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CAPÍTULO 2 CONSTRUÇÃO E MANEJO DE TERREIROS Juarez de Sousa e Silva Sérgio Maurício Lopes Donzeles Adílio F. de Lacerda Filho 1. MANEJO DO TERREIRO CONVENCIONAL No início da operação de secagem em terreiro, quando o teor de umidade do café é elevado ou quando este é retirado do lavador, a superfície do terreiro fica completamente molhada (Figura 1a). Caso parte da superfície do terreiro não seja exposta à secagem imediata do excesso de água, o produto fica altamente suscetível à contaminação, devido à alta umidade na parte inferior da camada. Para isso, deve-se abrir a camada do café, pelo menos nos cinco primeiros dias, de maneira a formar pequenas leiras, como ilustram as Figuras 1a, 1b e 2. As leiras devem ser quebradas e refeitas continuamente ou em intervalos regulares de tempo nunca superiores a 60 minutos, com o auxílio de um raspador-enleirador (Figura 3a), cujos detalhes de construção, em chapa no 12, estão apresentados na Figura 4. Em todos os casos, o operador deve ter cuidado para que parte do terreiro seja raspada, de modo a ficar exposta ao sol, a fim de que a sua secagem e o seu aquecimento propiciem, indiretamente, a secagem do café na próxima virada (Figuras 1b e 2). Passados os primeiros dias de secagem (ao redor do quinto dia), quando o café já estiver parcialmente seco, às três horas da tarde, aproximadamente, o produto deve ser distribuído em grandes leiras, no sentido da maior declividade do terreiro, as quais devem ser cobertas com lonas plásticas (Figura 3b). A cobertura do produto enleirado favorecerá a conservação do calor absorvido durante a exposição aos raios solares, garantindo melhores uniformização e redistribuição da umidade na massa de grãos. No dia seguinte, aproximadamente às nove horas, as leiras devem ser descobertas e removidas do local de pernoite, para que o piso utilizado seja secado. Em seguida, o produto deve ser espalhado sobre o terreiro, repetindo-se as operações feitas nos dias anteriores (Figuras 2 e 3c) até CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 62 atingir o teor de umidade ideal para o armazenamento (12% b.u.) ou até o ponto de meia-seca (30% b.u.), que é o ideal para se iniciar a complementação da secagem em secadores mecânicos. O terreiro deve estar localizado em área plana e bem drenada, ensolarada, ventilada, em nível inferior ao das instalações de recepção e preparos inicial e superior ao das instalações de armazenamento e beneficiamento. Como dito no capítulo 1, os terreiros podem ser construídos em terra batida ou pavimentada com tijolos, asfalto ou concreto. Os pisos concretados apresentam melhores resultados, são mais duráveis, mais fáceis de manejar e apresentam melhores características de higienização. (a) (b) Figura 1 - (a) detalhe do terreiro após a distribuição do café vindo do lavador mostrando a umidade do piso e, (b) operação real de distribuição e revolvimento do café no terreiro. Figura 2 - Formação e quebra das leiras e revolvimento do café no terreiro. Errado Correto CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 63 (a) (b) (c) Figura 3 - (a) raspador-enleirador, (b) formação de leiras durante os períodos finais de secagem em terreiro e, (c) distribuição do café em terreiro em sistema de minileiras. 2. LOCALIZAÇÃO E CONSTRUÇÃO DO TERREIRO A área do terreiro deve ser calculada em função da produção média da lavoura por mil covas, do número de cafeeiros e das condições climáticas da região. Na hipótese de se utilizar apenas o terreiro para a secagem, o cálculo da área poderá ser feito segundo a equação 1: S = 0,0005 Q .T eq. 1 em que S = área do terreiro, m2 para produção de 1.000 pés; Q = média anual de produção de café cereja, no litros/1.000 pés; e T = tempo médio de secagem na região, dias. Para utilização somente do terreiro para realizar a meia-seca, ou seja, para reduzir o teor de umidade de 60% para aproximadamente 30% b.u. (o que ocorre em cerca de seis dias) e complementar a secagem em CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 64 secadores mecânicos, a área do terreiro poderá ser reduzida para 1/3 do valor original. Sempre que possível, o terreiro deverá ser dividido em quadras, a fim de facilitar a secagem dos lotes segundo sua origem, seu teor de umidade e sua qualidade. Para facilitar o escoamento das águas pluviais, o terreiro deverá ser construído com declividade de 0,5 a 1,5% e provido de ralos na parte inferior. Esses ralos, medindo 0,4 x 0,25 m, devem ser construídos em chapa de aço com 50% de perfuração, com furos quadrados de 4 mm de lado, no máximo, para impedir a passagem dos grãos de café. No caso de adotar perfurações circulares, deve-se usar a mesma porcentagem de perfuração, com furos de menores dimensões (diâmetro máximo de 2,0 mm). Aconselha-se a construção de muretas de proteção medindo 0,20 m de altura por 0,15 m de espessura ao redor do terreiro, para evitar perdas ou misturas de material dos diferentes tipos de cafés. Na fase final, após o ponto de meia-seca, a secagem do café deverá ocorrer em montes ou em grandes leiras, onde se estabelecerá o equilíbrio de umidade entre as camadas externas e a parte interna do grão e dos grãos entre si. Para isso, diariamente, o café deve ser revirado e exposto por duas ou três horas ao sol e, a seguir, amontoado e coberto. 3. RESUMO DOS CUIDADOS COM O USO DOS TERREIROS a) Não misturar lotes diferentes de café. b) Esparramar o café, lavado ou não, no mesmo dia da colheita em camadas finas de 3 a 5 cm e proceder-se à formação das minileiras. Caso haja grande percentagem de frutos verdes, podem-se usar leiras maiores (cerca de 10 cm de altura), porém haverá necessidade de revolver o café com maior freqüência (no máximo a cada hora). c) Revolver o café pelo menos oito vezes ao dia, de acordo com a posição do Sol. A sombra do trabalhador deve ficar à sua frente ou atrás, para que as pequenas leiras feitas durante o revolvimento não sombreiem o café (Figura 4c). d) Fazer com o café, após o segundo dia de seca, pequenas leiras de 15 a 20 cm de altura, no final da tarde, e esparramar no dia seguinte bem cedo, o que acelerará a secagem e impedirá que o sereno umedeça muito o café. e) Fazer leiras grandes com café, no sentido da maior declividade do terreiro, em caso de chuvas. Essas leiras devem ser trocadas de lugar o maior número de vezes possível, a fim de aumentar o contato com o ar na massa de café. Quando a chuva passar, deve-se continuar a revolver as leiras até que o terreiro seque. Logo após esparramar o café, deve-se proceder como no item b. f) Nunca amontoar o café cereja antes do ponto de meia-seca, ponto em que ele não estará mais colando na mão quando apertado. A CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 65 amontoa, a partir desta fase, é uma operação muito importante, devido à propriedade que o grão de café em coco tem de trocar calor entre si, proporcionando homogeneidade na secagem. g) Amontoar o café por volta das 15 horas e, se possível, deixá-lo coberto com lona até o dia seguinte. h) Esparramar o café por volta das 9 horas, quando a umidade do ar é adequada, e, como no item c, movimentá-lo até as 15 horas, quando deve ser novamente amontoado. i) Continuar o processo até a secagemfinal, recolhendo o café frio pela manhã, para a tulha, com 11 a 12% de umidade. Dentro do terreiro podem ser construídas “coroas ou meias-luas”, que são pequenas muretas de 5 cm de altura e 3 m de diâmetro, cuja finalidade é servir de local para amontoar o café, evitando-se escorrimento da água de chuva sob a lona. Deve-se evitar a construção de terreiros em lugares úmidos, como baixadas e próximo de represas ou locais sombreados e com construções adjacentes. Na Tabela 1, pode-se verificar o material gasto na construção de um terreiro de concreto de 150 m2 (10 m de largura por 15 m de comprimento), com pavimentação feita com concreto 1:4:8, com 8 cm de espessura, e seu arremate com argamassa 1:3, com 2 cm de acabamento. Tabela1 - Material gasto na construção de um terreiro de concreto de 150 m2 Discriminação Unid. Quant. Geral Preço Unit. (R$) Preço Total (R$) Participação (%) Trator de esteira h 2 35,00 70,00 3,71 Servente d 29 10,00 290,00 15,37 Pedreiro d 16 25,00 400,00 21,20 Cimento sc. 58 11,00 638,00 33,82 Areia m3 11 11,00 121,00 6,41 Brita m3 11 25,00 275,00 14,58 Sarrafo m 75 0,80 60,00 3,18 Tijolos 20 x 20 un. 250 0,13 32,50 1,73 TOTAL GERAL 1.886,50 100,00 Custo/m2 = R$18,86 – dezembro/1999. A construção de bons terreiros em pequenas e médias propriedades representa grande investimento, o que onera o custo de produção do café. Assim, muitos produtores secam o café em terreiros de chão batido, que, por sua vez, são contra-indicados na maioria das regiões produtoras, em conseqüência da má qualidade final do café. Para facilitar a construção de CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 66 terreiros revestidos, especialmente em relação à redução de custo, pode-se utilizar o sistema saibro-cimento. Pelas Tabelas 2 e 3, pode-se fazer uma avaliação do custo do terreiro de saibro-cimento em comparação com o piso de concreto. O terreiro de saibro, com espessura de 5 cm, pode ser construído com uma mistura de oito partes de saibro e uma de cimento. Verifica-se que o terreiro saibro-cimento tem custo 50% inferior ao do terreiro concretado. Tabelas 2 - Custo estimado para a construção de 100 m2 de terreiro Itens Necessidade Valor Unitário (R$) Custo Total (R$) A – Material Lajotas 320 un. 0,13 41,60 Areia 0,75 m3 11,00 8,25 Brita 0,75 m3 25,00 18,75 Saibro 8 m3 - 100,00 Cimento (mureta e piso) 34 sc 11,00 374,00 B – Mão-de-obra Pedreiro 2 d 25,00 50,00 Ajudantes 16 d 10,00 160,00 Subtotal - - 752,60 Eventuais (10%) - 75,26 827,86 Custo/m2 - Dezembro/1999 Tabela 3 Custo estimado para a construç 2 de terreiro Itens Necessidade Custo total (R$) A – Materiais 320 ud 0,13 Areia 6,4 m3 11,00 Cimento 70 sc 770,00 Pedra de mão 3 50,00 Brita 3 150,00 B – Mão- e- Pedreiro 10 d 250,00 Ajudantes 10,00 200,00 - - Eventuais (10%) - 153,20 TOTAL Custo/m = R$ 16,85 - CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 67 Figura 4 - Detalhes construtivos do rodo raspador de café. 4. TERREIRO HÍBRIDO - SOLAR E BIOMASSA O terreiro híbrido, ou terreiro secador, nada mais é que um terreiro convencional, preferencialmente concretado, onde se adaptou um sistema de ventilação com ar aquecido por uma fornalha, para a secagem do café na ausência de radiação solar direta ou em período chuvoso. Cada módulo do terreiro híbrido deve ser constituído por uma área com as dimensões de 10,0 por 15,0 m, aproximadamente (Figura 5). Na direção do comprimento, o CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 68 terreiro secador é dotado de uma tubulação principal (central ou lateral), para fornecimento de ar a pontos específicos do terreiro. Para isso, são derivadas aberturas para seis câmaras de secagem em camada fixa, ou igual número de tubulações secundárias, para secagem em leiras transversais ou longitudinais (Figura 5). As câmaras de secagem, portáteis e construídas em caixas com um fundo falso de chapas perfurado, ficam simplesmente apoiadas sobre as tomadas de ar quente na tubulação principal (Figura 6aa) ou nas aberturas da tubulação secundária derivadas do duto lateral. Já os dutos de distribuição de ar, construídos com tubos de PVC 150 mm perfurados ou preferencialmente em chapa metálica perfurada, ficam encaixados nas tomadas de ar (Figura 6b). Ao duto principal é acoplada uma fornalha (Figura 7), com um ventilador centrífugo que possibilite uma vazão de 1,5 m3/s de ar. Na ausência de radiação solar direta, incidência de chuvas e durante o período noturno, o produto é recolhido às câmaras de secagem ou enleirados sobre os dutos de distribuição de ar para secagem com ar aquecido (veja Apêndice A). Em ambos os casos, deve-se providenciar cobertura para proteção dos grãos durante períodos chuvosos. Assim, a secagem poderá ser realizada durante as 24 horas, por meio da utilização da energia solar em dias ensolarados e da energia proveniente da combustão de biomassa (lenha ou carvão vegetal) durante a ausência da radiação solar direta. As Figuras 8 e 22 a 27 ilustram os detalhes e o terreiro híbrido em questão. Durante os dias ensolarados, o terreiro terá funcionamento normal, como visto anteriormente, e, ainda assim, podem-se usar as câmaras para secagem com ar a altas temperaturas; ganha-se, com isso, produtividade de secagem. Para o funcionamento do terreiro com as câmaras de secagem, deve-se proceder de modo semelhante ao da secagem em camada fixa. Na secagem em camada fixa, o produto permanece num compartimento de fundo perfurado, por onde passa o ar de secagem. A altura da camada de produto pode variar para grãos em geral, devendo situar-se em torno de 0,4 m. Altura acima desta faixa poderá acarretar problemas, como alto gradiente de umidade. A operação do sistema em camada fixa é simples, embora exija alguns cuidados. A movimentação do produto em intervalos de tempo regulares é uma operação importante para evitar a desuniformidade na sua umidade final. Como dito anteriormente, ao duto principal do terreiro-secador será acoplado um ventilador centrífugo acionado por motor elétrico de 5 c.v., 1.750 rpm, que possibilitará vazão média do ar de secagem de aproximadamente 1,5 m3/s (ver construção do ventilador). No terreiro- híbrido, o ventilador succiona o ar aquecido por uma fornalha. Desde 1974, por ocasião da primeira crise de petróleo, tem havido crescente interesse na possibilidade do uso de fontes alternativas de energia CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 69 para suprir fontes convencionais (principalmente os derivados de petróleo) na secagem de produtos agrícolas. Figura 5 - Vista superior e corte longitudinal do secador híbrido, com opções para secagem em camada fixa ou em leiras. (a) (b) Figura 6 - (a): câmara de secagem construída com caixa de fibra de 2.500 litros e (b) detalhes do sistema de secagem em leiras. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 70 Figura 8 - Planta baixa e corte AA do terreiro híbrido, módulo de 150 m2, e detalhes do sistema de ventilação. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 71 Além da dificuldade de distribuição e dos preços elevados, não existem, no Brasil, condições que estimulem o consumo de derivados de petróleo para secagem de grãos. Apesar de estarhavendo incentivo por parte de algumas distribuidoras para a utilização de gás GLP na secagem de grãos, o agricultor tem dúvidas quanto à continuidade do fornecimento e à estabilidade dos preços. Com a dificuldade de usar combustíveis convencionais, a lenha tem sido a mais importante fonte de calor utilizada, e, atualmente, a quase totalidade dos secadores está operando com esse tipo de combustível. Entretanto, a maioria das fornalhas a lenha, em uso, apresenta consumo relativamente alto deste combustível. Com base nessas questões, sumariamente comentadas, foram projetados e testados dois tipos de fornalhas, levando-se em consideração o custo inicial, a possibilidade de serem construídas na própria fazenda, o baixo consumo de lenha ou carvão e a preservação do meio ambiente. 5. CONSTRUÇÃO DAS FORNALHAS As fornalhas propostas podem ser construídas com diferentes materiais. Recomenda-se, no entanto, o material mais comum ou facilmente encontrado nas proximidades da propriedade agrícola, pois, com esse procedimento, o custo da construção ou adaptação ficará bastante reduzido. As fornalhas para aquecimento do ar são do tipo aquecimento direto, isto é, os gases de combustão são misturados com o ar ambiente e succionados pelo ventilador, sendo injetados diretamente na massa de grãos. Caso o terreiro híbrido ou o secador não possua um sistema que possa succionar o ar através da fornalha, os projetos propostos não poderão ser executados. Neste caso, deve-se optar por outro tipo de fornalha. A opção por aquecimento direto deve-se ao fato de não haver, neste caso, a necessidade de construção de chaminés nem de trocadores de calor, elementos que tornam as fornalhas com aquecimento indireto termicamente ineficientes e mais caras. O material usados na construção da fornalha representada nas Figuras 9, 10, 11 e 12 consiste, basicamente, de tijolos comuns, areia de barranco, terra e melaço de cana, cantoneiras, ferros de construção e um sistema de grelha refrigerada a água. Para o assentamento dos tijolos, deve-se usar uma argamassa especial, com a seguinte proporção: 18 volumes de areia + 18 volumes de terra + 2 volumes de melaço ou 3 volumes de açúcar cristal. Um volume de cimento poderá ser adicionado à argamassa de revestimento. A adição de melaço tem como finalidades diminuir o coeficiente de dilatação e evitar trincas quando a fornalha atingir altas temperaturas. Nas Figuras 9 a 11, encontram-se os detalhes da fornalha a lenha. Nesta fornalha, a grelha está localizada no ponto de mais elevada CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 72 temperatura. Para evitar sua fusão, utiliza-se o sistema de grelha refrigerada a água. Neste caso, a grelha é construída com tubos com diâmetro de 1”, para vapor a alta pressão, espaçados 3 cm (Figuras 10, 11 e 12b). A espessura da parede da fornalha deve ser de dois tijolos, com a câmara de queima apresentando as seguintes dimensões: 40 por 60 cm e profundidade de 60 cm até a grelha. Além de ser este o tamanho recomendado para o secador de camada fixa, modelo UFV, esta fornalha pode ser adaptada em secadores comerciais com capacidade estática de até 12.000 L e também para o terreiro híbrido. Figura 8 - Vista geral da fornalha a lenha para aquecimento direto do ar de secagem. 5.1 Ciclone Para impedir a injeção de partículas (cinzas e fagulhas) na câmara de secagem e evitar possíveis incêndios, um ciclone cilíndrico, com 90 cm de diâmetro e 130 cm de altura, com parede de espessura de um tijolo, é colocado entre a fornalha e o duto de conexão do ventilador. No ciclone, os gases de combustão e o ar ambiente entram tangencialmente nas partes inferior e superior do ciclone, respectivamente (Figura 12a e 12b). A1ém disso, na parte inferior do ciclone há uma pequena entrada para limpeza semanal, a qual deve estar sempre fechada quando em funcionamento. O ciclone, à semelhança da fornalha, deve ser construído em alvenaria de tijolos. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 73 Figura 9 - Planta baixa da fornalha de fogo direto e fluxo de ar descendente. Figura 10 - Corte transversal da fornalha mostrando a entrada de ar quente na parte inferior do ciclone. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 74 (a) (b) Figura 11 - (a) detalhes da construção da parte superior do ciclone mostrando a entrada de ar frio na parte superior do ciclone e (b) detalhes da fornalha e do ciclone. 5.2 Fornalha a carvão Para a construção da fornalha a carvão, o material usado consiste basicamente de tijolos comuns, cimento, areia de barranco, terra e melaço de cana, cantoneiras, ferros de construção e chapas metálicas no 14. Para assentamento dos tijolos, deve-se usar a mesma argamassa especial indicada para a fornalha a lenha. Apesar de esta fornalha poder ser construída quase toda em alvenaria, recomenda-se que o depósito para carvão e o revestimento externo sejam construídos em chapa metálica, como indicado nas Figuras 12, 13, 14 e 15. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 75 Figura 12 - Vista frontal da fornalha a carvão vegetal. Figura 13 - Corte transversal e detalhes internos. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 76 Figura 14 - Corte lateral da fornalha a carvão vegetal. Figura 15 - Detalhe da célula de combustão e vista superior do conjunto fornalha-ciclone. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 77 5.3 Cuidados preliminares Mesmo seguindo criteriosamente todas as recomendações contidas neste trabalho ou sugeridas pelo fabricante de determinado tipo de secador, o bom resultado no processo de secagem só será alcançado se o sistema for operado corretamente. A manutenção diária e a limpeza geral de todos os resíduos da área de abrangência do secador devem ser a primeira etapa na operação, vindo em seguida a limpeza do terreiro ou do secador, dos cinzeiros da fornalha e do ciclone. Tais cuidados são muito importantes, porque previnem acidentes, corrosão das partes metálicas e contaminação do produto a ser secado, entre outros, além de aumentar a eficiência de secagem devido ao maior fluxo de ar. 5.3.1 Início de operação O primeiro passo, após o carregamento adequado do terreiro ou do secador, é acender a fornalha. Nessa operação, apesar de simples, deve-se ter o cuidado de usar combustível (lenha ou carvão) bastante seco e de tamanho compatível com a fornalha. No caso da fornalha a lenha, a queima de lenha úmida, embora possível, produz lacrimejamento acentuado, possui baixo rendimento e pode contaminar o produto. No carregamento e na alimentação da fornalha, deve-se colocar toras de lenha na posição horizontal. Para a fornalha a carvão, que nunca deve trabalhar com a tampa superior aberta ou com vazamentos, uma carga completa pode ser suficiente para até 12 horas de funcionamento. Antes de acionar o sistema de ventilação e movimentação dos grãos, se for o caso, recomenda-se esperar pelo menos 15 minutos para que o fogo atinja todos os pedaços de lenha ou que a célula de queima da fornalha a carvão esteja pronta. Enfatiza-se, mais uma vez, que durante o processo de secagem a fornalha a lenha deverá estar sempre carregada e a tampa da fornalha a carvão, sempre fechada. O término daoperação dependerá do teor de umidade inicial do produto, da temperatura do ar de secagem e do tipo de secador. No caso de secadores comerciais, é recomendável que o operador siga todas as instruções do fabricante (temperatura do ar de secagem, fluxo de grãos etc.), pois o tempo de secagem praticamente independe do tipo de fornalha. A fornalha a carvão apresenta como vantagens sobre as demais a queima contínua do combustível e a manutenção constante da temperatura do ar de secagem, sem a interferência do operador. Essas características permitem à fornalha operar automaticamente, o que dispensa a presença constante do operador, permitindo-lhe exercer atividades paralelas durante o funcionamento da fornalha (Ver Apêndice B). CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 78 O carvão, combustível utilizado para aquecimento do ar de secagem, tem como vantagem ser uma fonte limpa de energia, que gera calor livre de fumaça e de contaminantes durante a secagem. 6. O VENTILADOR E SUA CONSTRUÇÃO À semelhança do terreiro híbrido, nos secadores tradicionais com fluxo de ar, a característica do ventilador é de suma importância para o bom funcionamento do sistema de secagem. O ventilador deve ser projetado para vencer a resistência oferecida por uma camada de produto a determinada temperatura e à passagem de determinado fluxo de ar. O terreiro híbrido, no módulo de 150 m2, foi projetado para ser construído potencializando-se os materiais disponíveis na própria fazenda. Entretanto, é possível que surjam problemas na hora de adquirir um ventilador. Quase sempre há necessidade de grandes deslocamentos, onerando ainda mais um componente, que, além de caro, pode não apresentar as características desejadas. O ventilador descrito a seguir é apropriado para o terreiro híbrido proposto neste trabalho e também ideal para um secador de leito fixo cujo diâmetro da câmara de secagem esteja próximo a 5,0 m, que é o tamanho máximo recomendado. 6.1 Descrição do ventilador O ventilador é formado pelos seguintes componentes: a) EIXO - Peça que tem como função permitir e suportar o giro do rotor em torno de 1.700 rotações por minuto; Pode ser substituído pelo próprio eixo do motor. b) ROTOR – Peça fixada na extremidade do eixo. Esta peça tem como funções produzir e direcionar o fluxo de ar. O rotor é composto de disco principal, pás e coroa ou anel (Figura 16a). c) VOLUTA OU CAIXA COLETORA - Este componente tem como finalidade captar o ar que entra e sai do rotor. É composta por: lateral de sucção, lateral motora, suporte do eixo ou do motor, entrada de ar ou distribuidor e janela de manutenção. 6.2. Construção e detalhes dos componentes Além de se ter à disposição uma oficina com materiais e ferramentas apropriadas para a construção do ventilador, as especificações, os detalhes e as notas explicativas fornecidas a seguir devem ser cuidadosamente seguidos, para que se obtenha resultado satisfatório. Eixo Utilizar eixo de serra de 1 1/4", que é de mais fácil obtenção no CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 79 comércio, ou construir um eixo comum de 1 ½" montado em mancais com rolamentos de esferas, que apresentam custos praticamente iguais. Caso seja de interesse, o sistema pode ser acoplado diretamente ao eixo do motor. Neste caso, pode ocorrer o inconveniente de uma substituição lenta e problemática do motor, devido a uma pane elétrica ou mecânica deste. Rotor Para efeito de construção, o rotor é dividido em três partes: a) Disco principal - Deve ser construído em chapa metálica de 4,18 mm (no 8), com diâmetro de 0,50 m. Deve-se retificar o furo central e as bordas em torno mecânico ou aperfeiçoar manualmente, o acabamento, evitando empenos no disco, para não comprometer o balanceamento do conjunto (Figuras 16 e 17). b) Coroa ou anel - É o espaço compreendido entre os raios internos e externos que limitam os canais do rotor (Figura 16 a e b); deve ser construído em chapa com espessura de 1,52 mm (no 12). Vários canais radiais são formados pela junção do disco principal com as pás e destas com o anel metálico; esses canais dão estabilidade e direcionamento ao fluxo de ar. c) Pás - são peças metálicas soldadas ao disco principal. No presente caso, elas são dispostas radialmente e eqüidistantes entre si. Em número de 8 a 12, as pás devem ter as dimensões mostradas na Figura 17. (a) (b) Figura 16 - (a): rotor mostrando o disco principal, as pás e o anel e (b) detalhes do disco principal, destacando-se os locais para assentamento das pás e do anel externo do rotor. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 80 (a) (b) Figura 17 - (a): detalhes do posicionamento das pás e do anel externo no disco principal e (b) dimensões, detalhes e posicionamentos das pás no disco principal. 6.3 Voluta ou caixa coletora No exemplo apresentado, para efeito de construção, optou-se pela forma espiralada, como mostrado nas Figuras 18 a 22. A seção transversal da voluta, no presente caso, terá a forma retangular e deverá ser construída em chapa no 16 ou 14, soldada com solda elétrica comum. Suas partes são: a) Lateral de sucção: nela é encaixado o distribuidor de entrada de ar (Figura 18); lateral motora: é o lado da voluta em que é preso o suporte do eixo (Figura 19 a e b). b) Entrada de ar ou distribuidor: tem como finalidade direcionar o ar de maneira uniforme para os canais do rotor. Para facilitar sua construção, o distribuidor terá a forma cilíndrica (Figura 21) e será construído em chapa no 16. c) Janela de manutenção: abertura na parte superior da caixa coletora que serve para a passagem do rotor durante a montagem e manutenção do sistema. É fechada com chapa metálica no 16 e parafusos de rosca soberba (Figura 21b). CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 81 6.4. Montagem dos componentes Apresenta-se, a seguir, um modo prático para cortar as laterais da caixa coletora, o balanceamento do rotor e o acabamento. a) Traçado das laterais (motora e de sucção): um processo prático para traçar as laterais da caixa coletora de seção transversal retangular é o de Arquimedes, efetuado com quatro arcos de círculo (Figura 18). Para isso, toma-se o lado do quadrado auxiliar de construção a-b-c-d igual a 10% do diâmetro do disco principal, que no presente caso é de 5,0 cm. Com o centro no vértice a, traça-se o arco 1-2; com centro em b, o arco 2-3; com centro em c, o arco 3-4; e com centro em d, o arco 4-6. Devem ser obedecidas as proporções dadas na Figura 14, para interromper o corte das laterais no ponto 5. Para iniciar o traçado do arco 1-2, o raio a-1 deve ter o valor de 42,5 cm. Sempre que possível, é aconselhável fazer um molde, para evitar que, em caso de erro, as chapas de aço sejam desperdiçadas. O molde permitirá aproveitar o máximo de cada chapa e poderá ser aproveitado no caso de construção de ventiladores iguais. b) Balanceamento do rotor: como o rotor irá girar em torno de 1.700 rpm, é necessário que seu balanceamento seja correto, para que não haja vibrações, garantindo, assim, maior durabilidade do eixo e dos rolamentos. Um rotor balanceado dificilmente irá parar na mesma posição depois de girar livremente sobre o eixo. No caso do rotor não-balanceado, a parte mais pesada (ponto desbalanceado) irá parar sempre na posição inferior (devido à força da gravidade). Para balancear, contrapesos metálicos são colocados na posição oposta ao ponto desbalanceado. Encontrado o ponto próximoao equilíbrio, devem-se soldar os contrapesos e verificar o balanceamento até encontrar um equilíbrio adequado. (a) (b) Figura 18 - (a): traçado das laterais pelo método de Arquimedes (lateral de sucção) e (b) lateral motora e suas dimensões básicas (em cm). CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 82 (a) (b) Figura 19 - (a): lateral motora na envolvente (1a fase de montagem) e (b) lateral motora e de sucção (2a fase da montagem). Figura 20 - Suporte do conjunto e suas dimensões (terceira fase da montagem). (a) (b) Figura 21 - (a): montagem da voluta sobre o suporte (quarta fase) e (b) detalhe da lateral de sucção mostrando o distribuidor de ar (quinta fase da montagem). d) Acabamento: terminados os trabalhos de solda, faz-se o CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 83 acabamento do ventilador. Para a pintura, deve-se usar tinta resistente a altas temperaturas, que é feita antes da montagem final do ventilador. Deve-se, também, desenhar em uma parte bem visível (por exemplo, na parte alta da lateral motora) uma seta indicando o sentido de giro. Comandado pela polia motora, o giro deve coincidir com o movimento dos ponteiros do relógio (sentido horário). Para isso, a voluta deve ser montada de maneira que a boca de saída do ar esteja na parte inferior e à esquerda da lateral motora (Figura 21). (a) (b) Figura 22 - (a): vista final do ventilador, com detalhe do eixo e sentido de giro e (b) conjunto motor-ventilador. Para evitar acidentes e garantir o funcionamento correto do ventilador, antes de fazê-lo funcionar, o montador deve verificar o giro do motor sem acoplar as correias de transmissão. O rotor é acoplado ao eixo de modo semelhante ao da serra circular, isto é, a porca do eixo é do tipo "rosca esquerda". Se o sentido de giro não for obedecido, o rotor não ficará retido ao eixo, podendo causar danos e até mesmo um acidente. 6.5. Material necessário - Eixo de serra de 1 ¼" ou eixo comum de 1 ½", mancais com rolamentos de esferas; - 3 m2 de chapa preta no 16; - 2 m2 de chapa preta no 8; - 1 m2 de chapa preta no 12; - 12 parafusos com porcas 5/16"; - 28 parafusos com rosca soberba de 3/16" x ½"; - 4 parafusos de 2" x ½", para fixação do eixo; - 1 kg de eletrodo (solda elétrica) de 2,5 mm; CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 84 - 2 litros de tinta para superfície metálica; - 1 litros de solvente "Thinner"; e - 20 kg de cantoneiras de ferro, com abas iguais, 1 ½" de espessura de 1/8", para construção do suporte do motor e voluta. 7. LITERATURA CONSULTADA BÁRTHOLO, G.F.; MAGALHÃES FILHO, A.A.R.; GUIMARÃES, P.T.G.; CHALFOUN, S.M. Cuidados na colheita, no preparo e no armazenamento do café. Informe Agropecuário, v.14, n.162, p.33-44, 1989. BROOKER, D.B.; BAKKER-ARKEMA, F.W.; HALL, C.W., Drying and storage of grain and oilseeds. New York: The AVI Publishing, , 1992. 450 p. MELO, E.C., Rendimento térmico de uma fornalha a lenha de fluxos descendentes. Viçosa-MG: Impr. Univ.UFV. 1987. 45 p. (Dissertação de Mestrado). SILVA, J.S.; AFONSO, D.L.; GUIMARÃES, A. C. Estudo dos métodos de secagem; pré-processamento de produtos agrícolas, Juiz de Fora – MG: Instituto Maria, 1995. 509 p. SILVA, J.S., BERBERT, P.A. Colheita, secagem e armazenagem de café. Viçosa-MG: Aprenda Fácil Editora, 1999. 146 p. SILVA, J.S.; CORREA, P.C. Secagem com energia solar: pré- processamento de produtos agrícolas. Juiz de Fora-MG: Instituto Maria, 1995. 509p. TEIXEIRA, R.A.F.; NOBRE, G.W. Nova fórmula para cálculo de área de terreiro para secagem de café.In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA CAFEEIRA, 7, 1979, Araxá. Trabalhos apresentados... Rio de Janeiro: IBC/GERCA, 1979. 259-261. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 85 APÊNDICE A (a) (b) Figura 23 - (a): vista geral do terreiro, antes da montagem dos tubos de ventilação e (b) detalhe da tomada de ar para o duto de ventilação. (a) (b) Figura 24 - (a): entrada de ar do duto do sistema de ventilação e (b) colocação do duto do sistema de ventilação. Figura 25 - Detalhes da montagem dos dutos de ventilação. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café - Tecnologias e Custos 86 APÊNDICE A (cont...) (a) (b) (c) Figura 26 - (a) e (b): detalhes da formação da leira e (c) leira pronta para ser coberta. (a) b) Figura 27 - (a): cobertura da leira devido a chuvas e (b) sistema de ventilação em funcionamento. CAPÍTULO 2 Construção e Manejos de Terreiros Secagem e Armazenagem de Café – Tecnologias e Custos 87 APÊNDICE B (a) (b) Figura 28 - (a) Carregamento da fornalha e (b) Regulagem da temperatura do ar de secagem. Figura 29 - Fornalha a carvão: detalhe da célula de queima. 1. MANEJO DO TERREIRO CONVENCIONAL 2. LOCALIZAÇÃO E CONSTRUÇÃO DO TERREIRO 3. RESUMO DOS CUIDADOS COM O USO DOS TERREIROS 4. TERREIRO HÍBRIDO - SOLAR E BIOMASSA 5. CONSTRUÇÃO DAS FORNALHAS 5.1 Ciclone 5.2 Fornalha a carvão 5.3 Cuidados preliminares 6. O VENTILADOR E SUA CONSTRUÇÃO 6.1 Descrição do ventilador 6.2. Construção e detalhes dos componentes 6.3 Voluta ou caixa coletora 6.4. Montagem dos componentes 6.5. Material necessário 7. LITERATURA CONSULTADA APÊNDICE A APÊNDICE A (cont...) APÊNDICE B
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