Como dimensionar um secador de grãos considerando toda a safra

O dimensionamento de um secador de grãos deve considerar o volume total da safra, a distribuição da umidade na colheita e o tempo disponível para concluir o processamento.

A área plantada e a capacidade nominal do equipamento não fornecem, isoladamente, informações suficientes para essa decisão. O cálculo deve começar ainda no campo e acompanhar o produto até a saída do secador.

O registro das condições reais de operação permite estimar a capacidade necessária, identificar perdas de rendimento e calcular o consumo de combustível e energia por tonelada processada.

A avaliação da umidade deve começar durante a colheita

A umidade não deve ser conhecida somente quando o produto chega ao secador. Por isso, o produtor pode e deve iniciar a avaliação ainda no campo.

Uma medição representativa deve considerar diferentes pontos do talhão, horários e cargas. Isso ocorre porque uma única amostra pode não representar toda a área, principalmente quando existem diferenças de maturação, variedade, solo ou exposição ao sol.

Por exemplo, o procedimento pode incluir:

1. coleta de amostras em diferentes pontos do talhão;
2. identificação da variedade e do horário da colheita;
3. medição da umidade antes de intensificar a operação;
4. confirmação da leitura na recepção da unidade;
5. separação de cargas com umidades muito diferentes, quando possível;
6. direcionamento das cargas mais úmidas para um regime específico de secagem.

Além disso, os medidores utilizados no campo devem passar por conferências periódicas com o equipamento de referência da unidade. A temperatura do produto e a forma de coleta também podem influenciar a leitura.

Dessa forma, essas informações permitem organizar a colheita e planejar a operação do secador. Consequentemente, a unidade reduz o risco de receber simultaneamente um grande volume de produto acima da umidade prevista.

O dimensionamento deve considerar toda a safra

Entretanto, a área plantada, isoladamente, não determina o tamanho necessário do secador. Para realizar o dimensionamento de um secador de grãos, o cálculo deve considerar:

• área efetivamente colhida;
• produtividade esperada;
• número de horas disponíveis por dia;
• duração da janela de colheita;
• distribuição provável da umidade;
• capacidade de recepção e armazenamento temporário;
• capacidade de transporte;
• disponibilidade de combustível;
• possibilidade de secagem em múltiplas passagens.

Assim, o tempo total de secagem pode ser estimado pela soma das quantidades recebidas em cada faixa de umidade, divididas pela capacidade efetiva do secador naquela condição.

Consideremos uma safra hipotética de 10.000 toneladas:

Umidade recebida	Volume previsto	Capacidade efetiva
20% a 22%	4.000 t	200 t/h
23% a 25%	3.500 t	140 t/h
Acima de 25%	2.500 t	80 t/h

Nesse exemplo, o secador trabalharia:

• 20 horas para o primeiro grupo;
• 25 horas para o segundo;
• 31,25 horas para o terceiro.

Portanto, o tempo mínimo alcançaria 76,25 horas, e não as 50 horas obtidas pela simples divisão de 10.000 toneladas pela capacidade nominal de 200 t/h.

Além disso, seria necessário acrescentar o tempo utilizado em paradas, regulagens, limpeza, troca de produto, espera, temperagem, recirculação e manutenção.

Alta umidade também aumenta o consumo elétrico

Por outro lado, o consumo da secagem não se limita à fornalha. Ventiladores, elevadores, eclusas, transportadores, roscas, compressores e sistemas de alimentação continuam funcionando durante todo o processo.

Quando o produto exige uma secagem mais delicada, a capacidade horária diminui. Consequentemente, os equipamentos permanecem ligados por mais tempo.

Se o processo exigir duas ou três passagens, a mesma tonelada será elevada, transportada e descarregada repetidamente. Como resultado, aumentam o consumo elétrico, o desgaste mecânico e a possibilidade de danos aos grãos.

Por esse motivo, dois indicadores devem ser avaliados separadamente:

• consumo térmico: combustível utilizado para retirar a água;
• consumo elétrico: energia utilizada pelos motores e sistemas auxiliares.

Uma temperatura menor pode reduzir o consumo instantâneo da fornalha. Entretanto, isso não garante um consumo menor por tonelada seca. Se a operação durar muito mais tempo ou exigir recirculações, o custo final poderá aumentar.

Quais indicadores devem ser registrados?

Para avaliar corretamente o desempenho, uma unidade de secagem deveria registrar pelo menos:

• toneladas recebidas;
• umidade e temperatura de entrada;
• umidade e temperatura de saída;
• velocidade ou percentual da descarga;
• temperatura do ar de secagem;
• tempo aproximado de permanência;
• horas de funcionamento;
• consumo de combustível;
• consumo de energia elétrica;
• quantidade de produto reprocessado;
• ocorrências de paradas e alarmes.

Com esses registros, a empresa poderá calcular:

• toneladas efetivamente secas por hora;
• quilogramas de água evaporados por hora;
• quilogramas de combustível por tonelada;
• kWh por tonelada;
• energia consumida por quilograma de água evaporada;
• variação da umidade na saída;
• custo total por tonelada seca.

Desse modo, esses indicadores permitem comparar safras, produtos, turnos e ajustes operacionais. Além disso, mesmo as unidades automatizadas precisam conferir periodicamente a umidade por meio de amostras físicas.

Amostragem na saída do secador

Durante o início da operação, a mudança de produto ou uma alteração significativa da umidade de entrada, uma prática possível consiste em coletar amostras na saída a cada 15 minutos.

Por exemplo, cada amostra pode ser identificada com:

• horário;
• umidade;
• temperatura da massa;
• temperatura do ar;
• velocidade de descarga;
• produto e variedade;
• observações sobre aparência e qualidade.

Em seguida, uma planilha pode correlacionar a temperatura da massa com a respectiva umidade e criar um histórico do comportamento daquele secador.

Entretanto, o controle da temperatura não substitui a medição direta da umidade. Isso ocorre porque a relação entre temperatura e umidade muda conforme o produto, a umidade inicial, o tempo de residência, a temperatura ambiente e a posição do grão dentro do equipamento.

Portanto, a planilha deve servir para análise, conferência e formação do histórico. Já o comando em tempo real e os dispositivos de segurança devem permanecer em um sistema industrial com CLP, sensores, alarmes e intertravamentos.

Conclusão

Quanto maior a umidade de entrada, maior será a demanda térmica necessária para a secagem. Consequentemente, quando a preservação da qualidade exige uma secagem mais delicada, a capacidade efetiva diminui e os equipamentos auxiliares permanecem funcionando por mais tempo.

Em suma, o dimensionamento correto deve considerar o volume total da safra, a distribuição provável da umidade e a janela disponível para a colheita. Além disso, deve avaliar o consumo de combustível, a energia elétrica, a possibilidade de múltiplas passagens e a capacidade dos sistemas de movimentação.

Portanto, conhecer antecipadamente as condições reais da colheita permite dimensionar melhor o secador, organizar a operação e reduzir custos desnecessários.

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