Avaliação técnica do sistema operacional de uma unidade armazenadora composta por silos-secadores e a qualidade de grãos de arroz

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Agrícola, RS, 2020.

Rice is a crop of prominence for cultivation worldwide, in addition to being essential in the basic diet of human beings. The guarantee of standardization and quality of grains is due to good cultivation and post-harvest practices, especially drying and storage of grains. Therefore, the general objective of this work was to evaluate the technical operational performance and the quality of dry rice grains stored in silos-dryers, with complementary heating of the gas drying air. The work was carried out in a rice drying and storage unit, composed of five metallic perforated silos, used as natural aeration silos-dryers and with complementary heating of gas air. In this first stage, rice paddy grains were stored in five dryers, for different masses and column height. Thus, the movement of air in the silos was analyzed using a paddle thermometer, as well as the temperature of the mass of grains stored from thermocouple temperature sensors. In the second stage, the movement of the air inside the grain mass in the silos-dryers was evaluated for the following grain processes: without process, re-sieved, in a sieving process, not sieved, and partially re-sieved. In this stage, air velocities, flow rates and flows, drying air temperature and relative humidity were evaluated. Then, samples were collected, using thermometry cables, in upper and lower points of the silos, to evaluate water content, apparent specific mass, yield of whole and broken grains. From the simulations and experiments, it can be concluded that the variations in the heights and the quality of the grain mass processing form influenced the static pressure and the performance of the silos-dryers and exhaust fans, reducing the work capacity, and consequently interfering with the quality of the stored grains over time. The technical operational performances of the silos-dryers set were not satisfactory, with low drying efficiency and maintaining the quality of the stored grains. The drying efficiency of rice grains was inversely proportional to the increase in static pressure, with an increase in the height of the mass of rice grains, with incomplete drying levels in the upper layers. The sieving operations of the rice grain mass contributed to the reduction of impurities and a better distribution of the static pressure of the grain layers, favoring a more homogeneous movement of the intergranular drying air and the quality of the grains. The batches of rice grains not re-sieved and stored in the silos-dryers had the formation of air passage corridors at specific points of the grain mass, impairing the drying and the quality of the grains. It was concluded that the complete sieving of the grain mass and the homogenization of the grain lots is essential to perform an adequate drying and storage of paddy rice in silos-dryers.

O arroz é uma cultura de destaque pelo cultivo a nível mundial, além de ser fundamental na alimentação básica dos seres humanos. A garantia da padronização e qualidade dos grãos se deve às boas práticas de cultivo e de pós-colheita, especialmente a secagem e a armazenagem de grãos. Portanto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar o desempenho técnico operacional e a qualidade de grãos de arroz secos e armazenados em silos-secadores, com aquecimento complementar do ar de secagem a gás. O trabalho foi realizado em uma unidade de secagem e armazenagem de arroz, composta por cinco silos metálicos de fundos perfurados, utilizados como silos-secadores de aeração natural e com aquecimento complementar do ar a gás. Nesta primeira etapa, foram armazenados grãos de arroz em casca em cinco silos-secadores, para diferentes massas e alturas de coluna de grãos. Com isso, foi analisada a movimentação de ar nos silos, através de um termoanemômetro de pás, e também a temperatura da massa de grãos armazenados a partir de sensores termopares de temperatura. Na segunda etapa, avaliou-se a movimentação do ar no interior da massa de grãos nos silos-secadores, para os seguintes processos dos grãos: sem processo, repeneirado, em processo de repeneiramento, não peneirado, e, parcialmente, repeneirado. Nessa etapa foram avaliadas as velocidades, as vazões e os fluxos de ar, temperatura do ar de secagem e umidade relativa do ar. Em seguida, foram coletadas amostras, através de cabos de termometria, em pontos superiores e inferiores dos silos, para avaliar teores de água, massa específica aparente, rendimento dos grãos inteiros e quebrados. A partir das simulações e experimentações, pode-se concluir que as variações das alturas e da qualidade da forma de processamento da massa de grãos influenciaram na pressão estática e nos desempenhos do conjunto silos-secadores e exaustores reduzindo a capacidade de trabalho e consequentemente interferindo na qualidade dos grãos armazenados ao longo do tempo. Os desempenhos técnicos operacionais do conjunto silos-secadores não foram satisfatórios, com baixa eficiência de secagem e manutenção da qualidade dos grãos armazenados. A eficiência da secagem dos grãos de arroz foi inversamente proporcional ao aumento da pressão estática, com aumento da altura da massa de grãos de arroz, com níveis de secagem incompleta nas camadas superiores. As operações de peneiramento da massa de grãos de arroz contribuíram na redução de impurezas e uma melhor distribuição da pressão estática das camadas de grãos favorecendo uma movimentação mais homogênea do ar de secagem intergranular e a qualidade dos grãos. Os lotes de grãos de arroz não repeneirados e armazenados nos silos-secadores tiveram a formação de corredores de passagem de ar em postos específicos da massa de grãos, prejudicando a secagem e a qualidade dos grãos. Concluiu-se que o peneiramento completo da massa de grãos e a homogeneização dos lotes de grãos é fundamental para realizar uma secagem e armazenamento adequado do arroz em casca em silos-secadores.