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Aspectos energéticos de um sistema combinando altas e baixas temperaturas para secagem de café despolpado
(2000) Melo, Evandro de Castro; Berbert, Pedro Amorim; Freire, Andre Tessari; Machado, Marise Cotta; Silva, Juarez de Sousa e; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Este trabalho teve por objetivo avaliar um sistema de secagem combinada de café despolpado em que o produto, pré-secado em terreiro, passava por uma secagem intermediária em um secador de fluxos contracorrentes/concorrentes e, em seguida, transportado para um silo-secador. Foram realizados três testes, sendo dois com a utilização do sistema combinado (testes 1 e 2) e um com o sistema a altas temperaturas (teste 3). Para avaliação da eficiência energética determinou-se, no secador a altas temperaturas, o consumo de combustível na fornalha e o consumo de energia dos equipamentos acionados por motores elétricos e, no sistema em baixas temperaturas, o consumo de energia pelo motor do ventilador. Os resultados obtidos permitem concluir que o sistema de secagem combinado é mais eficiente, em termos energéticos, que a secagem a altas temperaturas: o consumo específico nos testes 1 e 2 foi de 5,0 e 3,3 MJ.kg -1, respectivamente, ao passo que o valor correspondente para o teste 3 foi de 11,2 MJ.kg -1.
Avaliação da eficiência de secagem de café (Coffea arabica L.), em secador de camada fixa vertical com revolvimento mecânico
(Universidade Federal de Viçosa, 1999) Grandi, Adriana Maria De; Melo, Evandro de Castro; Universidade Federal de Viçosa
Com o objetivo de avaliar a eficiência de secagem e a redução das diferenças de teor de umidade e temperatura entre os pontos de entrada e saída do ar na câmara de secagem, em um secador de camada fixa com sistema de revolvimento mecânico, foram conduzidos cinco testes de secagem, utilizando cinco diferentes intervalos de revolvimento do produto (2, 3, 4, 5 e 6 h). A temperatura do ar de secagem na massa de café foi controlada de forma a não ultrapassar 40 o C, com fluxo de ar de 11,7 m 3 .min -1 .m -2 . Os teores de umidade iniciais do produto foram diferentes em cada teste realizado. Com o intuito de avaliar a uniformidade da massa de grãos quanto ao teor de umidade, foram realizadas amostragens do produto em dois pontos de cada câmara de secagem, antes e depois de cada revolvimento realizado. Para avaliar a uniformidade de temperatura do ar de secagem na massa de grãos e no plenum foram instalados termopares ligados a um sistema de aquisição de dados, os quais registravam as temperaturas em intervalos de 10 min. Com os resultados obtidos verificou-se que as câmaras de secagem 1 e 4 apresentam maior temperatura do ar de secagem na massa de grãos, evidenciando uma possível má distribuição do fluxo de ar no plenum do secador. A maior diferença de teor de umidade no sentido horizontal da câmara de secagem observada antes do revolvimento, foi para o teste com intervalo de revolvimento de 5 h. A maior diferença de temperatura no sentido horizontal da câmara de secagem observada antes do revolvimento foi no teste com intervalo de revolvimento de 4 h. As menores diferenças tanto de teor de umidade quanto de temperatura no sentido horizontal da câmara de secagem, antes do revolvimento foram observadas no teste com intervalo de revolvimento de 2 h. A operação de revolvimento mostrou-se eficaz na diminuição das diferenças tanto de teor de umidade quanto de temperatura. O secador apresentou alto consumo específico de energia e baixa eficiência de secagem, devido, possivelmente, aos fatos de que a fornalha de aquecimento direto a carvão vegetal não estava adequadamente dimensionada para o secador utilizado, e que o fluxo de ar de secagem estava muito alto para a espessura de camada utilizada. O combustível utilizado para aquecimento do ar de secagem e demais procedimentos utilizados nos testes não influenciaram a qualidade do produto no que diz respeito ao "tipo" e "bebida".
Avaliação de duas centrífugas para remoção da água superficial do café
(Universidade Federal de Viçosa, 2003) Grandi, Adriana Maria De; Melo, Evandro de Castro; Universidade Federal de Viçosa
Com o objetivo de avaliar o processo de centrifugação na retirada da água superficial do café e estabelecer as melhores rotações para centrifugação foram testadas duas diferentes centrífugas, desenvolvidas no Departamento de Engenharia Agrícola da UFV. Para a avaliação conduziram-se testes de centrifugação com a centrífuga I, utilizando café cereja desmucilado e seis diferentes rotações (300, 400, 500, 600, 700 e 800 rpm). Os parâmetros observados foram teor de umidade, massa específica, porcentagem de grãos danificados (PGD) e capacidade da centrífuga. Para os testes com a centrífuga II, utilizou-se café cereja desmucilado, café bóia e café seco posteriormente molhado durante 1, 2 e 3 horas com rotações de 300, 400 e 500 rpm e tempos de centrifugação de 30, 45 e 60 segundos. Com base nos resultados obtidos nos testes, pode-se concluir que: o processo de centrifugação contribui para a remoção da água superficial do café; as melhores rotações considerando a maior perda de água do produto, a menor PGD e a maior capacidade da centrífuga foram as de 500 e 600 rpm (centrífuga I) e; para a centrífuga II a melhor rotação para remoção da água superficial do café foi a de 500 rpm.
Avaliação de uma centrífuga para remoção da água superficial do café
(2003) Grandi, Adriana Maria De; Silva, Juarez de Sousa e; Melo, Evandro de Castro; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Com o objetivo de reduzir o teor de umidade inicial do café depois de sair do lavador, reduzindo desta forma a possibilidade de deterioração do produto por fermentação e desenvolvimento de fungos, foi construída, no setor de Pré-Processamento de Produtos Vegetais do DEA/UFV, uma centrífuga que opera no sentido horizontal e em batelada. A máquina em questão possui uma moega de alimentação em uma das extremidades, onde o produto é colocado e conduzido até um tronco de cone confeccionado em chapa perfurada com 300 e 600 mm de diâmetros, menor e maior, respectivamente. O comprimento deste tronco de cone é de 1400 mm e o mesmo está acoplado a um eixo movimentado por um motor. Nesta parte da máquina ocorre a centrifugação do produto. Para efeito de teste, foi utilizado um motor, que possui acoplado a ele um variador de velocidade, que permite controlar a rotação do eixo do motor e conseqüentemente do tronco de cone. Depois da centrifugação, considerando o tempo desejado para o processo, a máquina é desligada e o produto é descarregado pela extremidade oposta à de alimentação. Os testes foram realizados com café cereja demucilado e café bóia. Para tanto, foram utilizadas três diferentes rotações (300, 400 e 500 rpm) e três diferentes tempos de centrifugação (30, 45 e 60s). Para cada teste realizado foram retiradas amostras do produto antes e depois do processo, para determinação do teor de umidade. Nos resultados obtidos a perda de água do produto pela centrifugação foi da ordem de 5%, alcançando em alguns casos valores superiores a 8%. As rotações testadas não apresentaram resultados significativamente diferentes entre si ao nível de 5% pelo teste de Duncan. Dos tempos de centrifugação testados pode-se concluir que quanto maior o tempo, maior é também a perda de água pelo produto.
Boas práticas para produzir café com qualidade
(2005) Palacin, Juan Jose Fonseca; Lacerda, Adílio Flauzino de; Melo, Evandro de Castro; Silva, Juarez de Sousa e; Donzeles, Sérgio Maurício Lopes; Embrapa - Café
Para garantir altos níveis de qualidade no café é necessário usar uma série de procedimentos, como, Boas Práticas Agrícolas (BPA), Boas Práticas de Pré-processamento e Boas Práticas de Processamento (GPP). As definições e aplicações dessas práticas devem ser adotadas em toda a cadeia de produção de café, para transformar o agronegócio em uma atividade eficiente e lucrativa. Além de um estudo de viabilidade técnico, operacional e econômico, para a implementação das BPA e BPP, produtores e industriais devem estar atentos e organizados sobre a idéia e vantagens da adoção de tal pratica. Objetivou-se com este trabalho, aplicar em uma fazenda de café comercial, as boas práticas em toda a cadeia de produção de café. A avaliação da qualidade final do café foi baseada na secagem do café (previamente descascado e despolpado) num terreiro convencional de cimento, em comparação com a secagem combinada em terreiro "híbrido" até meia-seca e secagem final em silo secador com ar natural. O experimento foi levado a cabo em uma fazenda de café a 705m de altitude, localizada no município de São Miguel de Anta MG - Brasil. A variedade utilizada foi "Catuaí" linhagem vermelha com 4,5 anos de idade. Os frutos de café foram colhidos pelo método de "derriça sobre o pano" em forma semi-seletiva. Posteriormente os frutos foram lavados, despolpados e desmucilados mecanicamente. A análise dos dados e interpretação dos resultados permitem concluir que, adotando procedimentos que proporcionem a aplicação de boas práticas agrícolas, de pré-processamento e de processamento, é possível obter café com qualidade e que a técnica de secagem em combinação, com meia-seca em terreiro "híbrido" e complementação da secagem em silos, utilizando ar na temperatura ambiente, obteve melhor qualidade do café secado e pode ser incluída dentro das técnicas adotadas para as boas práticas nas operações de processamento de café garantindo altos padrões de qualidade.
Eficiência da secagem de café (Coffea arabica L.), em secador de camada fixa vertical com revolvimento mecânico
(2000) Grandi, Adriana Maria De; Melo, Evandro de Castro; Berbert, Pedro Amorim; Machado, Marise Cotta; Silva, Juarez de Sousa e; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Com o objetivo de avaliar a eficiência de secagem e a redução das diferenças de teor de umidade entre os pontos de entrada e saída do ar na câmara de secagem em um secador de camada fixa com sistema de revolvimento mecânico, foram conduzidos cinco testes de secagem, utilizando cinco diferentes intervalos de revolvimento do produto (2, 3, 4, 5 e 6 h). A temperatura do ar de secagem na massa de café foi de 40o C, com o fluxo de ar estabelecido em 11,7m3.min-1.m-2. O teor de umidade inicial do produto foi diferente em cada teste realizado. Com o intuito de avaliar a uniformidade da massa de grãos quanto ao teor de umidadeforam realizadas amostragens do produto em dois pontos de cada câmara de secagem, antes e depois de cada revolvimento realizado. Com base nos resultados obtidos verificou-se que a operação de revolvimento, realizada por meio de um sistema de roldanas, mostrou-se eficaz na diminuição das diferenças tanto de teor de umidade quanto de temperatura. Os procedimentos utilizados nos testes não influenciaram a qualidade do produto no que diz respeito ao "tipo" e "bebida".
Produção de café (Coffea arabica L.) em pergaminho oriundo de frutos verdes após armazenamento em água
(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-18) Coelho, Ana Paula de Freitas; Melo, Evandro de Castro
O Coffea arabica L. é um importante produto agrícola para a economia brasileira. Para assegurar a liderança no mercado mundial, é preciso adequar a produção aos critérios de sustentabilidade e de qualidade exigidos pelos consumidores. Os critérios de qualidade abrangem os aspectos físicos do grão e da bebida que originam. A máxima qualidade é esperada no fruto maduro, quando o endosperma está completamente formado. O grão oriundo de frutos verdes é um dos principais entraves para a oferta de café com qualidade, pois são considerados defeitos durante a classificação e prejudicam a qualidade da bebida. O cafeeiro possui frutos em diversos estádios de desenvolvimento no momento da colheita, devido a desuniformidade natural da floração. Quando a colheita é antecipada, seja por fatores ambientais ou escassez de mão de obra, há um aumento da quantidade de frutos verdes colhidos. O processamento por via úmida permite a separação dos frutos verdes e maduros, mas como os frutos verdes não são prioridade dos produtores na época da safra, sua qualidade tende a diminuir, bem como o seu valor de mercado. Tradicionalmente, eles são secos em sua forma integral e vendidos como café coco, por preços inferiores ao do cereja descascado. No entanto, são escassas as informações sobre o manejo adequando dos frutos verdes após o processamento. O descascamento dos frutos verdes de café pode influenciar na qualidade final, agregando valor ao produto, além de otimizar a utilização da mão de obra e da infraestrutura. O objetivo desse trabalho foi avaliar a produção de café em pergaminho, oriundo de frutos verdes, após armazenamento em água. O experimento foi conduzido em blocos inteiramente casualisados, com seis tratamentos (café cereja descascado; café verde manejado de forma tradicional; café verde armazenado descascado, seco em terreiro suspenso e de concreto; café verde armazenado não descascado, seco em terreiro suspenso e de concreto) e quatro repetições. Os frutos verdes armazenados permaneceram em reservatórios com água durante sete dias, e depois submetidos ao descascamento. Dois tipos de terreiro, suspenso e de concreto, foram utilizados para a secagem dos grãos e dos frutos após a etapa de descascamento. Os tratamentos foram comparados por características físicas (porcentagem de grãos retidos na peneira 16, peso hectolitro, índice de qualidade física e número de defeitos) e pela análise sensorial da bebida. Ao longo do experimento também foram feitos levantamentos sobre a porcentagem de frutos verdes colhidos, da uniformidade das amostras e do rendimento do descascamento após o armazenamento. O rendimento médio do descascamento dos frutos verdes armazenados foi de 62%. O café verde armazenado descascado apresentou peso hectolitro, número de defeitos e notas da análise sensorial, estatisticamente, iguais ao café cereja descascado. Os cafés armazenados não descascados e os cafés que receberam o manejo tradicional, foram classificados como “fora de tipo”, devido ao elevado número de defeitos. O café manejado de forma tradicional foi o único que apresentou bebida dura, enquanto os demais apresentaram bebida apenas mole. Não foram constatadas diferenças entre a secagem de frutos verdes em terreiro suspenso e de concreto. O descascamento, após o armazenando em água, promove a separação dos defeitos e influencia positivamente na qualidade sensorial da bebida, o que justifica a utilização dessa técnica para gerar maiores retornos econômicos aos cafeicultores.
Projeto e avaliação de um sistema para secagem combinada de café (Coffea arabica L.) despolpado
(Universidade Federal de Viçosa, 1998) Freire, Andre Tessari; Melo, Evandro de Castro; Universidade Federal de Viçosa
Com a finalidade de adaptar a tecnologia de secagem com sistemas combinados para o café, foi projetado, construído e avaliado um sistema em que ocafé despolpado, pré-secado em terreiro, passava por uma secagem intermediária em um secador experimental de altas temperaturas e fluxos contracorrentes/concorrentes e, em seguida, era transportado para um sistema em baixas temperaturas, composto por um silo-secador, no qual era seco até atingir o teor de umidade seguro para armazenamento. Foram realizados três testes de secagem, sendo dois com a utilização dos sistemas combinados e um testemunha, com o sistema a altas temperaturas. A temperatura média do ar de secagem foi de 75,3 °C no sistema a altas temperaturas e de 21,4 °C no sistema em baixas temperaturas. A umidade relativa média do ar ambiente durante a realização dos testes de secagem no sistema a baixas temperaturas foi de 46,1%. Os teores de umidade inicial e final do produto foram, respectivamente: 32 e 13 % b.u. para o teste 1, 42 e 14 % b.u. para o teste 2 e 24 e 14% b.u. para o teste 3. Para a avaliação da eficiência energética de secagem dos sistemas, determinaram-se o consumo de combustível (lenha de Eucalyptus grandis) na fornalha e o consumo de energia elétrica dos motores do ventilador, do elevador e da máquina de pré-limpeza, no sistema a altas temperaturas. Já no sistema em baixas temperaturas foi medido o consumo de energia elétrica pelo motor do ventilador. Com base nos resultados obtidos, foi possível observar a maior eficiência energética da secagem com sistemas combinados (5,0 MJ.kg-1 no teste 1 e 3,3 MJ.kg-1 no teste 2) em relação ao sistema de secagem a altas temperaturas (11,2 MJ.kg-1 no teste 3) e concluir que a secagem com sistemas combinados para café é um método viável no que diz respeito ao consumo de energia e à qualidade do produto.
Projeto, construção e avaliação de um secador de fluxos (concorrentes/contracorrentes) para secagem de café
(2001) Silva, Juarez de Sousa e; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Machado, Marise Cotta; Melo, Evandro de Castro; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Com a finalidade de introduzir a utilização de dois sistemas de secagem em um único secador e reduzir o uso de energia na secagem de café, foram projetados, construídos e avaliados dois protótipos de secador intermitente de fluxos contracorrentes/concorrentes, destinados à secagem de café. A fim de auxiliar na avaliação do sistema, foi implementado um programa computacional para simular o processo de secagem, com base no modelo proposto por THOMPSON et al. (1968). Para o protótipo 1 (instalado em Araponga - MG), o café cereja foi previamente seco até o estádio de meia seca (30% b.u.) em terreiro; para o protótipo 2 (protótipo 1 modificado e instalado em Ponte-Nova - MG) utilizou-se café despolpado, também com pré-secagem em terreiro. A complementação da secagem foi executada com o protótipo 1, utilizando-se temperaturas de secagem de 80, 100 e 120 o C, vazão de ar de, aproximadamente, 46 m.3 min -1 e velocidade do produto de 0,024 m.min -1 . Para o protótipo 2, com café despolpado, a temperatura de secagem foi de 75 o C. As diferenças entre os resultados experimentais (protótipo 1) e os simulados pelo programa foram consideradas dentro dos limites aceitáveis e o programa foi validado, o que permitiu a obtenção dos seguintes resultados (simulados) para redução do teor de umidade de 30 para 12% b.u.: consumo específico de energia de 6.068, 5.657 e 5.685 kJ, por kg de água evaporada; capacidade de secagem de 200, 287 e 358 kg de café úmido por hora; e tempos de secagem de 22,5, 15,7 e 12,6 h, para as temperaturas de secagem de 80, 100 e 120 o C, respectivamente. Considerando a pequena diferença entre os consumos específicos de energia para as temperaturas estudadas com protótipo 1 e que o café a ser secado no protótipo 2 estava na forma despolpado, utilizou-se da temperatura de secagem de 75 o C, sendo ar aquecido por fornalha com aquecimento indireto. Os resultados experimentais para os teores de umidade inicial e final do produto com o protótipo 2 foram: 32 e 13 % b.u. (10,3 MJ.kg -1 ) para o teste 1; 42 e 14 % b.u.( 5,8 MJ.kg -1 ) para o teste 2 e 24; e 14% b.u.( 11,2 MJ.kg -1 ) para o teste 3. Apesar de não ter sido feita uma análise completa do café secado no protótipo 1, o produto, para todos os testes, apresentou bebida dura. Já para o protótipo 2, cuja secagem complementar ocorreu em silos, com ar natural, o café apresentou bebida dura e tipos 4/5, 5 e 4/5 para os testes 1, 2 e 3, respectivamente.
Redes neurais artificiais: Nova abordagem para identificação da qualidade da bebida do Café Arábica utilizando-se resultados de análises químicas.
(Universidade Federal de Viçosa, 2009) Messias, José Américo Trivellato; Melo, Evandro de Castro; Universidade Federal de Viçosa
Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a utilização de rede neural artificial para correlacionar os valores resultantes da análise sensorial com os das análises químicas de amostras de café, com vistas à classificação da bebida de café. As amostras de café utilizadas são referentes ao café Coffea arabica L., cultivares Acaiá do Cerrado, Topázio, Catuaí vermelho 99, Acaiá 474-19 e Bourbon, coletadas na região Sul do Estado de Minas Gerais, com processamento pós-colheita controlado. As análises químicas utilizadas foram de açúcar não redutor, açúcar redutor, acidez titulável total, condutividade elétrica, lixiviação de potássio e polifenóis. A qualidade da bebida do café foi avaliada pela análise sensorial. A regressão linear múltipla dos valores de análise sensorial em função dos valores das análises químicas teve coeficiente de determinação igual a 0,6681, enquanto o método de rede neural artificial empregado obteve um nível de acerto na classificação dos valores da análise sensorial em torno de 85%. A rede neural artificial obtida foi testada com amostras de café coletadas em propriedades da mesma região, com processamento pós-colheita sem controle, obtendo acerto de 75% na classificação da bebida. O resultado obtido é indicador de que o método de rede neural artificial é uma ferramenta adequada para correlacionar os valores resultantes da análise sensorial com os das análises químicas.
Sistema especialista para dimensionamento e seleção de equipamentos para pré-processamento de café
(Universidade Federal de Viçosa, 2001) Prado, Eduardo Vicente do; Melo, Evandro de Castro; Universidade Federal de Viçosa
Desenvolveu-se um sistema especialista para dimensionamento e seleção de equipamentos para pré-processamento de café. Este sistema especialista possui um banco de dados contendo cerca de 80 equipamentos cadastrados, um programa de busca que faz a seleção dos equipamentos dimensionados e um módulo de ajuda no padrão de ajuda do WINDOWS®, contendo ilustrações e explicações de como usar os equipamentos utilizados pelo sistema especialista. Uma das constantes preocupações da equipe de desenvolvimento deste trabalho, além da funcionalidade do sistema especialista, foi a interface entre este e o usuário. O sistema especialista foi desenvolvido em CLIPS®, que é uma linguagem própria para este fim. No entanto, o ambiente utilizado pelo CLIPS® possui uma interface com o usuário pouco interativa. Para resolver este problema, desenvolveu-se uma interface entre o sistema especialista e o usuário utilizando a linguagem de programação PASCAL Orientado a Objeto em ambiente DEPLHI®, versão 5.0, da BORLAND Inc., que trabalha em ambiente WINDOWS®, permitindo assim, o uso de telas mais interativas e intuitivas com o usuário. Como ferramenta de auxílio ao sistema especialista para a tomada de decisão, desenvolveu-se um modelo para a determinação da ocorrência de dias inadequados para a secagem de café em terreiro, tomando-se como referência o índice igual a 1,0 mm. O modelo foi desenvolvido a partir da metodologia proposta por ASSIS (1998). Utilizando-se valores de precipitação foi possível obter a probabilidade de ocorrência de quatro dias consecutivos impróprios para a secagem de café em terreiro para uma determinada região. O modelo de cadeia de MARKOV foi utilizado para obter a distribuição de quatro dias impróprios para secagem de café em terreiro, considerando as variáveis climatológicas. Como resultado, o sistema especialista fornece a lista dos equipamentos dimensionados e selecionados em seu banco de dados, assim como seus respectivos fornecedores, telefones para contato e preços. Para a validação do sistema especialista foi utilizado o método de validação externa. Os avaliadores foram especialistas da área de café da Universidade Federal de Viçosa, que responderam a um questionário com perguntas relativas à interatividade sistema especialista/usuário e à funcionalidade do programa. Com base nas respostas dos especialistas, concluiu-se que o sistema especialista elaborado permite: - estimar o custo para a implantação do sistema dimensionado; - a interface com o usuário se apresenta de fácil interação, facilitando a entrada de dados e o entendimento dos dados de saída; - o modelo desenvolvido estima a ocorrência de quatro dias consecutivos impróprios para a secagem de café em terreiro; - o sistema especialista desenvolvido neste trabalho, além de permitir acesso a um nível de conhecimento numa área onde há escassez de recursos humanos, reduz de maneira sensível o tempo de dimensionamento e de seleção de equipamentos para pré-processamento de café.