CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um equipamento de beneficiamento automatizado compreendendo de forma integrada as seguintes unidades : limpeza, secagem, pesagem e classificação, bem como empacotamento e rotulagem de grãos. Particularmente, o dito equipamento provê uma maior produtividade e redução de custos logísticos para o escoamento de grãos.

[002] Adicionalmente, a presente invenção provê um sistema de monitoramento e rastreabilidade da carga.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Atualmente, a agroindústria emprega uma série de equipamentos que realizam, de forma independente, cada etapa de beneficiamento e armazenagem de grãos, resultando em um impacto significativo nos custos de implantação e operação do sistema.

[004] Sabe-se que a operação de silagem requer o acondicionamento dos produtos agrícolas em um ambiente seco, isolado do meio externo e em temperatura e umidade adequadas. Isto implica na utilização de controles automatizados ou manuais de aparelhos de limpeza, desumidificação e de ajuste de temperaturas, permitindo a estocagem por longos períodos de tempo.

[005] No entanto, apesar de as etapas de beneficiamento e armazenamento de grãos possuírem um papel muito importante para a produção agrícola, dada as altas produtividades apresentadas pela agroindústria nos últimos anos, muitas vezes faltam locais adequados para o armazenamento destas cargas, acarretando na perda da safra pelo produtor e no abuso dos preços pela terceirização desse serviço.

[006] Neste sentido, alguns produtores que optaram por realizar as etapas de secagem, limpeza e armazenamento de grãos na própria fazenda, relataram vantagens, tais como, reduções das perdas da lavoura devido ao retardamento da colheita e da acomodação dos produtos em locais inadequados, redução dos custos de frete, liberdade de comercialização dos seus produtos, dentre outras.

[007] Os documentos US2183511A, US4312750A, CN2370362 e US8141328 revelam sistemas compreendendo as etapas de beneficiamento requeridas aos produtos agrícolas. No entanto, verifica-se que tais sistemas são aplicados de forma independente, ou seja, não há qualquer interligação entre as etapas necessárias.

[008] As patentes americanas Nos. US2183511A e US4312750A revelam um sistema de limpeza dos grãos, onde é possível retirar impurezas com diferentes tamanhos e formatos, compreendendo telas cilíndricas rotativas com diferentes diâmetros de orifícios para diferenciar os grãos das impurezas.

[009] Já a patente chinesa No. CN2370362 revela um modelo para secagem de grãos móvel que pode ser utilizado na colheita, compreendendo uma câmara cilíndrica de secagem, compostas por um material permeável na forma de rede, uma broca horizontal, um queimador de gás e um mecanismo de controle manual.

[0010] Para caracterizar o armazenamento de grãos ensacados, a patente US8141328 revela um sistema e um método para armazenamento hermético autónomo de mercadorias a granel, formado por um material fino, leve, impermeável e resistente aos raios ultravioleta, ventos e roedores.

[0011] Como pode ser observado, os documentos aqui descritos revelam sistemas que atuam de forma independente, ou seja, realizam apenas uma das etapas de beneficiamento por vez, não havendo qualquer interligação entre si, ou então, como no caso da patente US8141328, além de necessitar de equipamentos externos para realização do beneficiamento, não é possível o transporte da carga em seu interior.

[0012] Como se sabe, a garantia da qualidade dos grãos durante as operações de estocagem e escoamento da produção, que são, geralmente, realizadas em armazéns de carga terceirizados, está diretamente vinculada aos parâmetros de temperatura e umidade dos grãos.

[0013] Com o intuito de solucionar tais problemas, a presente invenção provê um equipamento de beneficiamento automatizado e compreendendo de forma integrada, ou seja, em um único equipamento, as etapas de limpeza, secagem, pesagem e classificação dos grãos, bem como empacotamento e rotulagem, dispensando o uso de processos intermediários.

[0014] Adicionalmente, a presente invenção provê um sistema de monitoramento das propriedades dos grãos, tais como, por exemplo, temperatura e pressão, bem como da rastreabilidade, ou seja, localização, da carga para acompanhamento do cliente final.

[0015] A presente invenção provê as seguintes vantagens:

• liberdade de escolha na comercialização dos produtos, objetivando preços e condições mais atraentes;

• redução de algumas etapas na logística de grãos, uma vez que a carga será embalada e já classificada, tornando o processo mais rápido e eficaz;

• maior rendimento das colhedoras por não necessitar de transporte imediato ou local específico para armazenagem;

• evita as taxas e descontos cobrados por produtos depositados em armazéns de terceiros;

• diminuição do gargalo portuário provocado pela sazonalidade dos grãos, uma vez que o produtor poderá comercializar seus produtos fora da época de safra;

• redução dos períodos ociosos na colheita decorrente da espera dos caminhões, comumente retidos nas longas filas de espera para descarga nas unidades coletoras ou intermediárias;

• customização e melhora da qualidade do produto dado ao fato de a embalagem conter produto apenas de tom produtor, podendo, assim, ser garantida a sua segregação, mantendo qualidade e originalidade de grãos GMO e NO-GMO, permitindo, ainda, a sua rastreabilidade;

• possibilidade de acesso a novos mercados consumidores, visto a viabilidade de comprar produtos em menores volumes; • redução do uso de combustível fóssil como fonte de energia e baixa geração de resíduos, sendo portanto, uma tecnologia mais limpa;

• redução de emissões de poluentes provenientes da queima de combustíveis fósseis durante a etapa de secagem dos grãos;

• possibilidade de transporte porta a porta, uma vez que a carga é embalada podendo permanecer desta forma até o destino final, sem a necessidade de ser violada para realizar etapas de armazenamento, transbordo e transporte;

• mitigação de perdas e avarias da carga decorrentes do transporte a granel, devido aos multimodais utilizados atualmente desde a origem até o destino final; e

• maior competitividade no mercado internacional devido à redução dos custos de frete e armazenamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A invenção poderá ser melhor compreendida através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo, onde:

[0017] A Figura 1 representa a vista lateral direita do equipamento da presente invenção, com as unidades que o compõem;

[0018] A Figura 2 representa uma vista frontal do equipamento da presente invenção;

[0019] A Figura 3 representa uma vista superior do equipamento da presente invenção; [0020] As Figuras 4A e 4B representam, respectivamente, uma vista da lateral direita e frontal da unidade de secagem de grãos compreendida no equipamento da presente invenção, onde é possível observar o trajeto que os grãos irão realizar desde a entrada até a saída do secador (18), sendo carregado através de um meio transportador de grãos (23) ;

[0021] As Figuras 5A e 5B representam, respectivamente, uma vista da lateral direita e frontal da unidade de empacotamento e rotulagem de grãos compreendida no equipamento da presente invenção;

[0022] A Figura 6 representa uma vista frontal da operação de liberação do grão a granel, compreendida no equipamento da presente invenção;

[0023] As Figuras 7A e 7B representam, respectivamente, uma vista da lateral direita e frontal do sistema de engrenagens que irá fazer parte da movimentação mecânica nas operações de transporte de grãos presentes no equipamento da presente invenção;

[0024] A Figura 8 representa uma vista lateral da balança de fluxo compreendida no equipamento da presente invenção;

[0025] A Figura 9 representa a embalagem e seus componentes;

[0026] A Figura 10 representa os componentes eletrónicos presentes na embalagem obtida pelo equipamento da presente invenção; [0027] A Figura 11A representa o fluxograma do processo de pós colheita de grão realizado através do equipamento da presente invenção; e

[0028] As Figuras 11B e 11C representam fluxogramas comparativos entre as etapas de pós colheita realizadas no estado da arte e as etapas de pós colheita empregando o equipamento da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0029] Na descrição detalhada que se segue, vários detalhes específicos, e não limitativos, são apresentados, a fim de proporcionar uma maior compreensão da presente invenção.

[0030] Em um primeiro aspecto, a presente invenção tem como objetivo fornecer um equipamento mais acessível, prático e eficiente.

[0031] Particularmente, a presente invenção provê um equipamento automático de beneficiamento de grãos (78) compreendendo, de forma integrada, ou seja, em um único equipamento, as seguintes unidades;

• uma unidade de limpeza (2) compreendendo em sua extremidade superior um reservatório (1) para depósito dos grãos; um par de peneiras rotativas com diferentes permeabilidades (3), sendo as ditas peneiras (3) movimentadas através de um sistema de engrenagens (4), em que o dito sistema de engrenagens (4) ê conectado através de uma polia (6) a um eixo rotacional principal (13);

• uma unidade de secagem compreendendo um secador (18), sendo que o dito secador compreende em seu interior um meio de distribuição de ar (20) conectado pela tubulação (17) a uma fonte de calor (16); um meio transportador de grãos (23) conectado na extremidade superior (21) do dito secador (18); um ou mais meios de medição e classificação de umidade (37); uma pluralidade de canaletas permeáveis ao ar (53) dispostas no interior do dito secador (18); um meio de transporte de grãos (19) acoplado no interior do dito secador (18); e um reservatório (22) compreendendo uma porta (45) e uma alavanca (44) em sua extremidade inferior;

• uma unidade de pesagem e classificação de grãos compreendendo uma balança de fluxo em batelada (27) onde uma parte dos grãos secos serão pesados, enquanto uma outra parte dos grãos secos será coletada através de caladores (28), classificada pelo meio classificador automático (29) e retornada à balança (27); em que a dita balança (27) dispõe em sua extremidade inferior de uma porta (48) que é acionada pelo meio de abertura e fechamento de porta (31); e

• uma unidade de empacotamento e rotulagem de grãos compreendendo: i. um meio de empacotamento compreendendo garfos (33) que posicionam e sustentam a embalagem (34) no interior do molde (55) para recebimento da carga de grãos; suporte de garfos (32), em que o dito suporte de garfos (32) se desloca por trilhos (35) conectados na base (36) do dito suporte (32); ii . um meio de vedação e selagem de embalagem (46) posicionado de forma adjacente ao meio de empacotamento; iii. um meio de retirada de ar (24) da embalagem (34); e iv. uma etiquetadora (30), a qual aplica uma etiqueta (75) na embalagem (34) .

[0032] As Figuras 1, 2 e 3 representam o equipamento da presente invenção. Inicialmente, com o auxilio de uma colheitadeira ou caminhão auxiliar, os grãos colhidos são depositados no funil (1), o qual direciona os grãos para a unidade de limpeza (2), a fim de separar os grãos das impurezas. Os grãos limpos, apôs a passagem pelas peneiras rotativas (3), são direcionados pela canaleta (7) até o meio direcionador de grãos (8), onde parte dos grãos será direcionada ao meio de medição e classificação de umidade (37) e a outra parte será direcionada para o meio de transporte de grãos (23) . As impurezas geradas, decorrentes da unidade de limpeza, serão descartadas pela canaleta (5) de volta ao solo na forma de adubo.

[0033] O dito meio de medição e classificação de umidade (37) é responsável por determinar a temperatura da fonte de calor (16) e a vazão de ar quente no interior do secador através do soprador (10) .

[0034] Após os grãos passarem pela unidade de limpeza (2), a parcela que for considerada limpa é direcionada pela canaleta (7), por gravidade, até o meio direcionador de grãos (8) , onde parte dos grãos será direcionada pelo duto (38) para o meio medidor de umidade (37), o qual realiza o controle de temperatura da fonte de calor (16) e a velocidade da ingestão de ar no secador através do meio de ventilação (10), que são requeridos para a unidade de secagem dos grãos. A maior parcela de grãos que não foi direcionada ao meio de medição e classificação de umidade (37) será transportada através de um meio transportador de grãos (23), conforme apresentado nas Figuras 4A a 4B, até o secador (18).

[0035J Preferivelmente, a dita unidade de limpeza do equipamento da presente invenção compreende adicionalmente um meio direcionador de grãos (8) .

[0036] Os grãos serão depositados no secador (18) através da extremidade superior (21) , e passarão no interior do secador (18) por gravidade. As canaletas permeáveis ao ar (53) servem para diminuir a velocidade dos grãos no interior do secador (18), a fim de mantê-los por mais tempo em contato com o ar aquecido. Para realizar uma secagem igualitária dos grãos em seu interior, o meio de distribuição de ar (20) é conectado pelo direcionador de ar (17) à fonte de calor (16).

[0037] Após a primeira passagem dos grãos no interior do secador (18), estes serão depositados no reservatório (22), onde será medida a sua umidade. Caso a umidade desejada, pré-estabelecida, não tenha sido atingida, o meio de transporte de grãos (19) transportará os grãos do reservatório (22) até a parte superior do secador (18) para que estes possam ser novamente secos. Repete-se o processo de secagem, quantas vezes forem necessárias, até que o valor da umidade desejada seja atendido. Ao atingir o valor da umidade desejada, a porta (45) será automaticamente aberta através do sistema de abertura automática (44) .

[0038] Ainda, a dita unidade de secagem do equipamento da presente invenção compreende ainda um meio de ventilação (10) e um meio direcionador de ar (17).

[0039] Após passarem pela unidade de secagem, os grãos são transportados através de um meio de transporte de grãos (23) para a dita unidade de pesagem e classificação (76) . Quando os grãos atingirem um peso pré-determinado, estes são descarregados através da porta (45) acionada automaticamente pelo sistema de abertura automática (44) .

[0040] Após a etapa de secagem, os grãos secos e çom o valor de umidade requerido serão transportados pelo meio transportador de grãos (23) e resfriados à temperatura ambiente, injetando-se ar frio através do ventilador (40) disposto diretamente no meio de transporte de grãos (23), o qual está disposto de forma adjacente ao dito secador (18) . Os grãos secos serão carregados através do meio transportador de grãos (23) até a balança de fluxo em batelada (27), compreendida na unidade de pesagem e classificação de grãos (76).

[0041] A balança de fluxo (27) será responsável por particionar e pesar as frações de grãos que devem ser embalados. Para realizar a classificação dos grãos nessa etapa, são colhidas amostras através de caladores (28), os quais levam essas amostras diretamente para o meio classificador automático (29), retornando a porção amostrada para a dita balança (27) após a classificação. Ao atingir o peso requerido, os grãos serão liberados através da porta (48), ilustrada na figura 7, acionada automaticamente pelo meio de abertura e fechamento da porta (31), e descarregados no interior do molde (55), compreendido na unidade de empacotamento e rotulagem de grãos.

[0042] Em seguida, os grãos, que foram classificados e pesados, serão depositados no interior do molde de ensacamento (55), compreendido na unidade de empacotamento e rotulagem de grãos, onde a embalagem (34) estarã posicionada para o recebimento destes grãos. Em seguida, aplica-se vácuo no interior da embalagem através do meio de retirada de ar (24), pelo duto (26) conectado à embalagem, a qual será posteriormente vedada e/ou selada através de um meio de vedação e selagem de embalagem (46) .

[0043] A Figura 5 ilustra a representação da unidade de empacotamento e rotulagem dos grãos. Os garfos (33) são responsáveis por posicionar as embalagens (34) no interior do molde (55), e também por dar sustentação às mesmas quando estiverem sendo carregadas, O suporte para os garfos (32) será utilizado tanto para sustentar os garfos (33), e, consequentemente, as embalagens, como também servirá como porta para repor as embalagens e acessar o interior do equipamento (78) . Adicionalmente, o dito suporte (32) se movimentará por trilhos (35) conectados a sua base (36) .

[0044] Como pode ser visto na Figura 6, o direcionador de grãos (60) é utilizado para direcionar os grãos até a esteira transportadora (42), a qual compreende pequenas pás (43) que auxiliam no transporte dos grãos. Utiliza-se um motor elétrico (61) para a movimentação da esteira (42) e das pás (43).

[0045] Em seguida, realiza-se a rotulagem (75) do produto embalado, ou seja, dos grãos embalados, através da etiquetadora (30) e a liberação da carga pelas portas (47) presentes no fundo do equipamento (78) . Para tanto, usa-se um sensor de leitura (57), tal como, por exemplo, identificação de radiofrequência (RFID) , acoplado no interior do molde (55) que faz a leitura das etiquetas (75) presentes no interior da embalagem (34), vinculando as características avaliadas pelo meio de classificador automático (29) à embalagem a ser descarregada.

[0046] De acordo com a presente invenção, as ditas etiquetas (75) irão compreender um código de barras bidimensional (QR Code) e/ou um chip com sensor de radiofrequência (RFID) e/ou um código de barras com as características avaliadas pelo meio de classificador automático (29) e/ou um chip de sistemas de posicionamento global (GPS) . Mais particularmente, o chip com sensor de radiofrequência (RFID) da dita etiqueta (75) compreenderá um sensor de umidade e/ou pressão e/ou temperatura e/ou vácuo dos grãos contidos na embalagem (34) .

[0047] O painel de controle (56) é responsável por alinhar o funcionamento de todas as operações responsáveis pelo beneficiamento dos grãos, classificação, pesagem e empacotamento à vácuo, resultando uma operação de maior confiabilidade e eficácia. Para tal, o dito painel de controle (56) realiza uma análise através de sensores presentes em todos os equipamentos com o intuito de autorregularem de todas as operações de beneficiamento, como, por exemplo, temperatura do aquecedor (16) e tempo de secagem. O painel de controle (56) é responsável pelo controle das atividades de todas as unidades compreendidas no equipamento da presente invenção. [0048] A movimentação rotacional do meio transportador de grãos (23) por todo o equipamento é realizada através de conjuntos de engrenagens (14) conectados ao eixo rotacional principal (13) (ilustrado na Figura 6), podendo este ainda ser conectado ao eixo de transmissão do próprio caminhão rebocador ou, no caso do equipamento ser disposto de forma fixa ao armazém, conectado a um motor auxiliar.

[0049] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dito equipamento compreende placas de painel solar (11) dispostas na sua superfície superior, como fonte de alimentação, sendo a energia ainda armazenada em baterias (12), quando necessário. Em uma modalidade mais preferida, o dito equipamento compreende ainda um gerador (49) capaz de transformar a energia mecânica do eixo rotacional (13) em energia elétrica.

[0050] Adicionalmente, de modo a facilitar o movimento do equipamento da presente invenção, o dito equipamento compreende um conjunto de eixo (50) em sua extremidade inferior e uma ou mais rodas (51) conectadas de forma rotativa ao dito eixo (50) .

[0051] A título meramente exemplificativo, e não limitativo, do equipamento da presente invenção, no caso de carga à granel, os grãos após passarem pela unidade de pesagem e classificação, serão liberados para o molde, compreendendo um direcionador de grãos (60) que direcionará os grãos para a esteira transportadora (42), onde haverá a presença de um sistema de pás transportadoras (43), liberando assim os grãos à granel ^, A movimentação da esteira transportadora (42) é realizada através do motor (61) . [0052] Em um segundo aspecto, a presente invenção provê um sistema de monitoramento de integridade e rastreabilidade de grãos, compreendendo um ou uma pluralidade de sensores dispostos em uma embalagem e configurados para medir as propriedades de temperatura e/ou umidade e/ou pressão e/ou vácuo dos grãos embalados, bem como de localização da carga; e pelo menos um módulo de comunicação configurado para receber os dados do dito um ou uma pluralidade de sensores e configurado para transmitir e armazenar as informações do dito um ou uma pluralidade de sensores em uma nuvem ou qualquer repositório de alta performance.

[0053] Preferivelmente, o dito pelo menos um módulo de comunicação do sistema de monitoramento da integridade e rastreabilidade de grãos da presente invenção compreende um processador configurado para transmitir as informações do dito um ou uma pluralidade de sensores e uma unidade de comunicações sem fio configurada para transmitir sem fio as informações do sensor para um computador externo.

[0054] A figura 9 mostra os sensores dispostos na embalagem (34), os quais poderão identificar exatamente como, quando e onde a carga, ou seja, os grãos embalados, está armazenada, as condições de temperatura, vácuo e pressão dos grãos, bem como trazer também respostas ágeis de localização para acompanhamento do cliente final. As informações medidas pelos ditos sensores, tais como temperatura e/ou umidade e/ou pressão e/ou vácuo da embalagem (34), serão, então, enviadas para e armazenadas, em tempo real, em uma nuvem ou qualquer repositório de alta performance para posterior análise empregando um software de gerenciamento logístico, tal como, por exemplo, o software AtlasSuíte da Império Assessoría em Informações LTDA.

[0055] A Figura 10 ilustra de forma mais detalhada os componentes eletrónicos desse sistema, o qual será composto por sensores de umidade (66), temperatura (63), pressão (64) e vácuo (65), acoplados a um computador de placa única de tamanho reduzido (62), capaz de armazenar e enviar os dados para a nuvem ou qualquer repositório de alta performance, através de um dispositivo de gravação de logs (67) e um dispositivo de comunicação para transferência de dados (70) , respectivamente .

[0056] A dita placa única de tamanho reduzido (62) compreenndeá ainda uma entrada USB (72) para acesso das informações e ajustes in loco.

[0057] Adicionalmente, o dito sistema da presente invenção compreende um módulo de sistemas de posicionamento global (GPS) (68) responsável pela geolocalizaçâo da carga, uma bateria (69) de alta duração e um ventilador (74) para o resfriamento da placa (62), bem como uma válvula de controle de entrada e saída de ar da embalagem (73) .

[0058] Deve-se compreender que embora a invenção tenha sido descrita em detalhes e com referência as suas modalidades específicas, será evidente para aqueles versados na técnica que várias mudanças e alterações poderão ser feitas na invenção ora reivindicada, sem sair do escopo e espírito da invenção.