PROJETO unidade de grãos

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CAMPUS CACHOEIRA DO SUL
ENGENHARIA AGRÍCOLA
Projeto Unidade Armazenadora de Grãos
André Santos
Cachoeira do Sul, RS, Brasil
2017
PROJETO UNIDADE ARMAZENADORA DE GRÃOS
André Santos
Trabalho apresentado ao Curso Superior de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, como requisito para obtenção de nota parcial na disciplina de Pré-Processamento, Secagem e Armazenamento de Produtos Agrícolas.
Professor(a): Drª Paulo Carteri Coradi
Cachoeira do Sul, RS, Brasil
2017
INTRODUÇÃO
Este presente projeto trata-se de uma unidade armazenadora de grãos a nível de fazenda, situada na cidade de Júlio de Castilhos- RS mais especificamente na localidade de Val de Serra distrito de Júlio de Castilhos, latitude -29,2293 e longitude -53,6827, situado a 2,5 km da Br 158. O projeto foi realizado em uma propriedade rural de 800 hectares as quais 750 hectares era destinado a cultura de verão com a cultura do soja e 300 hectares de cultura de inverno com o trigo e o restante para a criação de bovinocultura e sede da propriedade.
ÁREA DE PRODUÇÃO DA PROPRIEDADE
A propriedade rural conta com uma área total de 800 hectares as quais é utilizado para cultura de verão 750 hectares e para a cultura de inverno 300 hectares, os 50 hectares restantes são utilizados para benfeitorias e galpões assim como a sede da fazenda e a criação de bovinos. A cultura de verão utilizada na propriedade é a cultura da soja (Glycine max) a qual está sendo introduzida pelo seu alto valor pago e sua rentabilidade. Para a cultura de inverno é utilizado 300 hectares para a produção de trigo (Triticum spp.) a qual é utilizada como rotação de cultura, o restante da propriedade é introduzido a pastagem de inverno como o azevem e aveia para ser utilizada como planta de cobertura, engorda e terminação de bovinos. Logo após a colheita da soja é semeada aveia em consorcio com azevem para servir de planta de cobertura e para pastejo dos bovinos, é colocado nas 450 hectares restantes de inverno, gado, são comprados bovinos de pecuaristas da região, em faze de terminação (engorda). É colocado uma quantidade de meio animal por hectare o que possibilita um acumulo maior de forragem e assim não ocorrendo pisoteio e compactação do solo por parte dos mesmos, é retirado os bovinos da lavoura uns 20 dias antes da fase do ciclo para posterior colheita do azevem e aveia, o que resulta em realizar três atividades diferentes em um mesmo ano, assim aumentando a renda da propriedade.
A propriedade rural possui terra própria o que possibilita melhorias e investimentos na fazenda, como tecnologia, benfeitorias e outros investimentos. A propriedade conta com alto nível tecnológico com plantadeiras de sistema á vácuo a tratores com piloto automático, possui toda área armazenada em mapas e a produção anual em planilhas. O manejo da propriedade varia de ano para ano tendo como referência as condições climáticas e épocas de semeadura da mesma. 
SISTEMA DE SEMEADURA
A época de semeadura é de acordo com a sazonalidade de cada cultura, ou seja, a época adequada que cada cultura consegue expressar seu melhor desenvolvimento e posteriormente seu melhor rendimento final. Para o plantio da soja a época recomendada é do dia 15 de outubro até meados do mês de dezembro podendo variar dependendo das condições climáticas da região, já para a cultura de inverno (trigo) a semeadura ocorre do 1 de abril a meados do mês de junho também podendo variar de vido as condições climáticas.
O sistema de semeadura para a cultura da soja é utilizado o sistema de plantio direto, ou seja, o plantio sem revolvimento de solo, utilizando apenas uma dessecação antes de se introduzir a cultura no solo. A dessecação deve ocorrer se for com o secante 2,4-D de doze a quinze dias antes da introdução da cultura, pois este produto possui alto residual o qual pode vir a prejudicar o desenvolvimento da cultura, se for com secante glifosato de 3 a 4 dias antes de introduzir a cultura. A velocidade de plantio será de 4,5 km por hora e a profundidade de semeadura dependendo do solo de 3 a 5 cm, para a cultura de inverno será utilizado o mesmo princípio da cultura de verão. Para o plantio das culturas a propriedade conta com três tratores, e três plantadeiras os quais são equipados com piloto automático, uma das plantadeiras possui 15 linhas e as outras duas são de 11 linhas de plantio.
Calculo da quantidade de semente
Para a cultura da soja será utilizado quatro variedades diferente as quais possuem diferentes ciclos assim facilitando na colheita posteriormente (5909-potencia-RR-4823). O espaçamento utilizado será de 50cm entre linha e uma quantidade de 15 sementes por metro 
Soja (750 ha)
ESPAÇAMENTO = 0,5m
1ha = 10.000m
30s/m = 300.000s/há
30X0,5 = 15s/m
10.000/0,5 = 20.000m em uma linha
15sementes x 20.000 = 300.000 sementes/há
Um total aproximadamente de 800 sacos de sementes a serem adquiridos para a semeadura da cultura de inverno, dividido entre as quatro cultivas. A cultivar 5909 será a que ocupará a maior área um total de 300 hectares será semeada dessa cultivar, de potência 100 há, intacta (RR) 200 e 150 hectares de 4823, fechando um total de 750 hectares cultivadas para a cultura de verão.
Trigo (300 ha)
Para a cultura de inverno nesse caso o trigo será utilizado duas cultivares diferentes as quais possuem ciclos diferentes assim facilitando no momento da colheita. Será introduzido 150 hectares da cultivar TBIO sinuelo e 150 hectares da cultivar TBIO bandeirante. O espaçamento utilizado entre linha na semeadura será de 0,17 m e uma densidade de 300s/m.
ESPAÇAMENTO = 0,17
1ha = 10.000
300sementes/m X 0,17 = 51 sementes /m
10.000/0,17 = 58824m em uma linha
51sementes x 58824 = 300024 sementes/há
1000s--------------15g
300024-----------X = 45000,6 g
45000,6/1000sementes = 45kg/há.
O trigo será semeado em sistema plantio direto logo após a dessecação, assim garantindo melhor desenvolvimento da cultura já que a maior competição por agua luz e nutriente ocorre logo após a emergência da cultura.
PREPARO DE SOLO
O manejo de preparo de solo será constituído basicamente de dois sistemas o de rotação de cultura e o sistema de plantio direto. Foi realizado em toda a propriedade um levantamento do tipo de solo e de suas características para poder ter conhecimento do tipo de solo a que se está trabalhando. Foi realizado uma correção de solo devido a sua acidez com calcário na entre safra e a adubação de base será realizada junto da semeadura da semente. No sistema plantio direto o único manejo a ser adotado será a dessecação pré semeaduras das culturas o que garante maior acumulo de matéria orgânica e consequentemente melhor desenvolvimento da cultura. Foi utilizado pré semeadura o secante 2,4-D, 15 dias antes de se introduzir a cultura, tanto para a cultura de verão como a de inverno. Quando utilizado o glifosato 3 a 5 dias antes da semeadura para garantir que não aja residual que possa vir a prejudicar no desenvolvimento da cultura.
FERTILIZANTES E DEFENSIVOS
Os fertilizantes utilizados na propriedade são adquiridos por empresas representantes da região, para a cultura da soja são utilizados fertilizantes de base que são introduzidos na linha, junto a semeadura da cultura que se está a campo, não é utilizado ureia cloretada na soja, pois como a soja possui nitrogênio em seus nódulos, se aplicar nitrogênio em cobertura esses nódulos vão se anular o que irá prejudicar no desenvolvimento da cultura da soja. É utilizado um enraizador no tratamento de semente o que garante que a semente quando em seu desenvolvimento venha a buscar nutrientes e agua para conseguir se fixa sobre o solo, é utilizado fertilizante foliar para suprir as necessidades da planta em seu estado crítico de desenvolvimento, ou seja é aplicado adubo foliar pré-floração e no enchimento de grãos garantindo maior rendimento naprodução. Para cultura de inverno é utilizado o mesmo sistema, porém muda a quantidade de produto a ser utilizado e tipo de produto.
Os defensivos agrícolas utilizados são basicamente depende das condições climáticas e níveis de infestações que atacam a cultura. Para a soja é utilizado o controle de plantas daninhas pré-semeadura, o que possibilita melhor controle e garante que a cultura implantada não competirá com plantas daninhas por agua luz e nutrientes, geralmente na propriedade são feitos três tratamentos de defensivos para a cultura, ou seja, são inúmeros os problemas que a propriedade enfrenta todos os anos, dentre os quais estão as doenças: Ferrugem, Antracnose, Mancha-alvo, Mofo-branco e DFC (Doenças de Final de Ciclo), além de pragas, como percevejos, lagartas e mosca-branca. O manejo de plantas daninhas tem se tornado outra forte preocupação com o surgimento de espécies resistentes a um ou mais mecanismos de ação de herbicidas e também com a perspectiva de inserção de transgenia em outras espécies cultivadas (tigueras resistentes a herbicidas). Para a cultura do trigo é utilizado o mesmo procedimento, porém troca o tipo de defensivos a serem utilizados na cultura e as moléstias a serem controladas.
A propriedade segue à risca todas as exigências ambientais legais para uso correto de descarte de embalagens de defensivos e possui uma área adequada para enchimento e calibração do pulverizador, exigidas pelo ministério da agricultura. A mesma possui um pulverizador alto propelido da marca John deere que é utilizado para aplicação de defensivos na propriedade.
SISTEMA DE COLHEITA E TRANSPORTE
O sistema de colheita da propriedade é realizado logo após a planta ter atingido seu maior estagio de maturação fisiológica, isto é determinado com relação ao ciclo de cada cultura ou cultivar que está implantada no campo, vários fatores podem contribuir para que a mesma antecipe ou tarde a sua maturação, como o clima, o fotoperíodo,e a região que a mesma se encontra, etc.
	A colheita na propriedade é realizada por funcionários capacitados a realizarem esta função, as maquinas utilizadas são todas equipadas com sistema de piloto automático e contam com as últimas modernidades do mercado agrícola. São utilizados na propriedade duas maquinas para a colheita de grãos as quais são da marca John deere, uma delas sts 9650 e uma 1150 as quais possuem plataformas variando de 22 a 35 pés. 
	Para o transporte de grãos são utilizados um caminhão caçamba e uma carreta que são da propriedade, é utilizado também para que quando o caminhão estiver carregado ou a carreta um graneleiro que fica na lavoura e serve para não deixar as maquinas paradas enquanto poderiam estarem colhendo assim garantindo um melhor fluxo e mais rendimento durante o dia. 
	Durante a safra a carreta é utilizada dentro da propriedade puxando soja para o silo, durante o período de entre safra a mesma puxa soja da propriedade direto para o porto de rio grande o que garante um melhor preço para o produto, na volta de rio grande a mesma puxa calcário para a propriedade ou para alguém da região que precise, assim fazendo uma renda extra.
	
MANUTENÇÃO E CONSUMO DE COMBUSTÍVEL DAS MAQUINAS
A manutenção das maquinas na propriedade é realizada por funcionários que atuam na mesma, normalmente a manutenção é feita preventivamente e na entre safra o que possibilita maior tempo para se realizar esta atividade e também em um momento aonde estas se encontram paradas sem serem utilizadas, a manutenção é feita limpando as maquinas, removendo alguma peça quebrada ou danificada, são lavadas, engraxadas e guardadas para serem utilizadas na safra seguinte.
A propriedade conta com uma oficina própria aonde está possui vários equipamentos que são utilizados para manutenção e concerto das maquinas e equipamentos da propriedade. Foi dado um curso de técnico no SENAI para um dos funcionários da fazenda o qual é encarregado da oficina e de auxiliar os outros funcionários na hora da manutenção dos equipamentos.
CUSTO DE ÓLEO
Uma máquina/ trator trabalhando na safra 12 horas por dia gasta em média de 10 a 15 litros por hora. A safra aproximadamente dura um mês dependendo das condições climáticas neste período. O preço do óleo custa em média 3,00.
Maquinas = 12 hr x 10lt/hr = 120 litros/dia
 120 litros x 21dias = 2520 litros
 2520 litros x 2 maquinas = 5040 litros
 5,040 litros x 3,00 preço/diesel = R$ 15,120.00
Um trator trabalhando na semeadura 12 horas por dia gasta em média de 10 a 15 litros por hora. A semeadura aproximadamente dura um mês dependendo das condições climáticas neste período. O preço do óleo custa em média 3,00. Para a realização deste cálculo foi realizado 21 dias, que são desconsiderados os dias de chuva e outros imprevistos, etc.
Tratores = 12 hr x 10lt/hr = 120 litros/dia
 120 litros x 21dias = 2520 litros
 2520 litros x 3 tratores = 7,560 litros
 7,560 litros x 3,00 preço/diesel = R$ 22,680.00
Com tudo este cálculo foi realizado levando em consideração só o combustível utilizado pelas maquinas e os tratores durante a colheita e a semeadura. Um gasto aproximadamente de R$ 37,800.00 reais, não foi levado em consideração o gasto de deslocamento de uma lavoura a outra e nem o gasto dos caminhões.
UNIDADE DE RECEBIMENTO DE GRÃOS DA PROPRIEDADE
A propriedade conta com uma unidade armazenadora de grãos para limpeza, secagem e armazenamento de sua produção. A média de produção da propriedade são de 65 sacas de soja por hectare e de 50 sacas de trigo por hectare. Como todo o produto que chega até o silo é da propriedade este o produto só é pesado e medido sua umidade e já está pronto para ser descarregado, como nas maquinas já dá a umidade que se está colhendo o produto, já se sabe o procedimento a ser seguido na hora da descarga. A amostragem é realizada pelo próprio motorista do caminhão com auxílio de um instrumento, que é o amostrador automatico. A amostra realizada é a simples, que são retiradas de diferentes pontos do caminhão, logo após este procedimento o produto que é descarregado passa na moega e já no sistema de pré-limpeza, esta função é realizada por um funcionário da propriedade.
A limpeza dos grãos é realizada pela separação das impurezas baseando-se nas propriedades físicas dos grãos. Os equipamentos utilizados para realizar a limpeza dos grãos separam as impurezas em função do tamanho, forma, peso e velocidade terminal do produto.
A limpeza é feita através das máquinas de pré-limpeza e limpeza até os níveis adequados para armazenagem. O objetivo da limpeza é reduzir ao máximo o nível de impurezas e matérias estranhas. 
As maquinas de pré-limpeza contam com um sistema no qual as máquinas de ar e peneira atuam por peneiramento, no qual são retiradas as impurezas maiores e menores, e por aspiração onde são retiradas as impurezas leves através do ventilador
A capacidade nominal de limpeza das maquinas variam conforme o teor de água do produto no momento da operação de limpeza. A capacidade das máquinas de ar e peneira nas operações de pré-limpeza e limpeza, após a secagem, pode variar de cinco a até mais de 100 t por hora.
Após a limpeza, os grãos são encaminhados para a secagem. A secagem tem por finalidade reduzir o conteúdo de água dos grãos, reduzindo a deterioração durante o armazenamento pela ação de fungos, bactérias, insetos e pelo processo de respiração dos grãos que provoca perda de massa e gera calor. A operação de secagem permite colher os grãos com maior umidade liberando a área colhida para plantio da nova lavoura. Além desta vantagem, através da secagem é possível armazenar os grãos por períodos mais longos desfavorecendo o desenvolvimento de fungos e insetos-praga, pela redução do conteúdo percentual de água dos grãos.
A secagem torna-se uma operação crítica quando a colheita é antecipada ou quando os grãossão colhidos com umidade elevada. A secagem inadequada ou a falta de secagem é uma das principais causas de deterioração dos grãos durante o armazenamento. A secagem envolve a retirada parcial da água do grão por transferência de calor do ar de secagem para o grão e, ao mesmo tempo, através do fluxo de vapor de água do grão para o ar ambiente. 
Na propriedade é utilizado um secador para a secagem artificial dos grãos que consiste em acelerar o processo de perda de água dos grãos. A soja geralmente é colhida de 15 a 18% de umidade e deve ser seca até 13%. Com o auxílio de secagem artificial, desta forma pode-se conservar o produto por até mais de um ano com este conteúdo de água. Este aparelho apresenta, como principal componente estrutural, um sistema de aquecimento de ar, que é composto de uma fornalha a lenha, um ventilador que compõem o sistema de movimentação e insuflação de ar, e apresentam também transportadores de grãos, como elevadores de caçambas, para movimentação de produto.
Logo após o produto ser seco, ou seja, estiver pronto para ser armazenado o mesmo é direcionado para o silo armazenador. Durante o período que o mesmo fica armazenado este precisa ser aerado para que não aja deterioração do produto.
A aeração consiste na movimentação do ar através da massa de grãos, com o objetivo de modificar o microclima intergranular desfavorecendo, o desenvolvimento de fungos e insetos, reduzindo o uso de fosfina na massa de grãos. Atualmente a aeração é o controle ambiental mais utilizado para preservar a massa de grãos, mantendo a qualidade da massa de grãos a granel por longos períodos.
A aeração possui como objetivos criar um ambiente com baixa temperatura na massa de grãos, uniformizar a temperatura no interior da massa de grãos, prevenir o aquecimento da massa de grãos úmidos e promover secagem limitada, este é controlado por um sistema de termometria que fica dentro da massa de grãos.
CALCULO DO DIMENSIONAMENTO DA UNIDADE ARMAZENADORA
Fluxograma da unidade
Onde: 
Moega; 
Máquina de Pré-limpeza;
Silo-pulmão;
Secador; 
Setor de Armazenagem 
Expedição. 
DETALHAMENTO DE CADA SETOR DA UNIDADE: 
RECEPÇÃO: Nesse setor é realizado a pesagem do caminhão e feito as avaliações do produto como: umidade e impurezas. 
MOEGA: A moega é aonde o caminhão despeja a carga de produto. Na moega as principais características são: o ângulo de repouso, tamanho, forma, massa especifica, porosidade e veocidade terminal. 
MÁQUINA DE PRÉ-LIMPEZA: É a máquina que separa os grãos de impurezas e matérias estranhas através de um conjunto de peneiras que se vibrar através de um sistema de biela-manivela. O diâmetro das peneiras está diretamente relacionado ao tamanho e forma do produto. 
SILO-PULMÃO: Serve para conservar os grãos enquanto esperaram a secagem, pois os silos são aerados, funciona como uma moega aerada para o produto sujo. As características são, tamanho, forma, coeficiente de atrito estático, capacidade térmica e massa específica. 
SECADOR: É aonde o grão sofre o processo de perda de água, através de um sistema de fornalha, onde o ar quente passa pelos poros dos grãos e se encontra com o ar da atmosfera, pelo sistema de exaustão. Fazendo o grão perder água até chegar a umidade padrão para armazenagem. As características do grão que se levam em conta em um secador são: tamanho, forma, porosidade, massa especifica, calor latente, calor sensível, capacidade térmica, condutividade térmica, difusidade térmica e calor especifico de cada produto. 
SILO: É onde o produto é armazenado na umidade ideal para não acontecer a fermentação e germinação. A capacidade de armazenamento de cada produto dentro de um silo depende principalmente: tamanho, forma, ângulo de repouso, massa especifica. 
EXPEDIÇÃO: É onde o produto é retirado do silo para comercialização e exportação utilizando caminhões para fazer a logística. 
O tempo de armazenamento de produtos dentro de um silo depende da umidade do produto, e umidade relativa do ar ambiente, como mostra a imagem abaixo: 
DIMENSIONAMENTO DA UNIDADE DE GRÃOS
SILOS
Para nosso dimensionamento iremos calcular em relação ao armazenamento de soja com uma unidade que consiga armazenar 50 mil sacas de produto.
Volume que precisamos: 50 mil sacas = 50.000 x 60 kg = 3000000 kg = 3.000 toneladas, Peso especifico da soja = 810 kg por m³ Fazendo regra de 3, temos: 1 m³ - 810 kg X - 3000000 kg ; X= 3703,70 m³ de volume total para armazenar 3.000 toneladas de soja 
 V = 𝜋 𝑥 𝐷² 4 x Altura 
 V= π x (14,55)² / 4 x 17,70 
 V= 2942,99 m³ x 2 (número de silos para atender 50 mil sacas) 
 V= 5885,9847 m³ 
Sabendo o número total, será realizada a compra de 2 silos de diâmetro de 14,55 metros, altura de 17,70 metros, 12 anéis por silo da empresa de silos Kepler Weber e modelo 48, os silos serão de fundo plano e telhado com inclinação 45
Massa de grãos = Volume do silo x peso especifico 
Massa de grãos = 2942,9923 m³ x 810 kg / m³ 
Massa de grãos = 2383823,763 kg = 2383,82 toneladas = CA 
Fluxo da Unidade 
Como a unidade durante a safra funciona 12 horas por dia, durante 20 dias se colhe em média 240 caminhões durante toda a colheita, se dividirmos este valor de 240 caminhões pelos 20 dias, temos uma média de 12 caminhões por dia, dividindo os 12 caminhões pela quantidade de horas trabalhada no dia que são 12, resulta em um fluxo de 1 caminhão por hora.
12 t/h trabalhando 12 horas por dia
Dimensionamento do silo pulmão
Vamos considerar um silo pulmão com capacidade de armazenamento de 36000 kg, o que possibilita em uma estocagem de 600 sacas de soja, suficiente para dar conta na estocagem do produto da moega.
V = 𝜋 𝑥 𝐷² 4 x Altura
V = (𝜋 𝑥 3.6²) / 4 x 4.6 = 46,82 m³
46,82 m³ x 0,81t/m³ = 37,926 toneladas
37,92 t x 1000 = 37,926. 06 kg.
CÁLCULO DA VAZÃO DE AR: 
Q = CA x Fluxo de ar (m³, olhar na tabela) 
Q = 2383,82x 0,05 
Q = 119,191 m³ ar / min 
CÁLCULO DE FLUXO DE AR: 
F = Q / A 
F= 119,191 / 𝜋 x (7,275) ² 
F= 0,7168 m³ ar / min / m² 
Olhando na tabela de fluxo de ar por pressão estática e olhando na linha da soja encontramos: 
Fluxo de 0,7168 m³ ar / min/ m² encontramos a pressão estática de 2,5 mmCA. 
Pe Tabela = 1,5 mmCA 
Aplicando a formula da pressão estática que é: 
Pe = Pe (tabela) x altura do silo + Pe(tabela) x 20% de perda carga na chapa + altura do silo x 60% de compactação do produto 
Pe= 0,25x17,70 + 0,25 x 0,2 + 17,70 x 0,6 
Pe = 15,095cmCA 
POTÊNCIA NECESSÁRIA: 
P = Q x Pet / 450 x n 
P = 119,191 x15,095 / 450 x 0,6 
Potência = 6,6636 CV 
CÁLCULO SUPERFÍCIE PERFURADAS NOS DUTOS: 
SP = Q / Velocidade do ar 
SP= 119,191 / 10 
SP= 11,9191 m² 
CÁLCULO DA ÁREA DO DUTO PRINCIPAL 
 Área = Q/Velocidade na entrada de ar dos dutos 
 119,191/350 = 0,34 m² 
LARGURA E ALTURA DO DUTO PRINCIPAL 
0,34m² = 0,58m X 0,58m 
Altura = 0,58m 
Largura = 0.58m 
COMPRIMENTO DOS DUTOS PERFURADOS 
C= Sp/L 
C= 11,919/0,58= 20,5 m 
 
TEMPO DE RESFRIAMENTO 
T = 16,6 . mg . Cg / Qt . Da. Ca 
Mg= massa total de grãos 
Cg = calor especifico do grão 
Qt= fluxo de ar total 
Da= densidade do ar 
Ca = Calor especifico 
16,6* 2383,82*1,65 /119,191*1,15*1,0 
476,46/24 h = 20 dias
DIMENSIONAMENTO DA MOEGA 
Para o dimensionamento da moega, lugar onde será a chegada dos grãos, vamos utilizar o ângulo de talude da soja, para evitarmos o acumulo do grão. O seu ângulo de inclinação é de 29º, então o utilizaremos 45º de inclinação. 
Como dimensionamento, teremos a abertura maior com 5 metros, e um ângulo de inclinação de 45º, 2 metros de largura e 2 de profundidade, o que resulta em 15 m³, sendo suficiente para a demanda exigida.
hm = altura total da moega, m; 
Cm = largura moega, m; 
E1 = elevador de caçamba
h2 = altura inferior da moega.
h1= altura superior da moega
DADOS
Jornada de recebimento: JR = 12 h.dia-1 ;
Jornada de pré-processamento: JP = 12 h.dia-1 ;
Folga sobre o recebimento: F = 10 %;
Período de recebimento: PR = 21 dias;
Umidade dosgrãos na recepção: Ui = 18% bu;
Umidade dos grãos após a secagem: Uf = 13 % bu (armazenamento até 12 meses, em silos com sistema de aeração; FLANDERS et al., 1998);
Capacidade da moega (m³)
A moega foi dimensionada para receber no máximo a carga da carreta Truck (23 toneladas), já que a propriedade é de pequeno porte. Considerando-se 3,3 metros como largura mínima e 5 metros como comprimento, obteve-se a profundidade de pouco mais de 4 metros e capacidade total de 30 metros cúbicos.
DIMENSIONAMENTO ROSCA TRANSPORTADORA 
Para a nossa unidade armazenadora utilizaremos todo o transporte de grãos pelo sistema de rosca transportadora ou vulgo caracol devido ao deslocamento do produto entre (moega até a pré limpeza, pré limpeza até o secador, e pôr fim do secador para dentro do silo). 
Para melhor padrão de rosca transportadora vamos utilizar 14 metros de comprimento e com usa capacidade de transporte de 12 toneladas/hora. Sabendo isso, vamos dimensionar o diâmetro do caracol, o passo e a potência que o motor precisa para deslocar o produto. 
Para o dimensionamento da rosca transportadora (caracol): 
CÁLCULO DA CAPACIDADE DE TRANSPORTE: 
Q = 47 x α x µ x P x D² x N 
Onde: 
Q= capacidade de transporte da rosca em tonelada/hora 
α= coeficiente de enchimento variável com peso especifico do grão 
µ= peso especifico do grão em t/m³ 
P= passo do helicoide em metros 
D= diâmetro externo do helicoide em metros 
N= rotação da rosca 
Aplicando na formula temos: 
12 = 47 x 0,25 x 0,81 x D² x 180 
D= 0,289 m ou D=289 milímetros 
CÁLCULO DA POTÊNCIA ABSORVIDA: 
P=0,004 (A x N + B x Q) x L 
Onde: 
P=potência absorvida pela rosca em CV 
A= coeficiente de esforço que depende dos mancais intermediários 
N- Rotação de rosca em RPM 
B- Coeficiente de esforço que depende do tipo do grão 
Q= capacidade da rosca em Toneladas/hora 
L= comprimento da rosca em metros 
Aplicando a formula temos: 
P= 0,004 (0,038 x 180 + 1 x 12) x 14 
P= 1,055 CV com acionamento direto 
CÁLCULO DA POTÊNCIA DO MOTOR ELÉTRICO: 
P = Pabs x G / E 
Onde temos: 
Pabs= potência absorvida pela rosca em CV 
E= rendimento da transmissão, como é com acionamento com moto redutor é igual a 1. 
G= fator que varia com a potência pela rosca 
G= 1,10 quando P varia entre 4 e 5 CV, conforme tabela. 
Aplicando na formula temos: 
P = 1,055 x 1,10 / 1 
P= 1,16 CV, portanto um motor elétrico de 1,5 Cv.
Como nosso dimensionamento achamos diâmetro de D=289 milímetros, e conforme a tabela de nosso fabricante a Metalurgica Cofelma, vamos comprar com o diâmetro de 297 milímetros e passo de 297 milímetros. Além de um motor trifásico com 1,5 CV da empresa WEG.
DIMENSIONAMENTO ELEVADOR CAÇAMBA 
Para o dimensionamento do elevador utilizaremos o modelo de elevador com caçamba pois realizam a descarga das caçambas por ação da força centrifuga. Elas são espaçadas em 20 cm. 
A formula de cálculo da capacidade do elevador: 
Q= 60 x Cc x V x µ / A 
Onde: 
Q= Capacidade em m³/h = 12 t/ h = 9.72 m³/h 
Cc= Capacidade de caçamba em m³ = 0,0016 m³ x 810, massa especifica do produto = 1,29 kg x 4 caçambas em um metro = 5,2 kg
V = Velocidade linear da correia em m / min. 
A= Espaçamento entre caçamba em metros. = 0,2 m 
µ= fator de enchimento das caçambas variável entre 1 e 0,75. 
CÁLCULO DA POTÊNCIA ABSORVIDA PELO ELEVADOR 
P= 1,15 x V x q x (H +C) /4500 
Onde: 
P= potência absorvida elevador em Cv. 
V= velocidade linear da correria em metro/minuto. 
Q= carga por metro kgf/m = (1/A) x µ x Cc 
Cc= capacidade da caçamba em m³. 
H= altura entre eixos do elevador em metros. 
C= D x 12 
D= diâmetro da polia interna do pé em metros. 
 Para dimensionar o elevador de caçamba de descarga centrifuga colocar algumas características: 
- Altura entre eixos = 20 metros 
-Produto a transportar = 810 kgf/ m³. 
- Capacidade do elevador = 12 toneladas / hora = 9.72 m³/h 
- Capacidade da caçamba= 0,0016 m³ = 1,29 kgf 
- Peso da caçamba vazia = 1 kgf 
-Largura da caçamba = 31 cm 
-Projeção da caçamba= 14,2 cm 
-Espaçamento entre caçamba = 20 cm. 
-N° de linhas por caçamba = 1 
- Diâmetro da polia da cabeça= 60 cm. 
- Polia de cabeça sem emborracha mento 
-Esticagem da correria por parafuso 
-Temperatura máxima dos grãos= 20°C. 
CÁLCULO DA ROTAÇÃO MÍNIMA DO EIXO DA POLIA: 
N ≥ 30 / √𝑅 
N≥ 30 / √0,3 = 54,77 RPM 
CÁLCULO DA VELOCIDADE LINEAR DA CORREIA: 
V = 2 x π x R x n = 2 x π x 0,3 x 54,77 = 108,27 m/mim = 1,8 m/s
CAPACIDADE DO ELEVADOR
Q= 60 x Cc x V x µ / A = (60 x 0,0016 x 108,27 / 0,2) x 0,75 = 38,97 m³/ hora.
CÁLCULO DA ROTAÇÃO DO EIXO DA POLIA NA CABEÇA DO ELEVADOR: 
N=V / π x D 
N= 108,27 / π x 0,6 
N= 57,43 RPM 
CÁLCULO DA POTÊNCIA PARA ACIONAMENTO: 
P= 1,15 x V x Q x (H+C) / 4500 
Q= carga por metro kgf/m = (1/A) x µ x Cc 
Q= (1/0,2) x 810 x 0,0016 = 6.48 kgf/m 
C= D x 12 
C= 0,6 x 12 = 7,2 metros 
P= (1,15 x 108,27 x 6,48 x (20+ 7,2)) / 4500 
P= 4.87 CV 
Considerando o acionamento por contramarcha: 
Pmotor = P / 0,85 
Pmotor = 13,89 / 0,86 
Pmotor = 16,15 CV 
Para seleção da correria temos que considerar a largura da correria = largura da caçamba + folga, com isto temos: 
Largura da correria= largura da caçamba + 50,8 mm 
Largura da correria = 310 mm + 50,8 mm = 360 mm 
Não há especificações de dimensionamento no que se refere ao espaçamento, capacidade, resfriamento, base, altura. O processo de secagem da soja será feito em bateladas, necessitando de um silo pulmão para resfriamento. Sendo assim, para não ficarmos sem dados do secador, determinamos os já trabalhados em aula: 
Espaçamento entre cavaletes = 0,24m 
Capacidade de secagem = 12 T/h 
Capacidade resfriamento = 12 T /h 
Base cavalete = 0,18m 
Altura do Cavalete =0,18m 
Massa especifica da soja= 0,81T/m³ 
Altura do secador = 6 metros 
Base quadrada = 2 metros 
Talude do Cavalete = 0,02 m 
Número de cavaletes= 2m / 0,18 = 11 cavaletes 
1) Volume do retângulo Vr = L x E x Espaçamento = 2 x 6 x 0,24 Vr = 2,88 m³ 
2) Volume do cavalete (BCxHC/2) * C (0,18*0,18/2) * 2 = 0,031m³ 
3) Área aberta do cavalete Aac= (B*H/2) * N³ (0,18*0,18/2) * (2/0,18) = 0,18 m² 
4) Volume do talude (abaixo dos cavaletes) VTc= (b*x/2) * L VTc = (0,18 *0,02/2) * 2 = 0,0036 m³ 
5) Volume de um Cereal em nódulo Vc= Vr–[( N cavaletes * (vc + vtc)] 2,88 – [ (11 * (0,031+ 0,0036)] Vc= 2,5 m³ 
 6) O Número de módulos necessários para câmara de secagem Nºm = Capacidade/ massa esp * Vc 12t /0,81t/m³ * 2,527 = 6 Módulos 
 7) Número de módulos para a câmara de resfriamento Nºr = capacidade/ massa esp * Vc = 12t /0,81*2,5= 6 módulos 
 8) Volume total do descarregador 2 de largura por 0,8 m de altura V= (3,14 * 2²/ 4) * 0,8. V= 15 m³ 
9) Volume total de descarregamento = V = (𝜋 𝑥 𝐷²)/ 4 x Altura = 𝜋 𝑥 2²/ 4 x 0,8= 2,51m³
10) volume no topo do secador - considerar o mesmo volume de descarga
11) Volume total = 15 m³ + 15 m³ + 2,5 m³ + 2,5 m³. Volume total = 35m³ 
12) Capacidade = 35 m³ x 0,81 Toneladas/ m³ = 28.35 toneladas / hora. 
DIMENSIONAMENTO DA CORREIA TRANSPORTADORA HORIZONTAL
Soja peso especifico= 810 kgf/m³
Capacidade da correia de 12t / h
Comprimento da correia de 30m (tamanho dos dois silos 14+14+2 de espaçamento entre os silos)
Velocidade para grãos= 1,5 m/s
Q= 400x(0,9xB-0,05)²xVxV
12= 400x(0,9x0,35-0,05)²xVx0,81
V= 12/400x{(0,9x0,35)-0,05}²x0,81 =0,53 m/s
Como a velocidade 0,53 m/s < 1,5 m/s a correia verificou. Será utilizado uma correia de 14 in = 350mm com velocidade de 1,5 m/s apoiada sobre cavaletes de roletes duplo, pois a largura da correia é menor que 400 mm.
As polias (tambor de cabeça de mando e esticagem, forem de 300mm de diâmetro a rotação do eixo será:
n= v/piX D = 1,5X60/piX0,3 = 95,49 rpm
POTENCIA ABSORVIDA PELA CORREIA
P= VxLx1,292x{(0,015+(0,000328xC)} /100 + Qx{0,48+(0,0099xC)} /100
P= (1,5m/s x 60) x 35 x 1,292 x{(0,015+(0,000328x30)} /100 + 12x{0,48+(0,0099x30)} /100 = 1,1039 Cv. Ou seja, usaremos um acionamento com moto redutor com rendimento= 1 portanto a potência do motor de acionamento será a mesma. Usaremos um motor elétrico de 2,5 Cv.
SELEÇÃO DA CORREIA
C1= tensão efetiva. Te= 4564x P/A = 4564x(1,1039) / (1,5x60) = 55,979 Kgf
Especificamos que o arco de contato será de 210°, tambores sem revestimento e esticagem por parafuso.
C2: T2 = Te x Cm = 55,979 x 0,81 = 45,343 Kgf
C3: Tm = tensão máxima = Tm = Te + T2 = 55,979 + 45,343 = 101.3227 Kgf
C4: Tensão unitária = Tm = Tm/L= 101.3227/ 35 = 2.89 Kgf / cm .
DIMENSIONAMENTO DA FORNALHA 
Quantidade de calor a ser produzido pela fornalha: 
Q= r q c t 
R= massa especifica do ar = 0,1 kg/m³ 
Q = vazão de ar total do ventilador = 300 m³m²/min 
C = calor especifico do ar = 0,47 kcal/kg°C 
T = acréscimo Max. de temperatura do ar = 80ºc 
Q = 0,1 * 181* 300 * 0,47 * 80 
Q= 682546,8 kcal/hora 
 
QUANTIDADE MÁXIMO DO PRODUTO A SER SECADO, POR HORAS: 
M = (100-UF) /L (UI- UF) *Q*N 
Uf = umidade final do produto. 
UI = Umidade inicial do produto. 
N = rendimento da fornalha = 0,8 
L = Calor latente de vaporização da água 
Umidade de entrada = 18 
M= (100 – 13)/ (18-13) * 682546,8 *0,8 
M= 16,72 T/hora 
QUANTIDADE DE LENHA: TAXA DE COMBUSTÃO E DO PODER CALORÍFICO INFERIOR DA LENHA 
Ml =q/ pcI 
PCI =poder calorífico inferior (lenha eucalipto = 3000 kCal/Kg 
682546,8 / 3000 = 227,5 k5 Kg /h 
Superfície total da grelha = 2 m². 
 
DIMENSIONAMENTO DA PENEIRA, NA PRÉ-LIMPEZA 
Por ter características que se diferem: 
V = Vb *a * b * c * d 
V= volume real que é produzido por m² de tela em m³/h (vazão) 
Vb= Volume base que será produzido por m² de Tela em m³/h, levando em conta a largura do furo da tela superior (Tabelado) 
Fatores de correção 
A= leva em conta o percentual de produto que passa pela tela superior (tabelado) 
B= leva em conta o percentual de produto que passa pela tela total 
C= leva em conta o que passa pela 2 peneira 
D= leva em conta a umidade do produto 
Peso especifico da soja = 0,8 t/m³
12t/ h: 0,8t/m³ = 15 m³/h
Volume básico tabelado para uma peneira de 9mm utilizando para soja = 47, 50 m³/h / m²
Considerando que a peneira superior retenha 10% de produto, e a tela inferior retém 85%.
Fatores de correção a= 0.6, b=2.0, c= 0.5, d= 0.25,
Volume real v= vb x a x b x c x d
V= 47,50 x 0,6 x 2,0 x 0,5 x 0,25 = 7,125 m³/h m² de tela
Área da tela = 15 m³/h / 7,125 m³/h/m² de tela = 2,10 m² de tela
Como os furos são redondos adicionar 65%. Área= 2,10 x 1,65= 3,46 m²
Pré limpeza: comprimento da tela = 1,5 largura da tela.
3,46 = comprimento x largura
3,46 = 1,5 x 1
L²= 3,46 /1,5
L = 1,51m
Comprimento= 1,5 x 1,51 = 2,26m
Largura da tela = 1,51 m
Com base nas considerações assim, utilizaremos o sistema de peneiras da empresa Kepler Weber.
PLANTA BAIXA DAS INSTALAÇÕES DA PROPRIEDADE
Planta baixa do galpão de maquinas e insumos da propriedade
Dimensões: 12 X 36, com pé-direito de 5,2 metros
Planta baixa da unidade armazenadora de grãos
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente relatório possibilitou engrandecer meu conhecimento na área de pré-processamento e armazenagem de grãos, o qual precisei dimensionar os equipamentos necessário para uma unidade armazenadora de soja para o município de Júlio de Castilhos - RS, com uma capacidade de 50 mil sacas de soja. Com tudo nos deixa claro o papel do engenheiro agrícola no mercado de trabalho.