COMPOSIÇÃO DO CUSTO DE SECAGEM by Juarez De Sousa e Silva

COMPOSIÇÃO DOS CUSTOS DE SECAGEM CAPÍTULO 9 Viçosa ‐ MG

Capítulo 9

Composição do Custo de Secagem

Capítulo

9 COMPOSIÇÃO DO CUSTO DE SECAGEM

Suely de Fátima Ramos Silveira Juarez de Sousa e Silva Francisco de Assis Carvalho Pinto Ricardo Caetano Rezende

1. INTRODUÇÃO Entende-se claramente o conceito de produção quando este se refere aos bens diretamente consumidos pela população. No entanto, produção refere-se a qualquer bem ou serviço produzido na economia. Do mesmo modo, quando se fala em custos, é mais fácil entender este conceito quando se trata de bens. A teoria do custo estabelece conceitos e princípios que são empregados na análise dos custos de produção. Para entender os conceitos relacionados à teoria do custo, primeiramente, é necessário considerar determinados conceitos econômicos, como, por exemplo, o curto e o longo prazo. O curto prazo é definido como o período de tempo durante o qual parte ou todos os insumos empregados na produção são fixos. O volume da produção pode variar, desde que somente as quantidades dos insumos variáveis utilizados na produção variem. Por exemplo, um produtor de grãos pode aumentar sua produção aumentando a quantidade de fertilizante ou utilizando mais horas de trabalho das máquinas e dos equipamentos de que dispõe. Se ele pretende reduzir a produção, ele pode dispensar alguns trabalhadores, reduzir o número de horas trabalhadas etc., sem, contudo, desfazer-se imediatamente de sua unidade produtiva. O longo prazo é definido como o período de tempo no qual todos os insumos são variáveis. No longo prazo o empresário pode ampliar o tamanho da fábrica ou o produtor rural pode ampliar a área plantada, produzindo mais, sem no entanto ser obrigado a pagar jornadas extras de trabalho a seus empregados, como ocorreria no curto prazo, caso pretendesse produzir mais. Do ponto de vista do empresário, industrial ou agropecuário, os custos a serem considerados vão depender da finalidade, isto é, da decisão que se deseja tomar. Para se ter uma boa composição de custos, basicamente necessita-se de informações sobre processo produtivo, insumos utilizados, mão-de-obra necessária, Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas

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preços e condições de mercado. As determinações de custo são feitas com várias finalidades. Elas auxiliam o produtor rural em sua decisão quanto à escolha da cultura a ser produzida ou sobre o investimento em animais e, ainda, quanto às técnicas de produção a serem adotadas. Servem como subsídios na formulação de políticas e projetos de órgãos governamentais e outras instituições de planejamento. Qual a finalidade da determinação de custos? Quando, em qualquer sistema produtivo, é necessário alocar recursos escassos, o empresário visa maximizar sua receita ou minimizar seus custos, ou seja, otimizar o emprego dos recursos disponíveis. Assim, a tomada de decisão sobre produzir ou não envolverá o conhecimento sobre os custos da atividade que se deseja executar. As estimativas de custos servem para facilitar estudos, selecionar investimentos alternativos e determinar recursos exigidos pela atividade que se deseja implementar. Independentemente do método empregado na estimativa dos custos, é importante reconhecer que os níveis de detalhamento e precisão das estimativas são diretamente proporcionais à precisão e ao tempo necessário para coletar as informações que pertencerão ao conjunto de dados utilizados. Simultaneamente, os níveis de detalhamento e precisão das estimativas de custos são diretamente proporcionais à qualidade e quantidade dos dados utilizados. 2. CLASSIFICAÇÃO DOS CUSTOS Com base na teoria do custo no Curto Prazo e de acordo com as condições de produção (físicas e tecnológicas) e com os preços unitários dos insumos utilizados na produção, os custos classificam-se em: a) Custos Fixos Totais (CF): são aqueles que não variam com a quantidade produzida, como, por exemplo, os juros sobre o capital empatado, os impostos fixos, a depreciação, a manutenção e os seguros. b) Custos Variáveis Totais (CV): são aqueles que variam de acordo com o volume de produção, como, por exemplo, os gastos com fertilizantes, combustíveis e mão-de-obra. O custo total é a soma dos custos fixos totais com os custos variáveis totais (equação 1): CT = CF + CV

eq.1

em que CT = custos totais; CF = custos fixos totais; CV = custos variáveis totais. Para um secador de grãos, o custo do combustível, o custo de operação do ventilador, o custo de inadequação do sistema e o custo da quebra-técnica são considerados custos variáveis. Outros conceitos importantes são os de custo médio e marginal. O Custo Médio (CMe) é obtido dividindo-se o custo total pelo número de unidades produzidas (equação 2). Assim, o custo médio incluirá uma parcela dos custos fixos e dos custos variáveis 230

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(equaações 3 e 4,, respectivam mente). CMe = CT C /Q

eq. e 2

em que CMe = custo méédio; CT = custo totall; e Q = quantidade q p produzida. O Custo Fixo Médiio (CFMe) é definido como o cuusto fixo tottal dividido o pela vel Médio (CVMe) ( é o custo varriável quanntidade prodduzida, enqquanto o Cuusto Variáv total dividido peela quantidaade produzidda. CFM Me = CF/Q e CVMe = CV/Q

eq. 3

C CMe = CFM Me + CVM Me

eq. 4

Quando o volume produzido é pequeno, o custo médio m tendee a ser elevado, meiras deviddo aos cusstos fixos, que repressentam parrcela signifficativa sobbre as prim unidaades produuzidas. À medida m quue a produ ução aumennta, os cusstos fixos serão distriibuídos porr um númeero maior de unidadees produziddas e, entãão, aumentará a impoortância doss custos variiáveis (Figuura 1) na com mposição do d custo totaal.

ura 1 – Curvas de custto total, cussto fixo tota al e custo variável v total. Figu A curva clássica dee custos totaais médios (CMe) ( tem a forma dee U, decresccendo iniciaalmente quando sob a influência dos custoss fixos méddios decresccentes, ating gindo um ponto p de mínimo m e elevando-see novamen nte, quando a combinnação ótimaa dos recurrsos é ultrappassada. A forma em “U” daa curva de cuusto total médio m tem im mportante siignificado para p o dimeensionamentto ótimo do d investim mento. A fase decresceente da currva, denom minada econnomia de esscala, mosttra que, à medida m quee a escala ou o tamaanho do negócio aumeenta, seu cuusto unitário reduz, até a alcançarr seu nível mínimo, qque representa o tamaanho ideal. A partir daí, d tem-se as desecon nomias de escala, e e, à medida qu ue se aumeenta a escala de produução ou o tamanho t do o negócio, os o custos uunitários tam mbém S Secagem e Armazenage A em de Produutos Agrícolas

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n aumeentam, reduuzindo a eficciência econnômica do negócio. O Custoo Marginal (CMa) é definido como o acrréscimo ao custo totaal em conseqüência doo acréscimoo de uma unidade u na produção, p i isto é, dadoo o acréscim mo de uma unidade addicional à quuantidade prroduzida, o custo margginal represeenta o acrésscimo ao cuusto total deevido àquelaa última uniidade produ uzida (equaçção 5). CMaa =CT / Q ou o CMa =d dCT / dQ

eq. 5

d custo marrginal estãoo representadas na Figu ura 2. As curvaas de custoss médios e de

Figu ura 2 – Curvas do custto médio, custo c variáv vel médio, custo c fixo m médio e cussto marrginal. 3. O CUSTO DA D MÃO-D DE-OBRA Numa em mpresa agríícola, geralm mente, a claassificação dos custos fixos e variiáveis é difí fícil ou, até mesmo, m reaalizada de foorma arbitráária. A classifficação do custo c da mãão-de-obra como fixo ou variávell, na maioriia dos casoss, é dificultaada pela próópria natureeza das ativiidades. Sugere-sse que os custos c com mão-de-ob bra temporáária ou com m diaristas sejam s classsificados com mo variáveiis. Quando se trata de mão-de-obbra permaneente, pode--se classificcá-la como custo fixo ou variável, dependenndo de sua utilização. Quando a mão-de-obra permaneente é usada somente em e tempo parcial p em determinada d a atividade,, ela poderáá ser classifficada q as desp pesas não vaariam com a área plan ntada, comoo um custo variável. À medida que quanntidade colhhida ou quaantidade de grãos a serr secada e armazenada a a, a mão-dee-obra será classificadaa como custto fixo. Devve-se ter em m mente que a classificaação de um custo comoo fixo ou vaariável irá depender d da situação esspecífica que está sendoo analisada. 4. OU UTRAS CL LASSIFICA AÇÕES DE E CUSTOS S Há váriaas outras claassificações dos custos, como: a) Desp pesas direttas: são paggamentos efetuados e peela utilização dos recu ursos, com mo por exem mplo, a aquissição de sem mentes, fertiilizantes e inseticidas para p o planntio ou, entãão, o valor dos d insumos que estavam disponívveis na emp presa, 232

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como as despesas decorrentes do uso de um trator ou um secador (gastos com combustíveis, eletricidade e lubrificantes). b) Despesas indiretas: são os juros pagos sobre o capital, as amortizações e o custo do risco. c) Custo operacional: englobam o valor dos insumos consumidos, o custo do uso de máquinas e implementos (sem considerar os juros) e o valor da mãode-obra utilizada. d) Juros, manutenção, riscos e depreciação: a disponibilidade de capital implica o pagamento de juros, custos de manutenção, seguros contra riscos e depreciação, a saber: Juros: a todo capital atribui-se um juro calculado a uma taxa de mercado. A taxa de juros corresponde ao que os credores cobram por unidade monetária emprestada, por período de tempo (ano, mês, dia), sendo expressa como um percentual. Manutenção: é o custo anual necessário para manter o bem de capital em condições de operação. As despesas com a conservação de um bem de capital ou ativo fixo representam despesas do exercício. Risco: é a quantia em dinheiro destinada anualmente para a formação de um fundo que permita pagar danos imprevistos. São exemplos as despesas em que se pode incorrer para pagar danos causados por incêndios, chuvas de granizo, enchentes e outros eventos não-previsíveis. Depreciação: muitos bens de capital, com exceção da terra têm vida útil limitada, e, assim, ao final de suas vidas úteis, os empresários ou os produtores deverão substituí-los por outros idênticos ou tecnologicamente mais avançados. O valor dessa substituição deverá ser descontado gradualmente das receitas. Os ativos fixos (prédios, máquinas e equipamentos, móveis e instalações, dentre outros) decrescem em valor com o tempo e o uso. Este decréscimo de valor pode ser atribuído ao desgaste físico ou à obsolescência, com a perda de utilidade devido às mudanças tecnológicas não relacionadas com as condições físicas do bem. A redução de valor, resultante de qualquer uma das causas citadas, é conhecida como depreciação. A depreciação devido à deterioração do bem é denominada depreciação física, enquanto a depreciação devido à obsolescência é chamada depreciação funcional. Assim, a depreciação pode ser definida como a conversão de ativos fixos em despesa. Para ilustrar a conversão de ativos fixos em despesa, considere que um novo equipamento para o processamento de grãos, instalado em uma unidade produtiva, custa $5.000 (cinco mil unidades monetárias) e será depreciado em 20 anos, não tendo nenhum valor no final dos 20 anos. Então, o valor de $5.000 é deduzido do lucro bruto à taxa de $ 250 por ano, durante 20 anos. O valor de $ 250 é um custo devido ao uso do equipamento para gerar receitas e lucros. Usualmente, assume-se que o período total de depreciação corresponde à vida útil do ativo fixo, enquanto o valor ao fim de sua vida útil corresponde ao valor residual ou valor de sucata. Existem vários métodos para calcular a depreciação de um ativo fixo, sendo o método linear ou das cotas fixas o mais simples e mais utilizado na prática. O método linear considera a depreciação simplesmente como a desvalorização do bem, reduzindo-se gradualmente seu valor nos inventários sucessivos durante o Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas

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período de utilização do ativo fixo considerado. A taxa anual de amortização pode ser calculada dividindo-se o custo inicial pelo número de anos de duração provável do bem, ou, conforme o caso, deduzindo-se do custo inicial um valor final presumido (equação 6). D =(Ci-Cf ) / n

eq. 6

em que D = depreciação; Ci = custo inicial; Cf = custo final; e n = vida útil do ativo fixo, em anos. 5. DESEMPENHO DE SECADORES Para que um agricultor ou gerente de uma unidade comercial de armazenagem possa escolher de forma metódica um sistema de secagem, é indispensável conhecer as características operacionais, a eficiência energética, a capacidade do sistema e, principalmente, sua influência na qualidade do produto processado. Com raras exceções, a maioria dos secadores é comercializada apenas pela capacidade de secagem fornecida pelo fabricante. Pouca ou nenhuma informação é dada a respeito das características anteriormente mencionadas e as condições (exceto a temperatura do ar de secagem) sob as quais a capacidade do secador foi determinada. Quando se consideram o alto custo da energia e os baixos preços dos produtos agrícolas, torna-se indispensável conhecer, pelo menos, o consumo de energia e a qualidade do produto depois de seco. O custo inicial e a capacidade dinâmica não são suficientes para se decidir quanto à aquisição de determinado sistema. É objetivo deste capítulo oferecer uma metodologia para avaliação e escolha de um componente para realizar determinada operação unitária, bem como prever o custo dessa operação ou de um sistema completo para o pré-processamento de produtos agrícolas. Como exemplo, será analisada a secagem de milho em um secador de fluxos cruzados, intermitente e com reversão do fluxo de ar de secagem construído e projetado na UFV. 5.1. Avaliação do Desempenho O desempenho de secadores varia de acordo com uma série de fatores, como umidades inicial e final do produto, temperatura e propriedades físicas, resistência oferecida ao fluxo de ar, condições ambientais (temperatura e umidade relativa do ar ambiente), tipo de fornalha, sistema de carga e descarga e tipo de ventilador. BAKKER-ARKEMA et al. (1978) propuseram uma metodologia para a avaliação do desempenho de secadores baseada em um número reduzido de testes de campo, sob condições padronizadas e que deve ser complementada com trabalhos de simulação. Para facilitar, esta metodologia será denominada ASBA (avaliação de secadores segundo Bakker-Arkema et al.). A Tabela 1 mostra as condições estabelecidas para o ambiente e os sistemas de 234

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secagem comumente encontrados nos EUA. Os dados a serem determinados, segundo a ASBA, estão listados na Tabela 2. Com relação à duração dos testes, a ASBA estabelece que são necessários três testes para secadores em lotes, com no mínimo 24 horas de funcionamento para os secadores contínuos. Parâmetros como condições ambientais e temperatura do ar de secagem podem ser obtidos em intervalos regulares (dependendo da capacidade de secagem), com posterior cálculo de valores médios. Se possível, os secadores devem também ser caracterizados pelos níveis de poluição sonora e de emissão de partículas no ambiente. Tabelas geradas por simulação podem ser utilizadas para avaliar o secador sob condições não-padronizadas (capítulo 6 – Estudo da Secagem em Camada Profunda). TABELA 1 – Padrões para avaliação do desempenho de secadores na secagem de milho, nos EUA, durante 24 horas de teste. Parâmetro Umidade inicial média do produto (%b.u.) Umidade média final do produto (%b.u.) Temperatura média do ambiente (oC) Umidade relativa média do ambiente (%) Temperatura média dos grãos (oC) Percentagem de impureza Temperatura final dos grãos (acima do ambiente)

Valor 25 ± 1,5 15 ± 0,5 10 ± 5,5 50 ± 10 10 ± 5,5 3,0 8,0

TABELA 2 – Parâmetros e especificações do secador requeridos para a avaliação do desempenho PARÂMETROS DOS GRÃOS E DO AR

Tipo de grãos Umidade inicial e final Temperatura Impureza inicial e final Massa específica inicial e final Peso inicial Índices de qualidade Temperatura do ar de secagem Temperatura do ar ambiente (t) Umidade relativa do ambiente

Milho, arroz, soja etc. (detalhar) (% b.u.) o C % kg.m-3 kg (detalhar) o C o C %

ESPECIFICAÇÕES DO SECADOR E USO DE ENERGIA

Densidade do fluxo de ar Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas

m3.min-1.m2 235

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Continuação Tabela 2 Volume total ou fluxo de grãos (m3 ) ou ( m3.h-1) Tempo de secagem ou comprimento da coluna de (h) ou (m) secagem Tempo de resfriamento ou comprimento da coluna de (h) ou (m) resfriamento Largura da coluna de secagem m Pressão estática mmca Tempos de carga e descarga min -1 Ventilador e transportadores (kWh.lote ) ou (kWh.h-1) Tipo de combustível (especificar) Consumo de combustível Kg.h-1 Duração do teste h Volume do produto úmido m3 Pontos percentuais de umidade removida %b.u. Capacidade de secagem (grãos úmidos) m3.h-1 Capacidade de secagem (grãos secos) m3.h-1 Eficiência energética de secagem Sem energia elétrica kJ.kg-1de água evaporada Com energia elétrica kJ.kg-1de água evaporada 6. CUSTO DE SECAGEM Vários parâmetros estão envolvidos no custo de secagem, entre eles a energia para aquecer o ar, a energia para acionar os ventiladores, a energia para transportar o produto, a mão-de-obra, a manutenção, a depreciação, os juros e os custos de quebra técnica. Admitindo o custo como uma função do tempo requerido para a secagem, podese utilizar um modelo para simulação de secadores, para prever o tempo de secagem e, com isso, avaliar o custo de combustível, o custo de operação do ventilador, os custos fixos e o custo total de secagem, com bases nas seguintes equações (veja lista de símbolos no final deste capítulo): Cc = [ma.(Cpa+RM.Cpv).(T-Tamb).ts . P1]/(Pc.E1.As.X) Cv = (Pot . ts . P2) /E2

eq.7 eq.8

Para o cálculo dos custos fixos (equação 9), são incluídos depreciação, manutenção, juros, seguro, impostos e mão-de-obra (com exceção da mão-de-obra, os custos fixos não são afetados pela quantidade de grãos a serem secados). Cf = (P3 + P5 . F / tmax) / mínimo A A=[ (Vs/ts) ou (Vpmax /tmax)]

eq. 9

O custo de secagem é a soma dos custos de combustível, operação do ventilador 236

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e custos fixos. Ctot = Cc + Cv + Cf

eq.10

O custo anual de secagem pode ser calculado pela equação 11: Ca = [(C1+C2+C3+C4) . QT / CS]+C5+C6

eq.11

Os custos de combustível (C1) e da eletricidade (C2) para a secagem foram calculados pelas equações 12 e 13, respectivamente: C1 = (EA . P1) / (E1 . Pc) C2 = PE . P2 / E2

eq.12 eq.13

O custo da mão-de-obra é função do tempo de secagem; entretanto, considera-se que esta é utilizada em apenas parte do tempo, devendo ser ajustada seguindo a equação 14: C3 = n . P3 eq.14 Por causa da impossibilidade de se completarem as operações de campo em um período de tempo adequado, deve-se debitar ao custo total o custo de inadequação do sistema "timeliness costs", por exemplo, quando a capacidade de secagem não está adequada para a capacidade de colheita, ocorre ociosidade em um dos sistemas. O custo de inadequação depende da programação da operação, com respeito ao tempo ótimo, e pode ser classificado como programação prematura, atrasada e balanceada. A equação 15 é utilizada para a obtenção deste custo: C4 = (F1 . P4 . QT) / (Fp . HR)

eq.15

Os custos fixos, que incluem depreciação, juros e impostos, são calculados como uma porcentagem do custo inicial e variam de acordo com o tipo do sistema, sendo calculado pela equação 16: C5 = F .P5

eq.16

O valor de F para secadores contínuos e intermitentes móveis é de 0,15; para silo-secador em lotes, de 0,13; e para secagem com ar natural e com ar ligeiramente aquecido, de 0,12. Os custos de quebra técnica devem incluir as perdas de matéria seca durante a secagem, secagem em excesso, secagem incompleta e perdas na qualidade. Por causa da dificuldade de estimar esses valores, o custo de quebra técnica deverá ser determinado apenas pela perda de matéria seca, segundo a equação 17: C6 = FQ . P4 . QT Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas

eq.17 237

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Para milho, o fator “Quebra Técnica” foi tomado como sendo 0,005. 7. EXEMPLO DE APLICAÇÃO A maneira como foram avaliados os vários parâmetros deste exemplo, seguindo a metodologia ASBA, é descrita a seguir. 7.1. Parâmetros Relativos aos Grãos Os teores de umidade são obtidos pelo método-padrão de estufa, 103 ± 1oC por 72 horas, com três repetições. As amostras, para determinação da umidade inicial, são obtidas da homogeneização de várias amostras simples retiradas durante o carregamento do secador. O produto seco deve ser pesado, e o peso inicial, obtido pela relação entre os teores de umidade inicial e final. As temperaturas devem ser determinadas por meio de pares termoelétricos, localizados em vários pontos do secador, como: na câmara de descanso, na câmara de secagem, nos “plenos” de secagem e de resfriamento, na exaustão, na entrada e na saída dos grãos. As percentagens de impurezas (inicial e final) devem ser determinadas por peneiramento manual, conforme Portaria No 845 do Ministério da Agricultura. Os valores de PH (inicial e final) devem ser determinados por meio de uma balança de peso hectolítrico. As percentagens e os tipos de trincamento (Figura 1, capítulo 4 – Qualidade dos Grãos) podem ser obtidos pela verificação visual em um diafanoscópio (Figura 3), para amostras de 50 sementes e com cinco repetições.

Figura 3 – Detalhes de um diafanoscópio, para verificação de trincas.

Os índices de susceptibilidade a quebras podem ser obtidos pelo STEIN BREAKAGE TESTER (as amostras devem ter os mesmos teores de umidade para cada teste). As percentagens de germinação devem ser determinadas segundo a metodologia descrita nas Regras para Análise de Sementes. 7.2. Parâmetros Relativos ao Ar As temperaturas médias do ar de secagem e de exaustão podem ser obtidas das 238

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temperaturas lidas a cada 30 minutos, à semelhança das medidas da temperatura dos grãos. As temperaturas e umidades relativas do ambiente podem ser obtidas por um termo-higrógrafo, instalado em um abrigo meteorológico situado em torno de 50 metros do local de teste. 7.3. Uso de Energia As potências desenvolvidas pelos motores do ventilador e do elevador de canecos são determinadas por meio de Wattímetro, e a energia consumida pode ser obtida pela equação 18: M = PM . TF . 3600

eq.18

A energia e o poder calorífico da lenha utilizada para o aquecimento do ar podem ser determinados, respectivamente, pelas equações 19 e 20: EPC = QC . PC PC = 17974 (1 - 0,0114 . UC)

eq.19 eq. 20

A umidade do combustível deve ser determinada pelo método-padrão de estufa, 105 C por 48 horas . o

7.4. Especificação do Secador A pressão estática deve ser obtida por meio da média das leituras, para cada 30 minutos de secagem, realizadas com o uso de um micromanômetro instalado na câmara " plenum" do secador. A densidade de fluxo de ar (m3.min-1.m-2) e a vazão de ar podem ser obtidas pela equação 21 e por meio da curva característica do ventilador, respectivamente: DFar = VZar / As

eq. 21

Os tempos de carregamento, secagem, resfriamento e descarregamento devem ser cronometrados; já a capacidade de secagem é determinada através da equação 22. Cs = MP / TS

eq. 22

A eficiência energética de secagem, que é a quantidade de energia necessária para evaporar uma unidade de massa de água do produto, é determinada pela equação 23: EEs = EC / (Mi - Mf)

eq. 23

Nesta equação, a energia utilizada é representada pela energia do combustível e pela energia necessária para acionamento dos motores do secador. Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas

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7.5. Simulação de Secagem O programa utilizado para simular o comportamento do secador foi baseado no modelo proposto por THOMPSON et al. (1978). A opção pelo modelo foi devido à sua simplicidade e flexibilidade de adaptação às condições de reversão do fluxo de ar e ao modo de operação intermitente do secador em pauta. 7.6. Custos Na avaliação dos custos de operação devem ser analisados os seguintes itens: custo do combustível, custo da energia elétrica, custo da mão-de-obra e custos fixos. As equações 24, 25, 26 e 27 são usadas para determinar esses valores: CC = (QC . PK) / QS

eq. 24

CEE = (TF . PM . PEE) / QS

eq. 25

Na obtenção dos custos da mão-de-obra para operação do secador, considera-se necessária apenas uma pessoa e sua remuneração mensal: CMO = (TS . PMO) / QS

eq. 26

Consideram-se como fixos os custos referentes à depreciação, à manutenção e aos juros. Estes custos podem ser calculados pela equação 27: CF = (CIS . PCI) / (QSA . 100)

eq. 27

A percentagem do custo inicial do secador (PCI) é obtida pela soma das percentagens referentes à depreciação, aos juros e à manutenção do secador. A depreciação pode ser obtida pelo método linear, considerando-se 20 anos a vida útil de um secador (5% ao ano). Os juros para investimentos agrícolas foram considerados como de 10% ao ano, e os gastos com manutenção, de 2% ao ano. Para obtenção da QSA, considerou-se que o secador foi adequado para secar 225 toneladas por ano, em um período de 45 dias. O custo total da operação foi obtido pela soma dos custos de combustível, energia elétrica, mão-de-obra e dos custos fixos. O custo de operação para o secador foi comparado com os custos de secagem fornecidos pela extinta Companhia Brasileira de Armazenamento. Para obtenção desse custo, considerou-se que seriam cobradas do cliente as tarifas referentes à pesagem, ao recebimento a granel, à limpeza, à secagem propriamente dita e à expedição a granel. 7.7. Análise dos Resultados Os resultados obtidos na avaliação do desempenho do secador, referentes a parâmetros dos grãos, parâmetros do ar e especificação do secador, estão relacionados nas Tabelas 3 e 4. Os teores de umidade iniciais variaram na faixa de 21,8 a 26,9% b.u., e os finais, 240

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entre 13,3 e 15,3% b.u. (Esses valores não obedecem rigorosamente às condições padronizadas, de 25 ± 1,5% b.u. e 15 ± 0,5%, para as umidades iniciais e finais, estabelecidas na ASBA). Para fins práticos, entretanto, essas diferenças não são consideradas relevantes. Os teores de umidade finais (Tabela 5) foram obtidos das médias das umidades das amostras, retiradas durante a descarga do secador, com intervalo de amostragem de cinco minutos. A ASBA propõe que os grãos devem ser resfriados a uma temperatura não superior a 8oC acima da temperatura ambiente. Nesta avaliação, foram resfriados até 5oC acima da temperatura do ar de resfriamento, que correspondia à temperatura no ambiente externo ao secador. Assim, as temperaturas finais foram superiores às recomendadas na metodologia. Como pode ser visto na Tabela 3, existem diferenças entre as percentagens iniciais e finais de impurezas. Na prática, porém, as diferenças observadas são desprezíveis, pois não comprometem a classificação do milho. A percentagem total de trincamento do produto variou entre 51 e 97%, sendo considerada elevada para a secagem de milho. A percentagem do tipo de trincas (simples, duplas e múltiplas) variou significativamente em relação às temperaturas de secagem. Pela tabela, vê-se que, à medida que se eleva a temperatura, aumentam-se as percentagens de trincas dos tipos duplos e múltiplos. Apesar das elevadas percentagens de trincamento, em nenhum teste houve diferença significativa entre os índices iniciais e finais de susceptibilidade a quebras. Além disso, os índices de susceptibilidade a quebras encontrados foram pequenos, indicando boa técnica de manuseio do secador. Apenas a temperatura de secagem de 60oC não afetou a percentagem de germinação do produto. Este resultado está baseado no fato de a temperatura final dos grãos não ter sido muito superior a 45oC (Tabela 3). Da energia total consumida, apenas uma pequena parte foi proveniente da eletricidade (Tabela 4). Esse valor torna-se maior para as temperaturas de secagem mais baixas, pois, neste caso, o secador funcionou por um período de tempo mais longo. No secador avaliado, os testes foram realizados com diferentes quantidades e umidades iniciais (Tabela 5). Para contornar este problema, fez-se uma comparação entre testes semelhantes. Pela Tabela 4, vê-se que o comportamento médio observado durante a operação do secador é o esperado, uma vez que a capacidade de secagem aumenta com a elevação da temperatura. Como pode ser verificado na Tabela 4, as temperaturas de secagem mais elevadas requerem menor energia para evaporar uma unidade de massa de água, isto é, o secador é mais eficiente para temperaturas mais elevadas. A eficiência energética do secador foi considerada razoável, se comparada a outros secadores de fluxo cruzado. Os valores obtidos para os custos de operação estão relacionados na Tabela 6. As maiores parcelas desse custo são devidas ao custo de mão-de-obra e aos custos fixos (90% do total). Pela comparação com custos de secagem da extinta CIBRAZEM, observa-se que os custos de operação do secador foram semelhantes aos custos no Estado do Rio de Janeiro e cerca de 30 a 40% inferiores aos custos em outras regiões, sem computar o custo de transporte. Secagem e Armazenagem de Produtos Agrícolas

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TABELA 3 – Parâmetros médios relativos aos grãos Parâmetro

Condição

Umidade do grão (%b.u.) Peso do lote (kg) Temperatura dos grãos (oC) Percentagem de impurezas Massa específica (m3kg-1) Percentagem de trincas

Índice de susceptibilidade quebra (%) Percentagem de germinação Fluxo de recirculação (m3.min.-1)

Inicial Final Inicial Final Inicial Final Inicial Final Inicial Final Zero Simples Duplas Múltiplas Total à Inicial Final Inicial Final

Temperatura de secagem (oC) 60 80 100 23,9 21,6 24,3 14,5 14,8 14,3 2339 2391 2518 2081 2162 2247 25,2 24,4 24,8 38,2 40,7 41,1 0,28 1,10 0,52 0,49 1,70 0,68 748 728 744 792 762 776 16,0 28,3 14,0 49,3 30,0 25,6 19,7 27,3 31,0 15,0 14,3 29,3 84,0 71,7 86,0 0,87 0,96 1,23 0,75 0,98 0,19 84,3 88,0 86,0 86,6 41,7 12,6 0,04 0,04 0,04

TABELA 4 – Parâmetros médios do ar e especificações do secador Temperaturas (oC) Parâmetros

Energia consumida (kJ x 103)

Tempo minutos

242

Temperatura média do ar de secagem (oC) Temp. média do ar ambiente (oC) Umid. rel. média do ar ambiente (%) Combustível Energia elétrica % da energia elétrica em relação ao total - Carga - Secagem - Resfriamento - Descarga Total

60 61,2

80 81,2

100 101,2

27,0 55,0

27,2 59,0

26,3 59,3

1668 40,6 2,38

1474 27,2 1,83

1802 26,8 1,47

14,3 480 30,0 11,7 536

25,0 300 36,7 25,0 387

16,7 320 30,0 15,3 382

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Capítulo 9

Composição do Custo de Secagem

Continuação Tabela 4 Pressão estática média (mm.c.a) Densidade de fluxo de ar (m3.min-1.m-2) 3 Capacidade de -m de produto úmido.h-1 -m3 de produto seco.h-1 secagem kg de produto úmido.h-1 kg de produto seco.h-1 excl. energia elétrica Eficiência incl. energia elétrica energética de secagem (kJ.kg-1 água removida)

37,8 25,8

27,6 28,3

27,5 28,3

0,349 0,293 261 233 6479 6637

0,521 0,452 381 345 6314 6432

0,571 0,483 425 374 5523 5608

TABELA 5 - Teores médios de umidade (% b.u.) das amostras retiradas durante a descarga Condições de amostragem Amostras retiradas, a cada cinco minutos, durante a descarga do secador.

Médias

Temperatura de Secagem (oC) 60 80 100 14,4 14,6 14,5 14,5 14,4 14,3 14,4 14,9 14,4 14,6 15,0 14,4 15,1 13,8 15,0 13,1 14,6 14,5 14,8 14,1

TABELA 6 - Custo operacional do secador avaliado]

60 5,19 8,30 1,67 2,60 19,68 31,60 35,75 57,40 62,28

Temperatura (oC) 80 4,34 7,90 1,05 1,90 13,45 24,60 35,75 65,60 54,57

100 5,22 9,37 1,02 1,80 13,04 23,40 35,75 65,40 55,00

109,70

100,30

92,00

Custo operacional Custo do combustível ($.t-1) % do custo de operação Custo da eletricidade ($.t-1) % do custo de operação Custo da mão-de-obra ($.t-1) % do custo de operação Custos fixos ($.t-1) % do custo de operação Custo de operação total ($.t-1) % do custo da ex-CIBRAZEM Rio de Janeiro

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243

Capítulo 4

Composição do Custo de Secagem

Continuação Tabela 6 Demais regiões Custos da ex-CIBRAZEM ($.t-1) Rio de Janeiro Demais regiões

73,30

67,00

61,00

56,65 84,91

54,48 81,65

59,84 89,73

8. LISTA DE SÍMBOLOS As - área de secagem, m2; CA - custo total de secagem anual, $.ano-1; Cc - custo do combustível para secagem, $.m-3 de produto; CC - custo do combustível, $.t-1 de produto seco; CEE - custo da energia elétrica, $.t-1 de produto seco; CF - custos fixos, $.t-1 de produto seco; Cf - custos fixos, $.m-3 de produto; CIS - custo inicial do secador, $; CMO - custo da mão-de-obra, $.t-1 de produto seco; Cpa - calor específico do ar seco, kJ.kg-1.oC-1; Cpv - calor específico do vapor de água, kJ.kg-1.oC-1; cs - capacidade de secagem, kg.h-1; CS - capacidade de secagem, m3.h-1; Ctot - custo total de secagem, $.m-3 de produto; Cv - custo de operação do ventilador, $.m-3 de produto; C1 - custo do combustível para a secagem, $.h-1; C2 - custo da eletricidade para a secagem, $.h-1; C3 - custo da mão-de-obra, $.h-1; C4 - custo de inadequação do sistema ("timeliness cost"), $.h-1; C5 - custos fixos, $.ano-1; C6 - custos de quebra técnica, $.ano-1; DFar - densidade de fluxo de ar, m3.min-1.m-2; EA - energia necessária para aquecer o ar, kJ.h-1; EC - energia consumida, kJ; EEs - eficiência energética de secagem, kJ.kg-1 água evaporada; EM - energia consumida pelos motores, kJ; EPC - energia proveniente do combustível, kJ; E1 - eficiência da combustão, decimal; E2 - eficiência global do ventilador e de seu motor, decimal; F - custo da depreciação, de manutenção, de juros e de taxas, como uma fração do custo inicial do equipamento, decimal; Fp - fator de programação; . programação antecipada : Fp = 2,0.ano-1; . programação atrasada : Fp = 2,0.ano-1; . programação balanceada : Fp = 4,0.ano-1; FQ - fator de quebra técnica, decimal; F1 - fator de inadequação, decimal.dia-1. Para o milho : F1 = 0,003.dia-1; 244

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Capítulo 9

Composição do Custo de Secagem

HR - número de horas de secagem por dia, h.dia-1; ma - vazão mássica do ar, kg.h-1; Mf - massa final do produto, kg; Mi - massa inicial do produto, kg; MP - massa do produto, kg; n - constante de ajuste, decimal; . sistemas com ar aquecido : n = 0,2 . sistemas com ar natural : n = 0,0 Pc - poder calorífico do combustível, kJ.unidade-1; PC - poder calorífico do combustível, kJ.kg-1; PCI - percentagem do custo inicial do secador, % . para secador estudado: PCI = 17%; PE - potência dos equipamentos, kW; PEE - custo da energia elétrica, $.kWh-1; PK - custo do combustível por quilograma, $.kg-1; PM - potência dos motores, kW; PMO - preço da mão-de-obra, $.h-1; Pot - potência necessária para forçar o ar através dos grãos, kW.m-3 de produto; P1 - custo do combustível, $.unidade-1; P2 - custo da eletricidade, $.kWh-1; P3 - custo da mão-de-obra, $.h-1; P4 - custo do produto, $.m-3; P5 - custo inicial do sistema, $; QC - quantidade de combustível, kg; QS - quantidade de grãos secados, t; QSA - quantidade de grãos secados por ano, t; QT - quantidade total a ser secada, m3.ano-1; RM - razão de mistura, kg de água.kg-1 de ar seco; T - temperatura do ar de secagem, oC; Tamb - temperatura ambiente, oC; TF - tempo de funcionamento dos motores, h; tmax - tempo máximo de secagem por ano, h; ts - tempo de secagem, h; TS - tempo total de operação do secador, h; UC - umidade do combustível, % b.u.; Vpmax - volume máximo de produção por ano, m3; Vs - volume do secador, m3; Vzar - vazão do ar, m3.min-1; X - profundidade de secagem, m.

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245

Capítulo 4

Composição do Custo de Secagem

9. LITERATURA CONSULTADA 1.

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BAKKER-ARKEMA, F.W.; RODRIGUES, J.C.; BROOK, R.C.; BROOKER, D.B. Grain quality and energy efficiency of commercial grain dryers. St. Joseph, Michigan, ASAE, 1981. 15 p. (ASAE Paper, 81-3019.)

BILAS, R. A. A teoria microeconômica: uma análise gráfica. Rio de Janeiro, Forense Universitária, 1979. 404p.

CHANG, D.I.; CHUNG, D.S.; HODGES, T.O. Grain dryer selection model. St. Joseph, Michigan, ASAE, 1979. 27 p. (ASAE Paper, 1979-3519)

CIBRAZEM. Tabela de tarifas das unidades armazenadoras de ambiente natural - vigência: 28-02-86. 1986.

FERGUSON, C. E. Teoria microeconômica. Rio de Janeiro. Forense Universitária, 1980. 609p.

FRANCO, W. de. Matemática financeira. São Paulo, Atlas, 1977. 273p.

GUNASECAKARAN, S. & PAUSEN, M.R. Breakage of corn as a function of drying rates. Transaction of the ASAE, 28 (6):2071-2076, 1985.

10. GUSTAFSON, R.J. & MOREY, R.V. Moisture and quality variations across the column of a cross flow grain. Joseph, Michigan, ASAE, 1980. 15p. (ASAE Paper, 80-3513.) 11. GUSTAFSON, R.J.; MAHMOUD, A.Y.; HALL, G.E. Breakage susceptibility reduction by short-term tempering of corn. Transaction of the ASAE, 26(26):918-922, 1983. 12. HOFFMANN, R.; ENGLER, J. J. de C.; SERRANO, O.; THAME, A. C. de M. & NEVES, E. M. Administração da empresa agrícola. São Paulo, Pioneira, 1987. 325p. 13. KASNER, E. Essentials of engineering economics. Hightstown, New Jersey, McGraw-Hill, 1979. 277p. 14. MILLER, B.S.; HUGHES, J.W.; ROUSSER, R.; POMERANZ, V. A Standard method for measuring breakage susceptibility of shelled corn. St. Joseph, Michigan, ASAE, 1979, 18p. (ASAE Paper, 79-3087.) 15. ROSS, I.J. & WHITE, G.M. Discoloration and stress cracking of white corn as affected by over drying. Transaction of the ASAE, 15(2):327-329, 1972. 246

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Capítulo 9

Composição do Custo de Secagem

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