 92 (2), p. 217-227, 2005.
GUNHAN, T.; DEMIR, V.; HANCIOGLU, E.; HEPBASLI, A. Mathematical modelling of drying of bay leaves. Energy Conversion and Management, v 46, p. 1667-1679, 2005.
HONG, T. D.; ELLIS, R. H. A protocol to determine seed storage behavior. IN: ENGELS, J. M. M; TOLL, J. ROME: IPGRI, 1996. 62p. (IPGRI Technical Bulletin n.1).
IGUAZ, A.; VÍRSEDA, P. Moisture desorption isotherms of rough rice at high temperatures.
Journal of Food Engineering, v 79, p. 794-802, 2007.
JOSÉ, S. C. B. R.; SALOMÃO, A. N.; MUNDIM, R. C.; PÁDUA, J. G. Umidificação de sementes de girassol após ultrassecagem em sílica gel e câmara de secagem. Revista Brasileira de Sementes, v31, p. 016-026, 2009.
KAHYAOGLU, L. N.; SAHIN, S.; SUMNU, G. Physical properties of parboiled wheat and bulgur produced using spouted bed and microwave assisted spouted bed drying. Journal of Food Engineering, v 98, p. 159-169, 2010.
KARTIKA, A.; YULIANE, S.; KAILAKU, S. I.; RIGAL, L. Moisture sorption behaviour of jatropha seed (Jatropha curcas) as a source of vegetable oil for biodiesel production. Biomass and bio energy, v. 36, p. 226-233, 2012.
KAYA, S.; KAHYAOGLU, T. Influence of dehulling and roasting process on the thermodynamics of moisture adsorption in sesame seed. Journal of Food Engineering, v 76, p. 139-147, 2006.
KEEY, R. B. Drying of loose and particule materials. New York: Hemisphere Publishing Corporation, 1992, 537 p.
LAHSASNI, S.; KOUHILA, M.; MAHROUZ, M.; FLIYOU, M. Moisture adsorption– desorption isotherms of prickly pear cladode (Opuntia ficus indica) at different temperatures.
Energy Conversion and Management, v 44, p. 923-936, 2003.
LAHSASNI, S.; KOUHILA, M.; MAHROUZ, M. Adsorption–desorption isotherms and heat of sorption of prickly pear fruit (Opuntia ficus indica). Energy Conversion and Management, v 45, p. 249-261, 2004.
McCABE, W. L.; SMITH, J. C.; HARRIOT, P. “Unit Operations of Chemical Engineering”, 6ª Ed., McGraw-Hill, 2001.
MALEK, M. A.; LU B. C.-Y. Pressure drop and spoutable bed height in spouted beds. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 4 (1965), 123–128.
MANURUNG, F. Studies in the spouted bed technique with particular reference to lowtemperature coal carbonization. Ph.D. thesis, University of New South Wales, Kensington, Australia (1964).
MARKOWSKI, M.; BIAŁ OBRZEWSKI, I.; MODRZEWSKA, A. Kinetics of spouted-bed drying of barley: Diffusivities for sphere and ellipsoid. Journal of Food Engineering, v 96, p. 380-387, 2010.
MARQUES, L. G.; FREIRE, J. T. Analysis of freeze-drying of tropical fruits. Drying Technology, 24(4), p. 457-463, 2005.
MATHUR, K. B.; GISHLER, P. E.; A technique for contacting gases with coarse solid particles. A. I. Ch. E. J. 1, 157 (155)
MATHUR, K. B.; EPSTEIN, N. Spouted Bed, New York, Academic Press, 1974. 304 p.
MENKOV, N. D. Moisture sorption isotherms of chickpea seeds at several temperatures.
Journal of Food Engineering, v 45, p. 189-194, 2000.
MEDEIROS, U. K. L. Estudo da Secagem do Feijão Verde (Vigna unguiculata L. Walp) - Análise Experimental do Processo Combinado Leito Fixo/Leito de Jorro. 150f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), PPGEQ/UFRN, Natal, 2004.
MEDEIROS, U. K. L.; MEDEIROS, M. F; D.; MAGALHÃES, M. M. A.; GURGEL, A. R.; ANDRADE JUNIOR, W. M.; XAVIER, C. H. Comportamento do leito de jorro na secagem do feijão verde – Efeitos das variáveis operacionais sobre as taxas de secagem. Anais do Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados – ENEMP. São Carlos, v.1, 2004.
MORAES, K.; PINTO, L. A. A. Desorption isotherms and thermodynamics properties of anchovy in natura and enzymatic modified paste. Journal of Food Engineering, v 110, P. 507- 513, 2012.
MUJUMDAR, A. S. Handbook of industrial Drying, Marcel Dekker Inc., New York, 1995, 742 p.
MUJUMDAR, A. S. Innovation and globalization in drying R & D. In: 15TH INTERNATIONAL DRYING SYMPOSIUM (IDS 2006), Budapest, Hungary. Gödöllo : Szent István, Vol. A, p. 3-17, 2006.
NIAMNUY, C.; KANTHAMOO, W.; DEVAHASTIN, S. Hydrodynamic characteristics of a pulsed spouted bed of food particulates. Journal of Food Engineering, v 103, p. 299-307, 2011.
OGINO F.; ZHANG L.; MAEHASHI Y. Minimum rate of spouting and peak pressure-drop in spouted bed. Int. Chem. Eng., 33:2 (1993), 265–272.
OLAZAR, M.; SAN JOSÉ, M. J.; AGUAYO, A. T.; ARANDES J. M.; BILBAO J. Hydrodynamics of nearly flat base spouted beds. Chem. Eng. J., 55 (1994), 27–37.
OLIVA, A. C. E. Qualidade das Sementes de Crambe Submetidas a Métodos de Secagem e Períodos de Armazenamento. 87f. Dissertação (Mestrado em Agronomia) – Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Botucatu-SP, 2010.
ORDÓÑEZ, C.; BENÍTEZ, C.; GONZÁLEZ, J. L. Amino acid production from a sunflower wholemeal protein concentrate. Bioresource Technology, v. 99, p. 4749-4754, 2008.
PEARSON, C. H.; CORNISH, K.; McMAHAN, C. M.; RATH, D.J.; BRICHTA, J. L.; FLEET, J. E. V. Agronomic and natural rubber characteristics of sunflower as a rubber- producing plant. Industrial Crops and Products, v. 31, p. 481-491, 2010.
PEREA-FLORES, M. J.; GARIBAY-FEBLES, V.; CHANONA-PEREZ, J. J.; CALDERON- DOMINGUEZ, G.; MENDEZ-MENDEZ, J. V.; PALACIOS-GONZALEZ, E.; GUTIERREZ-LOPEZ, G. F. Mathematical modelling of castor oil seeds (Ricinus communis) drying kinetics in fluidized bed at high temperatures. Industrial Crops and Products, v 38, p. 64-71, 2012.
PERRY R. H.; GREEN D. W. Perry’s chemical engineers handbook, 7ª Ed., McGraw-Hill, 1997.
PESAGRO – Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio de Janeiro, disponível em, http://www.pesagro.rj.gov.br/downloads/maisnoticia_jul07.pdf, consultado em 15/07/2007.
PESKE, S. T.; LUCCA FILHO, O. A.; BARROS, A. C. S. A. Sementes: fundamentos científicos e tecnológicos. 2. ed. Pelotas: Ed Universitária/UFPel, 2006. 470 p.
PRADO, M. M. Secagem em leito fixo de sementes com mucilagem. 162f. Tese de Doutorado, Universidade Federal de São Carlos - UFSCar, São Carlos-SP, 2004.
PRADO, M. M.; SARTORI, D. J. M. Moisture desorption isotherms of seeds having mucilage coating. Bio Systems Engineering , v. 103, p. 187-197, 2009.
RACLAVSKA, H.; JUCHELKOVA, D.; ROUBICEK, V.; MATYSEK, D. Energy utilisation of biowaste — Sunflower-seed hulls for co-firing with coal. Fuel Processing Technology, v.92, p. 13-20, 2011.
RANGANNA, B.; KAMMAR, C.; PRASAD, S. R.; RAGHAVAN, G. S. V. Drying of
Oil seeds for seed production. IN: DRYING 2002 – PROCEEDINGS OF THE 13TH INTERNATIONAL DRYING SYMPOSIUM, Beijing, China, vol. B, p. 1209-1217, 2002.
RESIO, A. N. C.; AGUERRE, R. J.; SUAREZ, C. Drying characteristics of amaranth grain.
Journal of Food Engineering, v. 65, p. 197-203, 2004.
ROBERTS, J. S.; KIDD, D. R.; PADILLA-ZAKOUR, O. Drying kinetics of grape seeds.
Journal of Food Engineering, v 89, p. 460-465, 2008.
RUIZ, R. S.; VIZCARRA, M. G.; MARTÍNEZ, C. Hydration of grain kernels and its effect on drying. LWT - Food Science and Technology, v 41, p. 1310-1316, 2008.
SACILIK, K. Effect of drying methods on thin-layer drying characteristics of hull-less seed pumpkin (Cucurbita pepo L.). Journal of Food Engineering, v 79, p. 23-30, 2007.
SAHIN, S.; SUMNU, G.; TUNABOYU, F. Usage of solar-assisted spouted bed drier in drying of pea. Food and Bioproducts Processing, v. 91, p. 271-278, 2013.
SALGADO, P.R. FERNANDÉZ, G. B.; DRAGO, S. R.; MAURI, A. N. Addition of bovine plasma hydrolysates improves the antioxidant properties of soybean and sunflower protein- based films. Food Hydrocolloids, v. 25, p. 1433-1440, 2011.
SANTANA, E. B. A.; C. COSTA, M. L.; PINTO, C. R. O. Análise da viabiliade da secagem de sementes de linhaça (linum usitatissimum l.) Em leito de jorro. Anais do Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados – ENEMP. Vassouras-RJ, v.1, 2011.
SANTOS, C. J. R. Secagem de sementes de girassol via radiação infravermelho e convecção forçada de ar aquecido. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Processos) – Universidade Tiradentes – UNIT, Aracajú-SE, 2009.
SILVA, H. P.; BRANDÃO JÚNIOR, D. S.; NEVES, J. M. G.; OLIVEIRA, A. S.; BÁRBARA, C. N. V.; DUARTE, R. F. MATURAÇÃO FISIOLÓGICA DO GIRASSOL PARA A PRODUÇÃO DE SEMENTES. CONGRESSO BRASILEIRO DE MAMONA, 4 & SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE OLEAGINOSAS ENERGÉTICAS , João Pessoa, 2010.
SHARMA, R. SOGI, D. S.; SAXENA, D. C. Dehulling performance and textural characteristics of unshelled and shelled sunflower (Helianthus annuus L.) seeds. Journal of Food Engineering, v. 92, p. 1-7, 2009.
SRIVASTAVA, V. K.; JOHN, J. Deep bed grain drying modeling. Energy Conversion and Management, v. 43, p. 1689-1708, 2002.
STRUMILLO, C.; KUDRA, T. Drying: Principles, Applications and Design. In: Topics in Chemical Engineering, v. 3. Gordon and Breach Science Publishers, 1986.
THOMPSON T. L. Predicted performances and optimal designs of convection grain dryers. PhD Thesis, Purdue University, Lafayette, 1967, unpublished.
TIRAWANICHAKUL, Y.; PRACHAYAWARAKORN, S.; VARANYANOND, W.; SOPONRONNARIT, S. Simulation and grain quality for in-store drying of paddy. Journal of Food Engineering, v 64, p. 405-415, 2004.
TRINDADE, A. L. G. Nova técnica de concentração de licor negro para a produção de combustível sólido. 2004, 166f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Escola de Engenharia Química, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.
TSUZUKI, M. et al. Effect of salinity on survival, growth, and oxygen consumption of the pink shrimp Farfantepenaeus paulensis (Pérez-Farfante, 1967). J. Shellfish Res, v. 22, n. 2, p. 555-559, 2003.
VASHISTH, A.; NAGARAJAN, S. Effect on germination and early growth characteristics in sunflower (Helianthus annuus) seeds exposed to static magnetic field. Journal of Plant Physiology, v. 167, p. 149-156, 2010.
VUJICIC, DJ. COMIC, D.; ZARUBICA, A.; MICIC, R.; BOSKOVIC, G. Kinetics of biodiesel synthesis from sunflower oil over CaO heterogeneous catalyst. Fuel, v.89, p. 2054- 2061, 2010.
YIN, X.; MA, H.; YOU, Q.; WANG, Z.; CHANG, J. Comparison of four different enhancing methods for preparing biodiesel through transesterification of sunflower oil. Applied Energy, v. 91, p. 320-325, 2012.
YOKOGAWA A.; ISAKA, M. Pressure drop and distribution of static pressure in the spouted bed. Hitachi Zosen Giho, 32:1 (1971), 47–53.
ZOMORODIAN, A.; KAVOOSI, Z.; MOMENZADEH, L. Determination of EMC isotherms and appropriate mathematical models for canola. Food and bioproducts processing, v 89, p. 407-413, 2011.