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Universidade Federal da Paraíba Centro de Tecnologia DEPARTAMENTO DE Engenharia de Alimentos matérias primas agropecuárias de origem vegetal PROF.: HEINZ JOHANN HOLSCHUH PRÁTICA Nº 3 DETERMINAÇÃO DE TAMANHO E FORMA DE ÓRGÃOS VEGETAIS Erlyvânia Débora Henrique de Oliveira João Pessoa 2016 1 INTRODUÇÃO O milho (Zeamays L..) é um dos cereais mais cultivados e consumidos no mundo. Anualmente são cultivados no Brasil, cerca de 13 milhões de hectares com uma produção na safra 03/04 de aproximadamente 43 milhões de toneladas. Mundialmente, 132 milhões de hectares são cultivados com uma produção de aproximadamente 626 milhões de toneladas de grãos [4]. Para que o sistema de classificação seja considerado eficiente, o mesmo tem que ser capaz de uniformizar tamanho das sementes, evidenciando dessa forma a importância do conhecimento das características físicas das sementes [3]. É sabido que em uma espiga de milho podem ocorrer sementes de diversos tamanhos e formas. O tamanho é influenciado, em parte pelo fato de que os óvulos da base da espiga são os primeiros a serem fertilizados, resultando em sementes maiores, comparadas com aquelas desenvolvidas na ponta da espiga [1]. Já a forma das sementes é influenciada principalmente pela pressão exercida pelo pericarpo sobre as sementes adjacentes, durante a fase de enchimento das sementes, fazendo com que se formem as achatadas, enquanto que as sementes desenvolvidas na base e na ponta da espiga, por sofrerem menor pressão do pericarpo sobre as sementes adjacentes fiquem arredondadas após a maturação [2]. Para uniformizar e facilitar a semeadura, as sementes de milho são classificadas quanto ao tamanho (espessura, comprimento e largura). A qualidade das sementes, principalmente das redondas e as de menor tamanho, tem sido questionada pelos agricultores e produtores de sementes [5]. Para determinar o tamanho e forma do grão de milho utiliza-se um instrumento de medidas precisas, denominado paquímetro. O paquímetro serve para medirmos comprimentos, espessuras, diâmetros, profundidade, entre outros. É uma régua sob a qual esta montada uma segunda haste, que pode deslizar sob a régua. Possui escala graduada em milímetro e polegadas. A haste deslizante (cursor) possui uma pequena escala chamada de Vernier ou Nônio, possibilitando ler até 1/10 de milímetro, ou até mais, em alguns paquímetros especiais [6]. Fonte: http://msohn.sites.uol.com.br/paquimet.htm Orelha fixa 2. Orelha móvel 3. Nônio ou Vernier (polegada) 4. Parafusa de trava Cursor 6. Escala fixa de polegadas Bico fixo 8. Encosto fixo Encosto móvel 10. Bico móvel Nônio ou Vernier (milímetro) 12. Impulsor Escala fixa de milímetros 14. Haste de profundidade Além de determinar o tamanho do grão, as medidas obtidas com o paquímetro podem auxiliar na determinação do volume calculado do mesmo. Esse volume é calculado com o auxilio das seguintes fórmulas: Paralelepípedo: V= a x b x c Cilindro: V= [(a + b) /2]2 x π/4 x c Cone: V= [(a + b) /2]2 x π/4 x c/3 Esfera: V= [(a + b + c) / 3]3 x π/6 Para identificar a forma geométrica mais próxima do grão, é encontrado um volume real, que é compreendido pelo volume ocupado pelo grão, para comparar seu valor com o volume calculado. O volume que obtiver menor diferença indica o corpo que mais se assemelha com o grão. O volume real depende das propriedades da matéria prima, como por exemplo, sua densidade. No momento da armazenagem de grãos a obtenção de outro volume também é muito importante, este volume é denominado aparente, que é compreendido pelo volume ocupado pelo grão e pelo o ar que existe entre eles. O volume desses espaços vazios preenchidos por ar é denominado como volume intersticial, que é muito utilizado em secagem. Peso específico real: É a relação entre massa do produto e seu volume real. Sua importância esta relacionada a métodos de separação e de classificação da meteria prima, a avaliação de textura e maciez de frutas, a avaliação de qualidade de (milho verde, ervilha e etc.). Expressão matemática: Pr = __m_ massa do produto (Kg, g, t) Vr Volume real, ou volume ocupado pelo produto(m3, mL) Peso especifico real (Kg/m3; g/Ml; t/m3) Peso específico real do milho: Pr = ___0,0154 Kg__ = 1,2833 Kg/ m3 120 m3 Peso específico aparente: é a relação entre a massa do produto e seu volume aparente, ou seja, volume real do produto acrescido do volume dos espaçoas vazios que existem quando o produto é colocado me um recipiente. Seu conhecimento é essencial para elaborar projetos de locais de armazenamento, permitindo o calculo de sua capacidade estática. Expressão matemática: P ap = _m_ = __m___ massa do produto (Kg, g, t) V apVr +V int Volume dos espaços vazios Volume aparente = volume real + volume interstical (m3, mL) Peso especifico aparente (Kg/m3; g/Ml; t/m3) Peso específico aparente do milho: P ap = __0,0154 Kg__ = 1,9 x 10 -4 Kg/ m3 1,2833 +80 Porosidade: é a percentagem de espaços vazios existentes num determinado local ocupado pelo produto. Sua determinação é importante na projeção de sistemas de secagem e aeração, refrigeração, analisar a resistência ao fluxo de ar através da pilha do produto e em processos de transferência de calos e massa. Expressão matemática: P = 1 – __P ap__ x 100 Pr Porosidade em percentagem Porosidade do milho: P = 1 – __P ap__ x 100= 1- _1,9 x 10-4_ x 100 = 99,98 Pr 1,2833 2 OBJETIVO Determinar, através de medição com o paquímetro, as dimensões de órgãos vegetais e efetuar cálculos de volume de figuras geométricas, usando as medidas mensuradas e as formulas correspondentes aos corpos geométricos. Comparar os resultados com o Volume Real determinado pelo deslocamento de líquidos e definir qual dos corpos geométricos mais se assemelha com as matérias prima analisada. 3MATERIAL E MÉTODOS 3.1 MATERIAL Paquímetro; Grãos de milho; Proveta de 100mL; Água; Béquer; Balança analítica. 3.2 MÉTODOS Medir, com o auxílio de um paquímetro, pelo menos 10 (dez) grãos de matéria prima: Comprimento e diâmetros, de modo que diferenças neste último fiquem registradas. Calcular os corpos geométricos de acordo com as formulas abaixo. Contar 100 grãos para determinar o Volume Real, Aparente e Intersticial, colocá-los em uma proveta e ler o Volume aparente; retirá-los novamente, colocar um volume em água conhecido e adicionar os grãos, ler o volume da água. Volume final (água + grãos) – volume inicial (água) = Volume real. Calcular Volume intersticial = Volume Aparente – Volume Real. Dividir Volume Real por 100 para obter o Volume Real médio de 1 (um) grão. Comparar este resultado de medição com os resultados calculados. A menor diferença indica o corpo que mais se assemelha com o grão. Fórmulas: Paralelepípedo: V = a x b x c Cilindro: V = ((a+b)/2)2 X π/4 x c Cone: V = ((a+b)/2)2 X π/4 x c/3 Esfera: V = ((a+b+c)/3)3 X π/6 Prisma: V = ((a x b)/2 x c) /3 Observação: a, b e c podem constituir médias de medidas, de acordo com o que a forma da matéria prima exige. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Com auxílio de um paquímetro medimos o comprimento, o diâmetro (a) e o diâmetro (b) de 10 grãos de milho, citados na tabela 1. Tabela 1: Resultados obtidos Semente de milho Comprimento (mm) Diâmetro a (mm) Diâmetro b (mm) 1 8,3 3,1 6,9 2 9,65 4,4 6,9 3 9,1 4,4 6,9 4 8,0 4,6 5,0 5 9,45 4,4 6,3 6 9,0 4,4 4,6 7 8,5 3,1 5,3 8 8,3 3,65 5,9 9 8,5 4,0 5,9 10 7,5 4,0 6,0 Média= 8,63 Média= 4,005 Média= 5,97 Em seguida, foram separados100 grãos de milho para ser utilizado na determinação do volume real, aparente e intersticial. A determinação do volume aparente, colocamos os 100 grãos de milho em uma proveta e efetuamos a seguinte leitura: Vaparente= 20 x103mm3. Para a determinação do volume real, colocamos um volume de água conhecido (Vinicial= 30x103mm3), adicionamos os 100 grãos e obtivemos a leitura Vfinal= 42x103mm3. Portanto, o Vreal= Vfinal – Vinicial= 42x103 - 30x103= 12x103 mm3. E a determinação do volume intersticial, efetuamos a seguinte equação: Vintersticial= Vaparente – Vreal = 20x103 – 12x103= 8x103mm3. Para determinar o volume de um grão dividi-se o Vrealpor 100, portanto Vgrão= 120 x103mm3. Paralelepípedo: V= a x b x c = V= 206,34 x 103 mm3 Cilindro: V= [(a + b) /2]2 x π/4 x c = V= 187,13x103 mm3 Cone: V= [(a + b) /2]2 x π/4 x c/3 = V =62,38 x10 mm3 Esfera: V= [(a + b + c) / 3]3 x π/6 = V= 124,89x103 mm3 5 CONCLUSÃO Portanto, como a menor diferença entre o volume encontrado e o volume calculado foi à esfera, podemos concluir que o nosso grão de milho possui maior semelhança com uma esfera. REFERÊNCIAS [1] ANDRADE R. V. Efeito do tamanho e da forma da semente na produtividade do milho. EMBRAPA, Sorgo e Milho, 1996. [2] ANDRADE, R.V.; ANDREOLI, C.; BORBA.C.S; AZEVEDO, J.T.; NETTO, D.A.M. e OLIVEIRA, A.C. Influência do tamanho e da forma da semente de dois híbridos de milho na qualidade fisiológica durante o armazenamento. Revista Brasileira de Sementes. Curitiba, v.20, n.2, p. 367¬371, maio 1998. [3] CARNEIRO, J.W.P. Avaliação do desempenho germinativo de acordo com os parâmetros da função de distribuição.Weibull.Informativo ABRATES, Londrina, v.4, n.2, p.75-83, 1994. [4] CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. Estimativa da área a ser plantada. Disponível em <http://www.conab.gov.br/safras.asp>. Acesso em 26Abril 2004. [5] KAWAKAMI, M.; GADIOLI,L.L; CÍCERO, C,M. Influência da posição e tamanho das sementes na espiga de milho (Zeamays L.) em sua germinação. Departamento de ciências Agrárias – INITAU, Departamento de Fitotecnia – Esalq/USP, 1997. [6] Disponível no site: http://mathematikos.psico.ufrgs.br/disciplinas/ufrgs/mat01039031/webfolios/paquimetro/paquimetro.htm acessado no dia 26 Abril. 2016.
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