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7/26/2019 Tcc Gilmar Galon
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Anlise da variabilidade e mtodos
de amostragem de parmetrosqualitativos da cana de acar
Aluno:Gilmar Galon
FABAN RIBEIRO PRETO SPCURSO: ENGENHARIA DE
PRODUO - 2009
Trabalho de Concluso de Curso (TCC)Orientador: Prof. Andr Aparecido Guedes
Coordenador: Prof. Cleber Camacho
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Objetivos
- Anlise da variabilidade de parmetrosqualitativos (atr, pc, fibra, e impurezas)
amostrados no caminho e na mesaalimentadora;- Comparao de mtodos de amostragempor sonda oblqua, horizontal e coletamanual para cana inteira e picada;
- Estudo realizado em 4 unidades de SP e1 de MG.
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Justificativa
- Informaes sobre o tema so limitadas;
- Mtodos de amostragem existentes afetam :- Pagamento de fornecedores;
- Medida da eficincia industrial e desempenho;
- Avaliao de mtodos de plantio e variedades;
- Remunerao dos gestores ( PPR ).
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Teoria da amostragem
Nmero de amostras ideal:2
n = ( t cv % )erro%
onde: n o nmero de amostras;t um parmetro dependente do n de amostras, e do nvel deprobabilidade de confiana desejado p/ a inferncia;
cv % o coeficiente de variao ( desvio padro / mdia )erro % o erro admitido ao nvel de probabilidade desejado
Exemplo: para cv = 10%
erro= 5%t= 2,1 ( com probabilidade = 95% )
temos que n=18 amostras
neste caso, a verdadeira mdia estar dentro da faixa mdia da
amostra de +/- 5% desta, com 95% de probabilidade.
n 95% 99%
3 4,303 9,925
5 2,776 4,604
15 2,145 2,977
100 1,984 2,626
1000 1,962 2,581
valores de t para diferentes n
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Pagamento de cana pelo sistemaCONSECANA
PRENS A HIDRULICA ( 250 Kg/Cm2
H OMO GEN EIZAR E SEPA R AR 500 g
DESFIBRAR ( 88% < IP < 92% )
C OLH ER 03 SU B A MO STR AS
SON D A H O R IZON TA L
PRENS A HIDRULICA ( 250 Kg/Cm2
H OM OGEN EIZAR E SEPA R AR 500 g
DESFIBRAR ( 88% < IP < 92% )
C OLH ER 01 A MOSTR A
SON D A OB LQU A
TIPOS D E A MOSTR A GEM
ATR = 10 x 0,88 x 1,0526 x PC + 10 x 0,88 x ARC ( kg/t )
ATR = Acar total recupervel
PC = Pol da cana
ARC = Acares redutores da cana Fonte: Dedini S/A Indstrias de base
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Tipos de amostragem usados no setor( no recebimento da cana )
- Sonda horizontal (mais usada);
- Sonda oblqua (recente);
- Cana desfibrada na esteira (para indstria).
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Exemplo de Sonda Horizontal
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Problemas Sonda Horizontal
- Laterais dos veculos mais fechadas;
- Maior dificuldade de automao;
- Tempo de amostragem maior.
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Exemplo de Sonda Oblqua
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Problemas Sonda Oblqua
- Trabalho da coroa que causa esmagamentoe cisalhamento da amostra;
- Desgaste prematuro da coroa;- Custo de instalao~ R$ 400.000 ( s. horizontal ~ R$ 120.000 );
- Custo de manuteno~ R$ 30.000 / ano ( s. horizontal ~ R$ 10.000 );
- Cuidados no posicionamento do caminho.
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Vantagens e benefcios:
- Totalmente automtico;
- Reduo de tempo de amostragem;
- Permite coletar amostra no fundo da carga;
- Uma nica amostra suficiente;
- Evita contato do operador com o motorista;
- Menor necessidade de pessoal;
- A amostra cai direto no desfibrador.
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Comparativo Sondas Horizontal / Oblqua
Dados tcnicos para os tomadores de amostras Oblqua Horizontal
1) Dimetro da Sonda 203 mm 203 mm
2) Potncia Eltrica ( Unidade Hidrulica ) 20 CV 05 CV
3) Potncia Eltrica ( Rotao da Sonda ) 40 CV 10 CV
4) Potncia Eltrica ( Translao ) 1,5 CV
5) Presso Mxima no Circuito Hidrulico 100 Kgf/Cm2 105 Kgf/Cm2
6) Presso de Operao ( Regime Normal ) 80 Kgf/Cm2 80 Kgf/Cm2
7) Durao do Ciclo Completo ( Amostragem/Ejeo ) 130 s 180 s
8) Peso do Equipamento em Funcionamento 8.300 Kg 3.400 Kg
9) Curso da Sonda 4.600 mm 1.200 mm10) Rotao da Sonda 330 rpm 550 rpm
11) Nmero Mdio de Amostragem Hora > 25 18 a 22
12) Peso Mdio da Amostra 19 Kg 05 a 15 Kg
13) ngulo da Inclinao da Sonda 55 0
14) Velocidade da Penetrao da Sonda 7,1 Cm/s 14 Cm/sFonte: Dedini S/A Indstrias de base
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Metodologia
Os experimentos foram realizados em 5 unidades industriais diferentes :
1) USINA CERRADINHO (sonda oblqua x horizontal);
2) USINA PITANGUEIRAS (variabilidade na sonda oblqua);
3) USINA MONTE ALEGRE (variabilidade na sonda horizontal);
4) USINA CAROLO (sonda horizontal x manual x mesa);
5) USINA GALO BRAVO (sonda horizontal x manual).
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USINA CERRADINHO(Responsvel Luiz A. Magazoni)
- Mesma carga, amostragem pelas sondas:
- OBLQUA
- HORIZONTAL
- Total de cargas analisadas: 73 ( safra 2004 - outubro/novembro )
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USINA CERRADINHO
Sonda Obliqua Sonda Horizontal
amostra Fib %cana % imp veg %imp min ATR PC Fib %cana % imp veg %imp min ATR PC1 13,20 3,67 0,24 152,75 16,06 11,81 4,35 0,28 164,79 17,432 13,14 11,75 0,32 151,19 15,93 11,57 1,85 0,30 160,01 16,853 12,72 5,64 0,32 147,20 15,42 12,56 3,16 0,34 160,74 17,044 12,28 2,88 0,34 156,60 16,52 12,84 1,69 0,44 154,04 16,215 12,90 2,84 0,34 161,10 17,01 13,45 2,71 0,38 167,49 17,716 15,51 7,67 0,58 137,11 14,38 12,73 4,79 0,48 157,41 16,577 10,89 3,17 0,64 149,23 15,63 12,03 3,13 0,36 150,68 15,618 10,54 0,57 0,40 145,02 15,26 11,55 2,40 0,24 152,22 15,719 11,97 3,33 0,22 149,90 15,68 12,73 6,68 0,48 167,44 17,6710 11,70 4,72 0,40 150,20 15,71 11,13 0,17 0,66 163,75 17,1211 12,26 3,97 0,72 148,62 15,57 11,68 2,49 0,48 157,60 16,5212 12,11 1,97 0,88 150,09 15,65 11,21 0,38 0,50 154,82 16,22
13 12,21 0,95 0,74 159,21 16,65 10,56 0,73 0,56 162,13 17,0314 10,48 0,42 0,68 149,33 15,58 10,12 1,20 0,42 163,17 17,5115 11,77 11,56 0,68 144,47 15,12 13,29 3,46 0,50 165,98 17,5616 11,80 4,08 0,76 145,45 15,19 10,77 0,13 0,44 160,60 16,9117 11,40 10,42 0,32 177,29 18,76 11,97 11,63 0,40 173,45 18,37. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .
73 12,52 3,05 0,62 160,15 16,80 13,26 1,46 0,36 159,37 16,78
Tabela demonstrativa
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RESUMO
sonda sonda H/OObliqua Horizontal (%)
ATR 159,76 165,12 3,36
PC 16,8 17,41 3,63
Fib %cana 12,68 12,4 -2,21
% imp veg 4,51 4,61 2,22
%imp min 0,78 0,7 -10,26
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PC
Welch Two Sample t-test
p = 0.002824
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18/41
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19/41
FIBRA
Welch Two Sample t-testp = 0.4855
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IMPUREZA MINERAL
Welch Two Sample t-test
p = 0.6463
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IMPUREZA VEGETAL
Welch Two Sample t-testp = 0.9247
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USINA PITANGUEIRAS(Responsvel : Gilmar Galon)
Em um mesmo caminho (carga),
foram feitas 18 amostragens em
diferentes pontos (pr-
determinados).
Utilizou-se sonda OBLQUA;
Foram analisadas 20 cargas;
Safra 2004 - out./ nov.
Cabine
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
13 14 15
16 17 18
Traseira
posio amostras
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Anlise de disperso das amostras
Da ta Amos Fi b r a Im p Im p ATR PCC
1 m i n veg
18/10/04 1 11,84 1,03 8,43 156,13 16,34
18/10/04 2 11,54 1,57 5,08 155,32 16,27
18/10/04 3 12,13 1,53 2,13 160,19 16,83
18/10/04 4 12,39 2,4 5,18 152,92 15,99
18/10/04 5 13,13 4,97 9,41 147,52 15,39
18/10/04 6 12,36 2,3 9,5 153,43 16,04
18/10/04 7 12,54 4,63 6,39 153,25 16,0418/10/04 8 12,43 2,7 7,54 154,7 16,21
18/10/04 9 12,39 1,03 6,54 152,92 15,99
18/10/04 10 12,93 6 6,17 154,91 16,25
18/10/04 11 12,22 2,87 4,38 158,1 16,59
18/10/04 12 11,59 1,06 3,66 161,8 16,96
18/10/04 13 13,1 2,23 8,5 149,39 15,61
18/10/04 14 12,04 2,03 6,02 157,59 16,54
18/10/04 15 11,74 2,23 1,84 157,07 16,43
18/10/04 16 13,15 2 6,6 149,71 15,6818/10/04 17 13,63 5,06 9,07 138,23 14,47
18/10/04 18 13,49 3 12,23 138,23 14,36
12,48 2,70 6,59 152,86 16,0013,63 6,00 12,23 161,80 16,9611,54 1,03 1,84 138,23 14,360,63 1,50 2,69 6,44 0,700,05 0,55 0,41 0,04 0,04COEF. VARIAO
MDIAMXIMOMNIMO
DESVIO PADRO
Para cada caminho foi montada uma planilha como esta
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USINA MONTE ALEGRE(Responsvel : Luiz Fernando P. Alves)
Em um mesmo caminho (carga), foram feitas 33amostragens em diferentes pontos (pr-determinados), e uma amostragem conforme mtodo
Consecana. Utilizou-se sonda HORIZONTAL; Foram analisadas 10 cargas; Safra 2004 - outubro e novembro;1 2 3 4 5 6 7 8
3
2
9 10 11
1
posioamostras
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Anlise de disperso das amostras
Imp Imp
min veg
04/11/04 1 1 1 13,63 0,50 1,36 147,27 15,45
04/11/04 2 2 1 14,67 0,40 1,31 155,62 16,56
04/11/04 3 3 1 13,63 0,70 0,51 163,15 17,37
04/11/04 4 1 2 16,75 2,40 0,53 151,89 16,18
04/11/04 5 2 2 18,64 2,80 1,55 150,82 16,05
04/11/04 6 3 2 16,77 2,00 1,14 157,12 16,74
04/11/04 7 1 3 20,29 1,00 2,21 141,60 14,75
04/11/04 8 2 3 17,30 1,10 4,69 151,53 16,06
04/11/04 9 3 3 15,56 0,80 3,83 160,14 17,05
04/11/04 10 1 4 16,81 1,10 10,80 142,34 14,94
04/11/04 11 2 4 23,48 0,90 30,56 111,42 11,13
04/11/04 12 3 4 26,43 0,80 47,15 95,46 9,11
04/11/04 13 1 5 16,03 1,00 3,34 150,78 15,86
04/11/04 14 2 5 16,98 0,80 16,19 144,25 15,01
04/11/04 15 3 5 19,30 0,70 8,70 138,64 14,47
04/11/04 16 1 6 23,14 0,60 26,00 118,96 12,10
04/11/04 17 2 6 15,53 0,80 0,89 161,30 17,05
04/11/04 18 3 6 16,34 1,10 1,38 161,27 17,12
04/11/04 19 1 7 20,21 1,00 6,56 133,56 13,78
04/11/04 20 2 7 25,08 0,80 22,46 115,91 11,75
04/11/04 21 3 7 15,17 0,50 1,68 159,92 16,99
04/11/04 22 1 8 18,78 0,60 8,26 141,92 14,90
04/11/04 23 2 8 23,71 0,50 6,85 124,37 13,01
04/11/04 24 3 8 24,35 1,00 20,44 113,96 11,60
04/11/04 25 1 9 17,30 0,70 1,46 152,05 16,16
04/11/04 26 2 9 18,98 0,60 2,37 148,26 15,74
04/11/04 27 3 9 18,19 0,80 1,55 160,90 17,11
04/11/04 28 1 10 15,07 0,70 1,40 154,81 16,37
04/11/04 29 2 10 14,73 0,40 0,73 166,48 17,69
04/11/04 30 3 10 14,67 0,80 1,07 168,30 17,86
04/11/04 31 1 11 15,73 0,70 0,81 163,72 17,39
04/11/04 32 2 11 13,61 0,60 0,42 158,39 16,80
04/11/04 33 3 11 16,84 0,60 1,15 154,06 16,34
04/11/04 34 19,43 0,60 10,86 123,73 12,60
17,99 0,90 7,25 146,07 15,35
26,43 2,80 47,15 168,30 17,86
13,61 0,40 0,42 95,46 9,11
3,55 0,53 10,77 18,04 2,16
0,20 0,58 1,49 0,12 0,14
PCCData 1 Amos Alt Larg ATRFibra
MNIMO
DESVIO PADRO
COEF. VARIAO
Conv
MDIA
MXIMO
Para cada caminho foi montada uma planilha como esta
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convencional media de 33 amostras
120
130
140
150
tipo
ATR
ATR Fibra
convencional media de 33 amostras
12
14
16
18
20
tipo
fibra
Comparativo dos resultados
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convencional media de 33 amostras
0.5
1.0
1.5
2.0
tipo
imp
.min
convencional media de 33 amostras
4
6
8
10
tipo
imp
.veg
Impurezasvegetais
Impurezasminerais
Comparativo dos resultados
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1 2 3 4 5 6 7 8
3
2
9 10 11
1
Resultados em relao altura dacarga
Fibra I min I veg ATR PCC
mdia da camada superior - 1 17,61 0,94 5,70 145,35 15,26
mdia da camada intermediria - 2 18,43 0,88 8,00 144,39 15,17
mdia da camada inferior - 3 17,93 0,89 8,05 148,45 15,61
mdia de todas as amostras 17,99 0,90 7,25 146,07 15,35
resultado da anlise convencional 19,43 0,60 10,86 123,73 12,60
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Resultados em relao altura
1 2 3 Conv
0
10
20
30
40
Altura
Imp
.veg
1 2 3 Conv
0
1
2
3
4
5
6
7
Altura
Imp
.min
Impurezas minerais Impurezas vegetais
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Variabilidade dos resultados emrelao ao tipo de sonda
ATR FIBRA I. MIN. I. VEG. PCC
Sonda Horizontal 12,65 2,99 0,66 5,85 1,52
Sonda Oblqua 5,39 0,64 0,89 2,42 0,61
ATR FIBRA I. MIN. I. VEG. PCC
Sonda Horizontal 9,2% 18,7% 54,4% 85,0% 10,8%
Sonda Oblqua 3,5% 5,0% 52,7% 34,3% 3,8%
ATR FIBRA I. MIN. I. VEG. PCC
Sonda Horizontal 14 56 473 1.155 19
Sonda Oblqua 2 4 445 189 2
Mdia dos desvios padro
Mdia dos Coeficientes de Variao
nmero necessrio de amostras para obteno de erro de 5 %
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Disperso das medidas obtidas em sondaoblqua e horizontal em uma determinada anlise
5 10 15 20
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Distribuio do PCC (Obliqua - Azul, Horizontal - Vermelho)
Caminho 04-11-04
Pol da Cana %
Density
5 10 15 20 25 30 35
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Distribuio da Fibra (Obliqua - Azul, Horizontal - Vermelho)
Caminho 04-11-04
Fibra da Cana %
Density
PCC Fibra
Horizontal -----
------ Oblqua
------ Oblqua
----- Horizontal
Experimento realizado na Usina
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Experimento realizado na UsinaCerradinho
- 6 amostragens por caminho com cada tipo de sonda( desvio padro em relao ao ATR )
- clculo do nmero de coletas necessrias na sonda horizontalpara obteno do mesmo desvio padro da sonda oblqua ( ATR )
Concluso: seriam necessrios 6,4 furos da sonda horizontalpara se obter o mesmo desvio padro da sonda oblqua.
teste / caminho 1 2 3 4 5 6 7 mdia
dp sonda horizontal 3,8 5,4 8,8 4,1 7,6 6,4 3,8 5,7
dp sonda oblqua 1,8 2,8 2,5 1,8 2,3 2,9 2,1 2,3
n amostras equivalente 4,4 3,7 12,3 5,4 11,3 4,7 3,3 6,4
n furos utilizados pelo mtodo Consecana 3
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US. CAROLO E GALO BRAVO(Responsveis : Nerci e Ranieri)
Nestas usinas, analisamos Cana Inteira e Picada.
Usina Carolo: amostramos 20 caminhes de cana inteira e 20 de canapicada. De cada caminho, retiramos trs amostras conformedescrevemos a seguir:
Sonda: Coleta da amostra com a sonda horizontal Caminho: Coleta manual da amostra sobre o caminho
Mesa: Coleta manual da amostra durante a descarga na mesaalimentadora
Usina Galo Bravo: amostramos 24 caminhes de cana inteira e 15 decana picada. De cada caminho, retiramos duas amostras, sendo umana sonda e outra no caminho da mesma maneira da Us. Carolo.
Os procedimentos de anlises foram feitos de acordo com Consecana.
Na tabela a seguir, resumimos os resultados referentes a ATR, FIBRA,
IMPUREZAS MINERAIS, e IMPUREZAS VEGETAIS.
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Tabela demonstrativacana inteira ( Us. Carolo )
sonda cam inho m esa sonda cam inho m esa sonda cam inho m esa sonda cam inho m esa
1 138,48 144,68 152,59 12,19 11,82 11,66 0,96 0,01 0,06 7,44 8,37 5,43
2 136,47 148,79 150,02 15,12 12,79 13,08 0,49 0,13 0,09 6,10 7,88 6,83
3 139,64 151,35 153,68 12,10 12,00 12,86 0,54 0,04 0,15 7,49 5,24 7,36
4 141,71 158,90 160,40 13,87 13,00 12,11 0,49 0,22 0,11 6,39 5,13 5,61
5 154,43 155,20 150,54 10,69 11,70 11,90 0,26 0,08 0,26 4,74 5,08 4,62
6 135,82 147,63 149,02 12,18 11,33 11,28 0,24 0,02 0,11 4,87 6,15 5,23
7 144,21 140,93 151,38 11,98 11,61 11,37 1,07 0,13 0,15 7,10 6,33 5,82
8 135,19 149,44 149,66 12,18 12,37 11,44 0,15 0,07 0,06 8,71 8,88 7,02
9 128,56 144,21 149,44 13,80 11,75 10,91 0,75 0,04 0,17 6,70 5,23 5,59
10 148,00 148,00 150,11 12,26 11,91 12,40 0,39 0,06 0,04 6,98 8,69 6,13
11 142,85 144,58 144,93 12,86 12,96 11,67 0,11 0,26 0,11 4,81 8,00 5,23
12 139,52 144,76 151,23 11,62 11,56 11,65 0,24 0,02 0,02 4,30 6,70 5,50
13 140,17 145,64 146,73 12,11 11,56 11,60 0,45 0,09 0,11 5,88 6,80 5,51
14 132,52 137,02 139,48 12,93 11,82 11,69 0,51 0,13 0,07 5,32 6,76 4,63
15 133,92 143,86 147,21 13,29 11,88 11,53 0,47 0,07 0,11 7,41 9,60 5,74
16 143,45 146,80 147,51 11,37 12,11 10,95 0,31 0,11 0,04 6,64 6,13 5,47
17 139,41 147,41 141,48 12,81 12,05 11,26 1,71 0,66 0,09 6,61 7,63 5,78
18 141,31 150,58 146,56 12,92 11,11 11,24 0,39 0,07 0,11 7,16 7,32 5,83
19 134,87 147,58 148,02 12,44 12,08 11,35 0,36 0,11 0,06 5,85 7,06 5,36
20 133,10 144,47 150,17 12,41 12,12 11,53 0,45 0,09 0,24 7,32 7,71 5,06
m inim o 128,56 137,02 139,48 10,69 11,11 10,91 0,11 0,01 0,02 4,30 5,08 4,62
m ax im o 154,43 158,90 160,40 15,12 13,00 13,08 1,71 0,66 0,26 8,71 9,60 7,36
m edia 139,18 147,09 149,01 12,56 11,98 11,68 0,52 0,12 0,11 6,39 7,03 5,69
m ediana 139,46 147,10 149,55 12,34 11,90 11,57 0,45 0,09 0,11 6,63 6,93 5,55
des. pad. 5,87 4,76 4,37 0,97 0,50 0,57 0,37 0,14 0,06 1,15 1,32 0,71
coef.var. 0,04 0,03 0,03 0,08 0,04 0,05 0,72 1,18 0,58 0,18 0,19 0,12
ATR IM PUREZA VEG ETAL (% )AM O STRA
IMPUREZA MINERAL (%)FIBRA
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ATR
Carolo
G
Bravo
Caminho Mesa Sonda Caminho Mesa Sonda
Caminho Sonda Caminho Sonda
Cana Inteira Cana Picada
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FIBRA
Carolo
G
Bravo
Caminho Mesa Sonda Caminho Mesa Sonda
Caminho Sonda Caminho Sonda
Cana Inteira Cana Picada
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IMPUREZA MINERAL
Carolo
G
Bravo
Caminho Mesa Sonda Caminho Mesa Sonda
Caminho Sonda Caminho Sonda
Cana Inteira Cana Picada
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IMPUREZA VEGETALCana Inteira Cana Picada
Carolo
G
Bravo
Caminho Mesa Sonda Caminho Mesa Sonda
Caminho Sonda Caminho Sonda
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Concluso:
No h variao significativa dos resultados em relao altura da
amostra no caminho, em anlises feitas por sonda horizontal;
Os resultados de amostragem convencional em cargas analisadaspor sonda horizontal diferem bastante da mdia das amostragens detoda a carga;
Nas anlises comparativas das sondas oblqua e horizontal namesma carga, observou-se ATR e PC menores, nos resultadosobtidos por sonda oblqua;
H maior preciso nos resultados obtidos atravs de sondaoblqua, em uma mesma carga, em relao sonda horizontal;
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Concluso:
Para que a variabilidade ( em relao a ATR ), entre as sondasoblqua e horizontal fosse equivalente, deveramos fazer aproximadamente 6 furos com a sonda horizontal;
Estudos devem ser aprimorados, pois os tipos deamostragens causam grande impacto nos resultados dasanlises de cana.
No caso dos mtodos alternativos de coleta de amostras,verificamos nos resultados:- para cana inteira -> grande diferena do mtodo Consecana;- para cana picada -> pequena diferena do mtodo Consecana;
FABAN RIBEIRO PRETO SP
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Anlise da variabilidade e mtodosde amostragem de parmetros
qualitativos da cana de acarGilmar Galon Trabalho de Concluso de Curso(TCC)
Orientador: Prof. Andr Aparecido GuedesCoordenador: Prof. Cleber Camacho
MUITO OBRIGADO!!
FABAN RIBEIRO PRETO SP
CURSO: ENGENHARIA DEPRODUO - 2009