5_Operação Unitária Secagem

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Operações Unitárias 
em Unidades 
Armazenadoras
SECAGEM
Eng. Agrícola Adriano Divino Lima Afonso
Prof. Associado da UNIOESTE / Cascavel
Para efeito de armazenamento e processamento de produtos agrícolas os grãos são 
constituídos de duas partes: matéria seca e água.
Matéria seca
Água
+
Constante
Variável
Teor de Umidade dos Grãos
Água: para efeito de armazenamento e processamento de grãos existem dois tipos de água: 
livre e presa quimicamente.
 Água livre: é a água que é retirada facilmente pela ação do calor durante a secagem.
 Água presa quimicamente: é a água que não é retirada pela ação do calor, a menos 
que o produto seja oxidado completamente.
Matéria seca: constituída de carboidratos, proteínas e enzimas, gorduras, fibras, 
vitaminas e minerais.
O teor de umidade pode ser expresso em base úmida ou base seca. Comercialmente é 
utilizado base úmida para expressar do teor de umidade do produto, sendo o teor de 
umidade em base seca utilizado cientificamente em equações.
Base úmida (bu): é a relação entre a massa de água e a massa total do grão.
Teor de Umidade
U (%) = x 100
Massa de água
Massa total
Mt
Ma
Ms
U (%) = x 100
Ma
Mt
Mt = Ma + Ms
Exemplo: Calcular a massa de água e a massa de matéria seca de 30 t de soja com 20% de 
teor de umidade. 
M
t 
=
 3
0
 t Ma = ?
Ms = ?
20% U (%) = x 100
Ma
Mt
20 (%) = x 100
Ma
30 t
Ma = 6 t de água
Ms = 24 t de matéria seca
30 = 6 + Ms
Mt = Ma + Ms
Exemplo: Submetendo 30 t de milho com teor de umidade inicial de 20% a um processo de 
secagem até 13%, qual a massa total final ? 
M
ti
=
 3
0
 t
o
n U (%) = x 100
Maf
Mtf
Maf = 3,59 t
20%
13 (%) = x 100
Maf
Maf + Msf
Mtf = 3,59 t + 24 t
Mtf = 27,59 t de milho
13 (%) = x 100
Maf
Maf + 24 t
13%
M
tf
 =
 ?
Condição Inicial
Mti= 30 t
Mai= 6 t
Msi= 24 t
Condição Final
Mtf= ?
Maf= ?
Msf= 24 t
Secagem
Cálculo ERRADO: Submetendo 30 t de milho com teor de umidade inicial de 20% a um processo 
de secagem até 13%, qual a massa total final ? 
M
ti
=
 3
0
 t
o
n
20% 13%
M
tf
 =
 ?
Condição Inicial
Mti= 30 t
Mai= 6 t
Msi= 24 t
Condição Final
Mtf= ?
Maf= ?
Msf= 24 t
Secagem
É incorreto fazer o seguinte 
calculo
H2O (%) = 20 % - 13 %
Mtf = 27,9 t de milho
H2O (%) = 7 %
Maf = 0,07 x 30 t
Maf = 2,1 t
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3 4
5 6
Exemplo: Submetendo 30 t de milho com teor de umidade inicial de 20% a um processo 
de secagem até 12%, qual a perda de massa em relação a 13%? 
M
ti
=
 3
0
 t
o
n
Uu (%) = x 100
Maf
Mtf
Maf = 3,27 t
20%
12 (%) = x 100
Maf
Maf + Msf
Mtf = 3,27 t + 24 t
Mtf = 27,27 t de milho
12 (%) = x 100
Maf
Maf + 24 t
12%
M
tf
 =
 ?
Condição Inicial
Mti= 30 t
Mai= 6 t
Msi= 24 t
Condição Final
Mtf= ?
Maf= ?
Msf= 24 t
Secagem
 Massa = 27,59 t – 27,27 t = 0,32 t = 320 kg
Percentual de quebra de umidade devido a secagem 
do produto
QU (%) = x 100
U (inicial) - U (final)
100 - U (final)
Condição Inicial
Condição Final
Teor de umidade 
inicial
Teor de umidade 
final
Exemplo: Qual a percentagem de quebra de 
umidade de um lote de milho com teor de 
umidade inicial de 20% submetido a um 
processo de secagem até 13%? 
20% 13%
Condição Inicial Condição Final
Secagem
QU (%) = x 100
Ui - Uf
100 - Uf
QU (%) = 8,05 %
QU (%) = x 100
20 - 13
100 - 13
Quantidade de água retirada no processo de 
secagem em função do teor de umidade:
Condição Inicial
Condição Final
Teor de umidade 
inicial
Massa inicial
Teor de umidade 
final
QU = Mti x 
Ui - Uf
100 - Uf
Exemplo: Um lote de 30 t de soja com teor 
de água de 20% é submetido ao processo de 
secagem até teor de água final de 13% . 
Qual a massa final do lote após a secagem? 
20% 13%
Condição Inicial Condição Final
Secagem
MH2O = Mti x
Ui - Uf
100 - Uf
MH2O = 30 t x
20 - 13
100 - 13
Mtf = 2,41 t
Quebra de massa em função do teor de umidade
Condição Inicial
Condição Final
Teor de umidade 
inicial
Massa inicial
Massa final
Teor de umidade 
final
Mtf = Mti x 
100 - Ui
100 - Uf
Exemplo: Um lote de 30 t de soja com teor 
de água de 20% é submetido ao processo de 
secagem até teor de água final de 13% . 
Qual a massa final do lote após a secagem? 
20% 13%
Condição Inicial Condição Final
Secagem
Mtf = Mti x
100 - Ui
100 - Uf
Mtf = 30 t x
100 - 20
100 - 13
Mtf = 27,59 t
Base seca (bs): é a relação entre a massa de água e a massa de matéria seca do grão.
Teor de Umidade
Us (%) = x 100
Massa de água
Massa matéria secaMt
Ma
Ms
Us (%) = x 100
Ma
Ms
Mt = Ma + Ms
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Condição Inicial
Condição Final
Teor de umidade 
na colheita
Teor de umidade 
recomendado para o 
armazenamento
Presença 
de fungos
Secagem de grãos é a etapa do processamento de produtos agrícolas que tem por finalidade 
retirar parte da água contida no produto até o teor de umidade recomendado para o 
armazenamento em condições seguras, evitando principalmente a degradação do produto 
devido a ação de microrganismos, principalmente de fungos.
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9 10
11 12
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Tempo
Teor de umidade
(%)
Secagem natural
Secagem 
artificial
Aeração
∆t
45
20
14
∆H2O
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O processo de secagem pode ser realizado em:
Baixa temperatura, normalmente realizado em 
secagem de sementes utilizando o ar ambiente ou 
levemente aquecido até 50ºC. Esse processo 
utiliza silos secadores ou secadores de grãos 
desenvolvidos para secagem de sementes.
Alta temperatura, sistema de secagem realizado 
em grãos comerciais, ou seja, produtos destinados 
as agroindústrias. Esse processo utiliza 
temperaturas de secagem superiores a 50ºC em 
equipamentos de alta capacidade de secagem. 
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Para a operação de secagem de grãos comerciais são utilizados equipamentos de secagem 
denominados secadores de grãos.
SECADOR
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O sistema de secagem é normalmente constituído pelo conjunto secador e silo pulmão:
Secador: responsável pelo processo de retirada de água do interior do grão
Silo Pulmão: responsável pela manutenção da qualidade do produto antes do processo de secagem 
Secador
Silo Pulmão
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A necessidade do sistema secador e silo pulmão deve-se principalmente as diferentes jornadas de 
trabalho, capacidades de processamento e as condições de teor de umidade na colheita do produto 
Jornada de +/- 8 horas/dia
Jornada de 24 horas/dia
Exemplo:
Secador 20 t/h com jornada de processamento de 12 horas
Recebimento 30 t/h com jornada de recebimento de 8 horas 
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Silo Pulmão: mantem a qualidade do produto úmido proveniente do campo sob aeração 
intensificada utilizando o ar ambiente, retirando o calor produzido pelo processo respiratório, 
evitando a rápida degradação do produto devido a ação dos microrganismos.
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 2.900 kJ de energia / mol
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Secador de grãos: composição básica do secador de grãos
Ventilador ou 
Exaustor
Fornalha
Câmara de 
resfriamento
Câmara de 
secagem
Misturador 
ou Ciclone
Fornalha: é o equipamento responsável pela queima ou combustão de um 
combustível, fornecendo energia na forma de calor sensível, responsável pelo 
aquecimento do ar para secagem do produto 
Fornalha: partes constituintes da fornalha
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Fornalha Fornalha: a alimentação do combustível na fornalha poderá ser realizada manualmente 
ou mecanicamente.
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Ventilador: é o dispositivo responsável pela movimentação dos fluxos de ar no 
interior do secador, sendo o ar responsável pela transferência de calor ao produto, 
pela retirada de água evaporada e pelo do resfriamento ao sair do secador.
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Fluxos de ar no interior do secador
Com reaproveitamentoSem reaproveitamento
Sistema de abertura 
por venezianas
Sistema de controle de entradas de ar ambiente no interior do secadorCaptadores de poeira: finalidade de evitar a emissão de partículas no ambiente.
Câmara ou torre de secagem: é a coluna interna do secador onde são realizados 
os procedimentos de secagem e resfriamento do produto.
Secador de calha ou cavalete: é o secador mais utilizado no processo de secagem, 
apresentando internamento uma série de módulos horizontais (calhas invertidas) por entre os 
quais o produto flui.
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Secador de coluna: é o secador mais recente a ser introduzido no processo de secagem, 
apresentando internamento uma série de módulos verticais (colunas) por entre os quais o 
produto flui.
Secador: sistema de descarga do secador de grãos
Sistema de bandejas
Oscilação das bandejas
Secador: sistema de descarga do secador de grãos
Sistema de eclusas
Rotação das eclusas
Sistema de acionamento 
pneumático das bandejas
Sistema de acionamento por 
motor e redutor das eclusas
Sistema de descarga do secador de grãos: movimentação por ar comprimido ou 
motor elétrico
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