Fonte: Revista Cafeicultura
Alternativas Operacionais e Modificações para Redução do Consumo de Energia e Melhoria da Qualidade do Produto,
Um secador rotativo é formado por um cilindro tubular horizontal ou ligeiramente inclinado, que gira em torno de seu eixo longitudinal a uma velocidade compreendida entre 1 e 15 rpm, dependendo do fabricante. No caso de um secador rotativo contínuo, o produto úmido chega à parte mais elevada do tambor por meio de um transportador e sai pela parte mais baixa por gravidade. O ar de secagem é introduzido no cilindro secador no mesmo sentido ou em sentido contrário à trajetória do produto.
Um modelo muito comum, utilizado como “pré-secador” ou secador para café, constitui-se de um tambor horizontal não inclinado, com o ar de secagem sendo injetado em uma câmara situada no centro desse tambor, atravessando a massa do produto em sentido perpendicular ao eixo do secador.
Os secadores rotativos, de maneira geral, apresentam as seguintes características: para produtos como o café em coco, favorecem a limpeza parcial do produto e proporcionam uniformidade de secagem. Entretanto, apresentam menor eficiência energética, elevado custo de investimento e alguns produtos ficam sujeitos a danos na camada protetora (exceto o café natural, que mantém boa aparência).
Modelo e funcionamento alternativos para o secador
Considerando que os secadores rotativos tradicionais são amplamente difundidos para a secagem de café no Brasil, foi proposta e desenvolvida uma adaptação para o projeto original que pudesse eliminar algumas das desvantagens do modelo tradicional, especialmente quando utilizado para receber café recém-saído do lavador e, portanto, sem a obrigatoriedade de permanecer por longos períodos no terreiro. Assim, o secador rotativo poderia ser utilizado como pré-secador/secador sem os problemas de entupimento das chapas perfuradas.
Também foi estudada a possibilidade de o secador operar com menor quantidade de café do que a recomendada, ou seja, com carga parcial. No projeto tradicional, a utilização de carga inferior à recomendada acarreta grande perda de energia, aumento do tempo de secagem e maiores danos mecânicos.
Simultaneamente, foram estudadas alternativas para:
- reduzir o consumo de energia elétrica, eliminando a necessidade de movimentação contínua do cilindro secador;
- manter a secagem homogênea, como ocorre no secador tradicional;
- facilitar a secagem por meio de uma câmara de descanso;
- reduzir, no café pergaminho, o número de grãos descascados por impactos dentro do secador, visto que grãos beneficiados ou parcialmente descascados secam mais rapidamente do que grãos com o pergaminho intacto.
Modificação do secador rotativo tradicional
Salienta-se que tanto a fabricação do novo secador quanto as modificações do rotativo tradicional podem ser realizadas sem a necessidade de grandes investimentos na linha de montagem da fábrica. Essas modificações também podem ser executadas por profissionais de oficinas de manutenção e reparos.
Com relação ao novo modelo, alguns de seus componentes podem ser facilmente fabricados por terceiros, como ventiladores, redutores e mancais. Portanto, não haveria necessidade de grandes investimentos em ferramentas sofisticadas caso uma pequena metalúrgica decida fabricar o secador, como ocorreu com a Máquinas Pontões, em Afonso Cláudio – ES.
Operando os secadores sob as mesmas condições, os autores observaram que, além de minimizar as desvantagens e manter a boa qualidade do café no secador rotativo original, o secador modificado reduziu o consumo de energia elétrica em 50%.
As modificações estruturais realizadas no secador rotativo convencional, com base no modelo da Figura 3a, foram propostas para diminuir as perdas de energia no terço superior do secador. Essas perdas são ocasionadas pelo maior fluxo do ar de exaustão, decorrente da crescente redução do volume do produto, principalmente do café natural, durante a secagem.
Além da substituição da metade superior da chapa perfurada do cilindro secador por chapa lisa (sem perfuração), a câmara de distribuição ou sistema difusor de ar quente (“carambola”) passou pelas modificações mostradas na Figura 4. SANTOS et al. (2006) fizeram com que a metade contínua do difusor de ar fosse construída com chapa perfurada, enquanto a outra metade passou a ser construída com chapa lisa, sem perfuração.
Além de técnicas agronômicas, é importante destacar que somente a adoção de tecnologias pós-colheita simples e capazes de proporcionar qualidade a baixo custo poderá contribuir para o aumento da produtividade e da renda dos pequenos cafeicultores.
Considerando que os secadores rotativos horizontais e em bateladas são amplamente difundidos para a secagem de café no Brasil e apresentam características importantes, foi projetado e construído um modelo alternativo capaz de eliminar algumas das desvantagens do modelo convencional e permitir:
- utilizar o secador para cafés recém-saídos do lavador sem necessidade de pré-secagem em terreiro. Normalmente, quando o café muito úmido é colocado diretamente em um secador rotativo convencional, ocorre obstrução das chapas perfuradas, dificultando ou impedindo a secagem e causando manutenção frequente do equipamento. A obstrução dos furos da câmara de distribuição de ar quente é ilustrada na Figura 5;
- utilizar o secador com menor quantidade de café do que a carga mínima recomendada, deixando apenas um vazio de aproximadamente 15 cm de flecha para facilitar o revolvimento e a homogeneização do produto dentro do cilindro secador. Quando se trabalha com o secador rotativo tradicional, a utilização de carga abaixo da mínima estabelecida pelo fabricante acarreta grande perda de energia devido ao maior fluxo de ar na face superior do secador em movimento, além de causar danos mecânicos e aumentar o tempo de secagem;
- reduzir o custo de energia elétrica pela eliminação da necessidade de rotação contínua do cilindro secador. Essa possibilidade também pode ser aplicada ao secador rotativo tradicional;
- realizar a secagem com repousos alternados. Em outras palavras, evitar a secagem contínua do café com fluxo de ar quente durante todo o processo. Para uma secagem mais homogênea e menor consumo de energia, é necessário que o secador seja dotado de uma câmara para secagem e outra para descanso do café em intervalos preestabelecidos. Isso é conseguido fazendo com que o secador modificado pare sempre com a chapa perfurada voltada para baixo;
- diminuir, no café pergaminho, o número de grãos descascados em função da forma de revolvimento dentro do secador, visto que grãos beneficiados ou parcialmente descascados secam mais rapidamente do que grãos com o pergaminho intacto.
Uma alternativa interessante, capaz de economizar energia e diminuir o desgaste e a manutenção de um secador rotativo convencional, consiste em realizar uma pequena modificação no tempo de secagem e descanso. Essa prática já vem sendo utilizada na região de Venda Nova do Imigrante – ES, por sugestão deste autor.
O procedimento consiste em:
- Trabalhar com o secador de forma tradicional durante 3 horas, conforme recomendação do fabricante;
- Após as 3 horas iniciais, desligar o motor de rotação do cilindro secador, mantendo o sistema de aquecimento do ar e o ventilador funcionando normalmente por 2 horas;
- Ligar novamente o motor do cilindro para girar durante 15 minutos;
- Repetir o item 2 até o final da secagem.
O sistema de liga e desliga automático já vem sendo construído por um engenheiro e cafeicultor da região de Venda Nova – ES.
Conclusões
As modificações propostas para secadores rotativos tradicionais demonstraram elevado potencial técnico e econômico para a secagem de café.
A substituição parcial das chapas perfuradas por chapas lisas, associada à modificação do sistema difusor de ar e à operação intermitente do cilindro rotativo, contribuiu para:
- redução significativa do consumo de energia;
- menor obstrução do sistema de secagem;
- manutenção da qualidade final do café;
- redução de danos mecânicos;
- aumento da flexibilidade operacional do secador.
As soluções apresentadas podem ser implementadas com relativa simplicidade, constituindo alternativa viável principalmente para pequenos e médios cafeicultores.