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1 AVALIAÇÃO DO TEOR DE LIPÍDEOS EM FARINHAS E FAROFAS DE MANDIOCA Estela M. R. A. RIBEIRO1, Bruna Letícia B. PEREIRA1, Magali LEONEL2 RESUMO: Frente á importância das farinhas e farofas de mandioca na alimentação do brasileiro, bem como pelo interesse observado nos industriais da área sobre um melhor conhecimento dos produtos de mandioca, visando uma valorização de seus aspectos nutricionais benéficos e, também, possíveis alterações no processo que atendam melhor as tendências de mercado, este trabalho objetivou caracterizar quanto ao teor de lipídeos sete produtos de mandioca. Os lipídeos estão entre os principais nutrientes em produtos alimentícios sendo responsáveis por importantes características nutricionais e tecnológicas. Os resultados obtidos mostraram uma variação de 0,19 a 0,58 g/100g de lipídeos totais nas cinco farinhas de mandioca analisadas não havendo diferença significativa entre estas. Para as farofas foram obtidos 6,27 g/100g para a farofa comum e 10,49 g/100g para a farofa temperada. O baixo teor de lipídeos de algumas farinhas, unido a outras características nutricionais poderiam ser valorizados em produtos dietéticos, bem como uma redução no teor destes nas farofas seria importante para atender as tendências de crescimento no consumo de produtos light. Palavras chave: Farinha, mandioca, matéria-graxa, saúde ABSTRACT: Due the importance of cassava flours in the Brazilian food, as well as the interest observed in the industrial area on a better understanding of the cassava products, aiming at enhancement of their nutrition benefits, and also possible changes in the process that meet 1 Alunas de graduação do curso de Nutrição do Instituto de Biociência/UNESP, Campus de Botucatu. 2 Pesquisadora Doutora, CERAT/UNESP. E-mail:mleonel@fca.unesp.br 2 best on market trends, this work had as objective to characterize as to the content of lipids seven products of cassava. The lipids are one of the major nutrients in food products and they are responsible for important technological and nutritional characteristics. The results showed a variation of 0.19 to 0.58 g/100g of total lipids in five cassava flours analyzed with no significant difference between them. For seasoned flours were obtained 6.27 g/100g for the common and 10.49 g/100g for the cassava flour seasoned and aromatised. The low level of lipids in some flour, together with other nutritional characteristics could be valued at dietetic products, as well as a reduction in the lipids content in seasoned flours would be important to meet the trends of growth in the consumption of light products. Key words: Flour, cassava, lipids, health INTRODUÇÃO A raiz de mandioca é cultivada nas mais diversas regiões do Brasil e sua produção tem sido dirigida tanto para consumo direto como para indústria de transformação. A farinha constitui um dos principais produtos da mandioca e seu uso é muito difundido em todo o país. A tecnologia de fabricação da farinha é simples, por isso existem no Brasil indústrias das mais variadas escalas de produção e graus de tecnificação. Essa heterogeneidade leva à comercialização de uma ampla variedade de farinhas, de diferentes grupos, cores, granulometria e tipos, e também de farofas. O consumo per capita de farinha de mandioca no Brasil difere entre as grandes regiões sendo maior na região Norte (24,19Kg/ano), seguida pela região Nordeste (15,72 Kg/ano). Nas regiões Sudeste (1,48 Kg/ano), Centro-Oeste (1,41 Kg/ano) e Sul (1,07 Kg/ano) o consumo é bem menor. De acordo com dados da Pesquisa de Orçamentos Familiares (IBGE, 2003), na faixa de renda de 3 a 5 salários mínimos, o consumo de farinha é maior. Os produtos de maior valor agregado (farofas e farinha biju) são comercializados em super e 3 hipermercados e adquiridos por consumidores de renda mais alta (BARROS, 2004). Esta variação de consumo tem interferido em toda a cadeia da mandioca, levando á uma necessidade de mudanças que incentivem o consumo da farinha através da diferenciação dos produtos. Caracterizar um produto é fundamental para que se conheça seu valor nutricional e sua qualidade como alimento. Diante da importância dos produtos derivados da mandioca na alimentação brasileira e, visando estimular o consumo destes, este trabalho teve por objetivo caracterizar farinhas e farofas de mandioca de diferentes tipos quanto ao teor de lipídeos, os quais formam juntamente com os carboidratos e as proteínas, o grupo de compostos mais importantes em alimentos. MATERIAL E MÉTODOS Foram adquiridas no comércio local de Botucatu-SP cinco farinhas de mandioca de diferentes classificações e, duas farofas, sendo uma temperada. Os produtos comerciais foram caracterizados quanto ao teor de umidade e lipídeos (AACC, 1995). A umidade das amostras em pesquisa foi obtida por dessecação em estufa a 105°C até peso constante. Pesou-se 3,0g da amostra em cadinho de porcelana previamente tarado e estes foram colocados em estufa com circulação de ar a 105°C por aproximadamente 8 horas. Posteriormente foram transferidos para dessecador e após 2 horas foram pesados.O cálculo da % de umidade foi efetuado pela diferença de peso da amostra antes e após a evaporação da água, até se obter um peso constante. A determinação do teor de lipídeos das amostras em pesquisa foi efetuada através de extração contínua com éter de petróleo em Soxhlet durante 8 horas. A amostra foi pesada em cartucho de papel, colocada em balão previamente tarado e então foi levada ao equipamento extrator, o qual utiliza refluxo de solvente, num processo de extração intermitente para amostras sólidas (AACC, 1995). O cálculo foi efetuado pela diferença do peso do balão tarado antes da análise e o peso deste mesmo balão após as 8 horas de refluxo no Soxhlet, dividido pela alíquota da amostra utilizada no início da análise. Os resultados obtidos referentes à composição das diferentes farinhas de mandioca foram submetidos à análise estatística, sendo 4 realizada a análise de variância pelo teste F e as médias comparadas pelo teste de Tukey no nível de 5% de probabilidade (CAMPOS, 1984). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos para o teor de umidade e lipídeos totais nas farinhas e farofas de mandioca estão apresentados na Tabela 1. Foram observadas diferenças significativas entre os produtos analisados para os teores de umidade e lipídeos totais, sendo que o menor teor de umidade foi observado na farinha de mandioca seca bijusada. Contudo, todas os produtos analisados encontram-se em acordo com os limites estabelecidos pela legislação brasileira que é de no máximo 14% (BRASIL, 1978). Para as farinhas de mandioca foram observados valores baixos de lipídeos (0,19 a 0,58%), não ocorrendo diferenças significativas entre estas. Já as farofas apresentaram valores bem superiores devido ao acréscimo de óleo no preparo destes produtos. Dias & Leonel (2006) avaliando, quanto à composição centesimal farinhas de mandioca de diferentes grupos e classes, de diversas localidades do Brasil, observaram valores de umidade variando de 3,10 % a 11,57 % e teor de matéria-graxa de 0,15 % a 1,39 %. Tabela 1- Teor médio de matéria graxa nos diferentes produtos de mandioca. Tipo Classificação Umidade (g/100g) Matéria graxa (g/100g) Grupo Sub-grupo Classe Tipo Farinha Seca Tapioca Seca Seca Crua Grossa Granulada Bijusada Fina Fina Branca Branca Amarela Amarela - 1 1 único 2 - 10,23a* 7,79a 4,36b 7,90a 5,21b 0,58b 0,26b 0,24b 0,19b 0,48b Farofa Farofa Temperada Fina Bijusada - - - - 9,38a 4,56b 6,27a 10,49a * Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey. Considerando a ingestão diária recomendada para adultos de 60g de gorduras totais numa dieta de 2000Kcal, o consumo de 20g/dia5 de farinha representaria 0,13% em média das necessidades diárias e o de farofa uma média de 2,79% das necessidades diárias. Apesar de não ter havido diferença significativa entre as farofas para o teor de lipídeos totais, se for considerado a energia fornecida por estes componentes (9Kcal/g), bem como a tendência do mercado para o consumo de produtos com menor valor calórico, o menor valor calórico da farofa comum pode ser valorizado. CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que os produtos de mandioca apresentam diferentes teores de lipídeos com os maiores valores observados nas farofas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN ASSOCIATION OF CEREAL CHEMISTS – AACC. Approved methods of the American Association of Cereal Chemists. 7a ed. Rev. St. Paul, 1983. BARROS, G.S.C. (coord.) Melhoria da competitividade da cadeia agroindustrial da mandioca no Estado de São Paulo. São Paulo: SEBRAE, Piracicaba: CEPEA, 2004. 347p. BRASIL. Leis, decretos, etc. Decreto nº 12.486 de 20 de outubro de 1978. Normas técnicas especiais relativas a alimentos e bebidas. Diário Oficial do Estado de São Paulo, 21 out., 1978. p.20. CAMPOS, H. Estatística aplicada à experimentação com cana-de- açúcar. Piracicaba: FEALQ, 1984. 297p DIAS, L. T.; LEONEL, M. Caracterização físico-química de farinhas de mandioca de diferentes localidades do Brasil. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 30, n. 4, p. 692-700, 2006. IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. www.ibge.gov.br (acervo em 23/04/2007). 6 AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS OPERACIONAIS DO PROCESSO DE HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE FÉCULA DE MANDIOCA PARA UTILIZAÇÃO EM FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA Eloneida A. CAMILI1, Cláudio CABELLO2 RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar as melhores condições operacionais para o processo de hidrólise enzimática utilizando como substrato fécula de mandioca comercial. Foram realizados ensaios de hidrólise utilizando enzimas α-amilase e amiloglucosidase em duas etapas. Na primeira etapa com concentração do substrato de 20% m.s., em temperatura de 90°C durante 2 horas e pH 6,0, utilizando enzima α-amilase, para a etapa seguinte utilizou-se temperatura de 60°C e tempos de 6, 12, 18, 24 horas e pH 4,5, utilizando a enzima amiloglucosidase ocorrendo a sacarificação do amido.Os resultados mostraram que o melhor resultado foi o do processo de hidrólise com 18 horas, apresentando uma conversão dos amidos a 96,5% em açúcares fermentescíveis, comparado aos demais processos. Palavras chaves: fécula de mandioca, hidrólise, fermentação. ABSTRACT: This study aimed to evaluate the best operating conditions for enzymatic hydrolysis process using starch as substrate of cassava - amylase andαtrade. Trials were designed to hydrolysis using enzymes amiloglucosidase in two steps. In the first step with the substrate concentration of 20% ms, in a temperature of 90 ° C for 2 hours and pH 6.0, -amylase enzyme, the next step is used temperature of 60 ° C times of 6,αusing 12 , 18, 24 hours and pH 4.5, using the enzyme amiloglucosidase going to sacarificação of amido.Os results showed that the best result was in the process of hydrolysis with 18 hours, showing a conversion of starches to 96.5% in sugars fermentescíveis, compared to the other processes. Key words: cassava starch, Hydrolysis, fermentation. 1 Doutoranda em Energia na Agricultura, FCA/UNESP, Botucatu-SP, elocamili@fca.unesp.br 2 Orientador Prof. Dr. CERAT/UNESP, Botucatu-SP, dircerat@fca.unesp.br 7 INTRODUÇÃO Segundo a legislação brasileira, considera-se como amido a fração extraída da parte aérea de plantas e fécula a fração amilácea extraída de raízes tubérculos e rizomas. Amido e fécula são polímeros de unidades de glicose,cujas ligações glicosídicas são do tipo α (alfa). Estas ligações podem ser facilmente hidrolisadas, quando comparadas com as do tipo β (beta, encontradas na celulose). Em termos estruturais, o amido é um polímero composto por amilose e amilopectina, sendo esta última forma ramificada. A amilose é de maior predominância, composta de unidades de glicose polimerizadas por ligações glicosídicas α – 1,4, de forma linear. A segunda fração, amilopectina, é um polímero de maior peso molecular, onde as unidades de glicose estão unidas por ligações α – 1,4 e α – 1,6 em configuração ramificada (LEONEL e CABELLO, 2001). As enzimas amilolíticas são catalisadoras da hidrólise de ligações dos tipos α–1,4 e α–1,6, encontradas nos polissacarídeos, recebendo a denominação de amilases. A enzima Termamyl 120 L, composta por uma α-amilase notavelmente termo-estável é uma enzima endoamilose que hidrolisa encadeamentos 1-4-α-glucosídeos em amilose e amilopectina, em temperaturas na faixa de 93 °C, quando o amido será decomposto em dextrinas e oligossacarídeos solúveis. Para produção de álcool, esta enzima é normalmente utilizada para dextrinizar o amido, ou seja, degradar o amido em dextrinas solúveis e oligossacarídeos. Já a enzima AMG 400L (amiloglucosidase) é de forma líquida sendo uma exoglucosidase α-1,4 (glucoamilase), denominada tecnicamente por glucohidrolase 1,4 α-D glucano. Esta enzima catalisa ligações α-1-4 e α-1-6 do amido, onde hidrolisa gradualmente as unidades de glucose na extremidade redutora da molécula da dextrina, em temperatura de 60°C, pH 4,5. A velocidade de hidrólise depende do tipo de ligação e da longitude da cadeia: as ligações α-1-4, se hidrolisam mais facilmente que as ligações α-1-6, porém a maltotriose, e especialmente a maltose, hidrolisam-se a uma velocidade mais lenta que os oligossacarídeos. Atualmente, a produção de álcool carburante de mandioca não concorre, em comparação ao processo a partir da cana-de-açúcar e a utilização do bagaço gerado. Todavia, a possibilidade de se produzir álcool refinado a partir de mandioca tem obtido o interesse de alguns 8 industriais da área, pois o produto apresenta um maior valor de mercado que o álcool carburante (LEONEL e CABELLO, 2001). O álcool etílico hidratado é utilizado em várias aplicações, sendo as mais comuns o chamado uso potável, alimentício e farmacêutico: fabricação de bebidas (vodka, gim, licores, etc.), fabricação de vinagre, fabricação de alimentos (precipitante, solvente, etc.), solvente de aromas (aromatizante) na fabricação de alimentos, na extração de produtos medicinais de plantas e tecidos animais, na fabricação de vacinas, antibióticos e preparações em geral, antisséptico, etc.; Em cosméticos; para fabricação de perfumes, desodorantes, cremes, produtos de toalete em geral, etc. Ou ainda em usos menos nobres como o industrial; fabricação de detergentes; produtos de limpeza; tinturas; têxteis; pinturas; solventes; combustível; aplicações especiais, etc. MATERIAL E MÉTODOS O substrato utilizado para realizar o processo de hidrólise foi fécula de mandioca comercial com 20% em peso seco. O experimento foi realizado em reator elétrico com capacidade para 18litros. Preparou- se 18litros de uma suspensão aquosa a 20% (p/p) de amido, a seguir acrescentou-se 4,5 mL de α-amilase Termamyl 120L. Após o fechamento, foi ligada a agitação no sistema de controle e acionada a chave de controle do aquecimento, até atingir a temperatura de 90°C mantendo-se o tempo de hidrólise por 2 horas, após o término deste período, o sistema de aquecimento foi desligado para iniciar o resfriamento. Quando a temperatura atingiu 60° foi adicionada 3,0 mL de amiloglucosidase AMG 400, novamente o reator foi fechado permanecendo por 24horas sob agitação. A cada 6 horas foram retirados 4 litros de hidrolisado, onde os mesmos foram analisados e estocados para posteriormente serem utilizados em testes de fermentação. As análises realizadas foram da concentração de glicose através do método enzimático (GOD). Sendo realizado um ensaio prospectivo de fermentação com o hidrolisado de 18 horas. Omesmo foi inoculado com 2% de levedura (Saccharomyces cereviseae Y905), e a cada duas horas foram retiradas amostras e analisado, quanto ao consumo do substrato e a produção de etanol e glicerol, por cromatografia líquida (HPX 87H biorad). 9 RESULTADOS E DISCUSSÃO Analisando os dados da Tabela 1 observa-se que ocorreu variação nas concentrações AR (açúcares redutores), em função do tempo aplicado de hidrólise. Os tempos de hidrólise de 6 e 12 horas mostraram valores menores na conversão de AR, conforme o esperado, devido ao tempo ser insuficiente para a total hidrólise. Conforme Leonel e Cabello, (2001), a velocidade de hidrólise depende do tipo de ligação e da longitude da cadeia: as ligações α-1-4, se hidrolisam mais facilmente que as ligações α-1-6, porém a maltotriose, e especialmente a maltose, hidrolisam-se a uma velocidade mais lenta que os oligossacarídeos. As melhores condições de operação foram vistas no tratamento de 18 horas onde ocorreram altas concentrações de AR, comparada ao tratamento de 24 horas, pode-se dizer que não houve diferença entre os dois tratamentos. Tabela 1: Resultados obtidos durante o processo de hidrólise enzimática. Tempo de hidrólise Concentração Final de AR Rendimento da conversão 6h 145 g.L-1 72,5% 12h 167 g.L-1 83,5% 18h 193,5 g.L-1 96,5% 24h 193,0 g.L-1 96,5% Na Figura 1 o gráfico permite visualizar os resultados preliminares do ensaio prospectivo de fermentação alcoólica do hidrolisado com 18 horas. Sendo a quantidade de etanol produzida de 7,4 g.L-1, e 12,8 g.L-1 de glicerol. Novos estudos serão realizados com o processo de fermentação para avaliar as melhores condições operacionais para o processo fermentativo. 10 0 5 10 15 20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 AR g. L- 1 g. L- 1 Tempo (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 Glicerol Etanol Figura 1: Resultados preliminares do ensaio prospectivo de fermentação alcoólica do hidrolisado de 18 horas. CONCLUSÕES As melhores condições operacionais para o processo de hidrólise utilizando como substrato fécula de mandioca foi de 18hs comparado ao outros processos realizados, mostrando-se eficaz na conversão de amido em ART, indicando a sua aplicabilidade em escala. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CEREDA, M., P. Propriedades gerais do amido. In:______. Propriedades gerais do amido. São Paulo: Fundação Cargill, 2002. v. 1, cap1, p. 13-20, 2002. LEONEL, M., CABELLO, C. Hidrólise enzimática do farelo de mandioca: glicose e álcool. In: CEREDA, M.P. (coord.). Manejo, Uso e Tratamento de subprodutos da industrialização da mandioca. São Paulo: Fundação Cargill, 2001. v.4,cap. 22, p.280-290. (Série Culturas de tuberosas amiláceas Latino Americanas), 2001. 11 BALANÇOS DE MASSA DO ETANOL, ÁGUA, CO2 E EFLUENTES NO PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DA MANDIOCA PARA PRODUÇÃO DE ETANOL Diones Assis SALLA11, Cláudio CABELLO2 RESUMO: O balanço de massa, também conhecido como balanço de matéria, se resume em uma equação matemática simples, entretanto, de grande abrangência e magnitude para o desenvolvimento de mecanismos de controle e de produção de energia limpa, por ocasião do processamento industrial de biomassas. O objetivo dessa pesquisa foi determinar as massas de etanol, CO2, água e resíduos gerados em cada estágio de um sistema que seria alimentado com 1000 kg de raízes de mandioca a partir de ensaios em escala reduzida. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Processamento e Analise do Centro de Raízes e Amidos Tropicais - CERAT/UNESP, Botucatu. Os resultados estão diretamente relacionados às características da matéria-prima, à quantidade e qualidade das enzimas, ao metabolismo e/ou a capacidade de multiplicação das leveduras, ao tempo de sacarificação e ao controle da temperatura. O processamento exigiria 1.600 litros de H2O, dissiparia 154 kg de CO2, converteria a biomassa em 166 kg de etanol (99,5 GL) e produziria 2.270 kg de efluentes. Palavras chave: fermentação, liquefação, processamento, resíduos, sacarificação ABSTRAT: The balance of mass, also known as balance of matter, if summarized in a simple mathematical equation, however, of great magnitude and scope for the development of mechanisms of control and the production of clean energy, at the industrial processing of biomass. The purpose of this research was to determine the masses of ethanol, CO2, water and waste generated at each stage of a system that would be fed with 1000 kg of cassava roots from tests on small scale. The experiments were conducted at the Laboratory of Processing and 1 Doutorando em Energia na Agricultura, FCA/UNESP, Botucatu, e-mail: diones.salla@gmail.com; 2 Orientador Prof. CERAT/UNESP, e-mail: dircerat@fca.unesp.br. 12 Review of the Center for Tropical Roots and Starches - CERAT / UNESP, Botucatu. The results are directly related to the characteristics of the raw material, the quantity and quality of enzymes, the metabolism and / or the ability to increase the yeast, the time of saccharification and control the temperature. The processing would require 1,600 liters of H2O, would clarified 154 kg of CO2, the biomass would converted into 166 kg of ethanol (99.5 GL) and would produced 2,270 kilograms of effluent. Keywords: fermentation, liquefaction, processing, waste, saccharification. INTRODUÇÃO A produção de etanol por fermentação de substratos amiláceos vem sendo objeto de intensas pesquisas que buscam aperfeiçoar a conversão destes materiais de um modo mais rápido e a menores custos. Atualmente, o país já possui uma matriz energética com significativa participação de energias renováveis, tendo acumulado importante experiência na produção de álcool como combustível. A ampliação da participação da biomassa, a partir do desenvolvimento de fontes amiláceas, especialmente da mandioca (Manihot esculenta Crantz), poderá promover uma reperspectivação dos complexos agroindustriais em direção aos pequenos empreendimentos, ampliando as políticas de cunhos social, ambiental e econômico nas comunidades agrícolas e de base familiar. A determinação dos balanços de massa referentes à água utilizada na diluição do substrato, do CO2 liberado à atmosfera durante a fermentação e dos efluentes gerados durante o processamento industrial das raízes de mandioca, visando a produção do etanol, amplia a visibilidade dos potenciais produtivos da cultura e dá suporte científico à produção de energia em bases mais sustentáveis. MATERIAL E MÉTODOS A polpa de raízes de mandioca utilizada nos ensaios constituía-se de 38% de massa seca, 33% de amido e 2% de açúcares fermentescíveis. Para realização da hidrólise utilizaram-se as enzimas α-amilase (TERMAMYL – 120 KNU ml-1) e amiloglucosidase (AMG – 400 AGU ml-1). A primeira etapa da hidrólise foi realizada durante um 13 período de 2h, em temperatura de 90ºC. Dois procedimentos básicos foram adotados para realização da segunda parte do processo: temperatura do hidrolisado à 60oC, durante 5 h; ajustes do pH entre 4,5 e 4,8, usando ácido sulfúrico A polpa apresentou um pH 6,0 e não foram feitos ajustes. Utilizou-se como inoculo inicial a Levedura Y905, sendo o mosto fermentescível constituído de 13,2% de açúcares. Os tratamentos posteriores foram conduzidos a partir do pé de cuba. Para monitorar as concentrações das leveduras foram feitas verificações periódicas em câmera Neubauer, utilizando-se o sistema para análise de imagens com campos de luz polarizada, camara de vídeo, software tratamento, microscópio binocular e demais acessórios. Os experimentos fermentativos foram conduzidos em planta piloto desenvolvida pelo Centro de Raízes e Amidos Tropicais – CERAT/Unesp, que é composta de dois (2) reatores, fixados em uma bancada, com capacidade individual de 4,5 litros, dos quais 0,35litros foram mantidos como pé de cuba na parte inferior. Os reatores são dotados de um sistema de aquecimento e/ou arrefecimento do tipo encamisado, sem agitação e sem contato com o mosto, sendo alimentados por um conjunto de condutores (mangueiras), através dos quais circula água em temperatura controlada. A determinação da quantidade de água necessária à diluição da massa, originada pela desintegração das raízes de mandioca, foi realizada por tentativas e ajustes, de modo a produzir um substrato de diluição mínima, a permitir a hidrólise completa do amido e máxima, a não comprometer os custos energéticos necessários a sua realização. O balanço de massa do CO2 liberado durante o processo de fermentação foi determinado pela diferença entre um mol da massa atômica do amido e um mol da massa atômica do etanol produzido, descontados de uma estimativa de carbono provavelmente imobilizado durante a multiplicação das leveduras. O balanço de massa dos efluentes gerados foi determinado por coleta e medida direta dos resíduos. RESULTADOS E DISCUSSÃO Para facilitar o entendimento dos leitores e interessados, os resultados são apresentados de modo prático em modelo de compartimentos dimensionado para uma tonelada de raízes de 14 mandioca. Desse modo, em 1000 kg de mandioca foram encontrados 330 kg de amido e 20 kg de açúcares. Na realização da hidrólise de 330 kg de amido foram necessários 686,4 ml da enzima α-amilase (TERMAMYL – 120 KNU ml-1) e 206,25 ml da enzima amiloglucosidase (AMG – 400 AGU ml-1)’. Para a multiplicação das leveduras o mosto recebeu uma complementação de nutrientes, nas seguintes proporções: 349,3 ml de uréia (200mg ml-1), 349,3 ml de superfosfato (200mg ml-1), 349,3 ml de magnésio (20mg ml-1) e 349,3 ml de adubo foliar (5mg ml-1) todos diluídos em 2600 litros da solução de açúcares resultantes do processo de sacarificação. Cada litro de mosto, 13,2 % de glicose, demandou 25 g de Levedura Y905. Determinou-se que a quantidade mínima de água necessária para bom funcionamento dos processos de sacarificação, agitação sem esforço dos reatores e facilitação da circulação do vinho pelo interior da coluna de destilação é de 1,6 litros de água para cada quilograma de massa gerada pela desintegração das raízes (1,6 kg H2O x kg de massa-1). A água adicionada para fazer a diluição da massa ralada, somada àquela contida naturalmente nos tecidos das raízes de mandioca (62%) produziu efluentes na ordem de 2,27 kg para cada quilograma de raízes desintegradas (2,27 kg efluentes x kg de massa-1). Para cada quilograma de massa produzida pela desintegração das raízes de mandioca foram obtidas 166 gramas de etanol, 99,5 GL (166g etanol x kg de massa-1). 15 Balanços de massa do Etanol, Água, CO2 e Efluentes no processamento industrial da mandioca para produção de etanol 1000 kg de Raízes Limpas e Frescas de Mandioca 620 kg Água 330 kg Amido 50 kg Outros Desintegração das Raízes Preparo do Mosto (Diluição) 1.600 kg de Água Liquefação/Sacarificação 2.600 kg de Solução de Açúcar 2.220 kg Água 323 kg Açúcar 37 kg Outros Fermentação Dissipação de 156 kg 2 kg de Água 154 kg CO2 2.444 kg de Mosto 2.218 kg Água 174 kg Etanol 52 kg Outros Destilação 2.270 kg de Efluentes 2.218 Kg Água 52 kg Outros 174 kg Etanol 95,6 GL Desidratação 166 kg Etanol 99,5 GL 8 kg Água 210,6 Litros Etanol 99,5 GL Insumos 20 kg Açúcar Durante o processo de fermentação de um quilograma de raízes desintegradas de mandioca foram gerados 154 gramas de CO2 (154g CO2 x kg de massa-1). Houve também uma perda de H2O por dissipação que é provocada pelo borbulhamento do CO2 durante o processo de fermentação. Essas perdas foram na ordem de 0,002% (2 L de H2O x 1000 kg de massa-1). CONCLUSÕES 16 Os balanços de massa de H2O, de CO2 e de efluentes; a quantidade de enzimas, leveduras e tratamentos determinados durante o processamento industrial de 1000 kg de raízes de mandioca informam a quantidade e o modo pelos quais os recursos naturais são utilizados durante o processo de obtenção do etanol. Os dados obtidos ajudam a dimensionar o consumo de água, a geração de gás carbônico, a produção de resíduos e servem de parâmetros para proceder aos ajustes necessários ao alcance de bons rendimentos e para minimizar os impactos sobre os recursos naturais e o meio ambiente. Em se tratando da produção de energia limpa ou de reduzido impacto ambiental, os resultados encontrados sinalizam que a mandioca (Manihot esculenta Crantz) é um recurso amiláceo de amplo espectro potencial. Os valores obtidos servem de suporte, de indicativo e de estímulo à pesquisa e à promoção de iniciativas agroindustriais, ou seja, disponibiliza algumas premissas básicas ao desenvolvimento de empreendimentos que venham suprir as demandas energéticas em diferentes regiões do país, especialmente àquelas identificadas étnica e culturalmente com o manejo dessa matéria-prima. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LIMA, U. de A.; AQUARONE, E.; BORZANI, W.; SCHMIDELL, W. (Coord). Biotencologia Industrial – Processos fermentativos e enzimáticos. Sao Paulo: EDGARD BLUCHER LTDA, 2001, 593p. MOURA, R. A. Técnicas de Laboratório. São Paulo: ATHENEU LTDA, 1982, 822p. 17 CARACTERÍSTICAS DE PAPÉIS ESPECIAIS FABRICADOS DE RESÍDUOS AGRONÔMICOS DA MANDIOCA PARA UTILIZAÇÃO COMO RECURSO ALTERNATIVO NA COMUNICAÇÃO VISUAL Solange M. Leão GONÇALVES1, Cláudio CABELLO2 RESUMO: O presente trabalho abordou aspectos de obtenção de polpa celulósica do caule da mandioca para fabricação de papéis especiais, com posterior avaliação de sua aplicação na comunicação visual. Desenvolveram-se estudos para a produção das polpas celulósicas utilizando o processo Kraft. Os resultados obtidos possibilitaram a formação de corpos de prova e testes físico-mecânicos. Palavras-chave: mandioca, papéis especiais, comunicação visual. ABSTRACT: This paper dealt the aspects of the cellulose pulp of the cassava stem for the production of special papers, with further assessment of its use in the visual communication. Studies were developed with the purpose of producing the pulps through the Kraft process. The results possibilities the trial bodies development and the physical-mechanical tests. Keywords: cassava, special papers, visual communication. INTRODUÇÃO A possibilidade de aproveitamento do caule da mandioca (Manihot sculenta Crantz) para a produção de polpa celulósica pode ser considerada uma alternativa interessante para as regiões produtoras dessa cultura largamente disseminada em nosso território, considerando que a utilização de resíduos agroindustriais para energia é de grande interesse econômico, além de ecológico no sentido de reduzir poluição do meio ambiente. Neste trabalho o processo de polpação utilizado foi o Kraft, por representar menor comprometimento ecológico; por apresentar grande flexibilidade com relação às espécies de madeira; pela possibilidade de 1 Doutoranda em Energia na Agricultura FCA/UNESP, Botucatu-SP, e-mail: solange@faac.unesp.br 2 Orientador Prof. Dr. – CERAT/UNESP, Botucatu-SP, dircerat@fca.unesp.br 18 recuperação do licor utilizado ser economicamente viável e também por resultar numa boa qualidade de celulose. Os testes físico-mecânicos nos corpos de prova foram desenvolvidos no Laboratório de Celulose e Papel do Departamento de Recursos Florestais da FCA/UNESP, campus de Botucatu e envolveram procedimentos de acordo com a TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry). MATERIAL E MÉTODOS Nos Laboratórios do CERAT da FCA/UNESP, foram realizados ensaios experimentais prospectivos para verificação dos melhores parâmetros para o processo de produção das fibras adequadas à fabricação do papel pelo processo Kraft. Foram realizadas análises de FDN (fibra detergente neutro) e FDA (fibra detergenteácido), de acordo com os métodos de Van Soest (1963) e Van Soest & Wine (1967) apud Saito (2005). O número Kappa (medida da lignina residual na polpa) foi determinado pela oxidação por permanganato de potássio e titulação iodométrica com tiossulfato de sódio, seguindo-se metodologia padrão (TAPPPI, T-230 om-82. 1982). No laboratório de celulose e papel do Departamento de Recursos Florestais da FCA/UNESP, foram realizados os procedimentos necessários para a formação dos corpos de prova que foram, segundo metodologia exposta por Barrotti e Bergman (1988), utilizados para as análises físico-mecânicas. Foram realizadas análises de permeância ao ar, gramatura, espessura, volume específico, resistência e índice de tração, resistência e índice de rasgo e resistência ao arrebentamento. RESULTADOS E DISCUSSÃO A avaliação físico-química do caule da mandioca foi realizada com as fibras antes do processamento de polpação Kraft (cavacos) e depois do processamento (fibras). As análises de FDN (fibra detergente neutro) e FDA (fibra detergente ácido) para determinação da proporção 19 de fibras nas hastes das plantas da mandioca, de lignina e de celulose e os resultados estão expressos na Tabela 1. Tabela 1 - Resultados das análises físico-químicas das fibras antes e após a polpação. TRATAMENTO RESULTADOS DAS FIBRAS _______________________________________________________________ FDN FDA FT LI CE HE MM MS NK _______________________________________________________________ Cavacos 77,05 60,38 45,07 28,47 40,06 16,67 3,29 89,85 ------ Fibras 87,89 74,95 57,50 45,55 52,65 12,94 1,66 90,55 61,75 Legenda: FDN= % fibra em detergente neutro,FDA: % fibra em detergente ácido, FT: % fibras totais, LI*: % lignina (usado para comparação com o número kappa), CE: % celulose, HE: % hemicelulose, MM: % matéria mineral, MS: % matéria seca, NK: número kappa. Pelos resultados obtidos, expressos na Tabela 1, observa-se que a quantidade de fibras antes da polpação era menor, resultando em 45,07% e após a polpação o resultado foi de 57,50%. Foram realizadas as análises físico-mecânicas nos corpos de prova do papel do caule da mandioca e na Tabela 2 estão expressos os valores médios dos testes. 20 Tabela 2 - Valores médios dos testes físico-mecânicos aplicados em folhas de papel obtidos da polpa do caule da mandioca. Amostra gramatura espessura permeância ao PEA IR IT IA (g/m²) (µm) ar (s/300cm³) (g/cm³) (mN.m2/g) (Nm/g) (kPa.m²/g) 1 51,72 147,0 27,9 0,147 8,84 35,38 1,59 2 50,05 109,4 24,72 0,109 9,13 59,10 2,67 3 49,91 95,6 65,14 0,095 9,16 80,54 2,62 4 49,44 78,4 - 0,078 9,25 88,10 3,48 Legenda: PEA: peso específico aparente; IR: índice de rasgo; IT: índice de tração; IA: índice de arrebentamento. CONCLUSÕES As condições experimentais foram adequadas, viabilizando tecnicamente a utilização do resíduo agronômico do caule da mandioca como matéria-prima na produção de polpa celulósica pelo processo Kraft de polpação, para a fabricação de papéis especiais como recurso alternativo para a comunicação visual. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSUNPÇÃO, R. M. V.; PINHO, M. R. R. ; CAHEN R.; PHILIPP, P. P. Polpação química. In: PHILIPP, P. & D'ALMEIDA, M.L.O. Celulose e papel: tecnologia de fabricação da pasta celulósica. 1988, São Paulo: SENAI/IPT, p. 169. ATCHINSON, J. E. New developments in non-wood plant fiber pulping: a global perspective. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON WOOD AND PULPING CHEMISTRY, Raleigh. Atlanta: TAPPI, 1989. 457p. ATCHINSON, J. E., McGOVERN, J. N. History of paper and the importance of non-wood plant fibers. In: PULP AND PAPER MANUFACTURE: SECONDARY FIBERS AND NON-WOOD PULPING, Montreal: 1987. CPPA/TAPPI. p. 1. 13. BARROTI, S. L. B.,; BERGMAN, S. Propriedades do papel e ensaios sua avaliação. In: D'Almeida M. L. O. (Coord.) Celulose e papel: tecnologia de fabricação do papel. 2 ed. São Paulo: IPT. 1988. 21 HORIMOTO, L.K. Modificação química em amidos de tuberosas tropicais para utilização em processo de fabricação de papéis. Botucatu: Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, 2006. SAITO, I. M. Produção de hidrolisados a partir de resíduo da industrialização da mandioca submetido a pré-tratamento hidrotérmico. 2005. 96p. Tese de Doutorado – Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP. Botucatu. SMOOK, A. Gary. Handbook for pulp & paper technologists. Vancouver. Angus Wilde Publications Inc., 1999. 83p. 22 CONCENTRAÇÃO DE AMIDO RESISTENTE EM AMIDOS DE MANDIOCA DE DUAS VARIEDADES MODIFICADOS HIDROTERMICAMENTE. Tânia Priscila Lúcio da SILVA 1, Cláudio CABELLO 2 RESUMO: O amido resistente é aquele que resiste à hidrólise enzimática, e apresentar a característica de não ser absorvido/ digerido no intestino delgado de indivíduos saudáveis, podendo ser fermentado no intestino grosso. As amostras de amidos extraídos de duas variedades de mandioca foram submetidas a dois tipos de tratamentos hidrotérmicos sendo que cada fécula recebeu diferentes temperaturas, tempo e umidade. Estes tratamentos rearranjam a estrutura molecular dos amidos e podem afetar a concentração de amidos resistentes. As análises de amido de resistente foram feitas seguindo a metodologia de Goni (1996). Os resultados obtidos indicaram um aumento na concentração de amidos resistentes, sendo que os tratamentos denominados calor/ umidade tiveram resultados positivos. Palavras-chaves: amido, modificação, amido resistente. SUMMARY: The resistant starch is one that resists the enzymatic hydrolysis, and presents the characteristic of not being absorbed / digested in the small intestine of healthy subjects, can be fermented in the large bowel. Samples of starch extracted from two varieties of cassava have been subjected to two types of hydrothermal treatment starch and each received different temperatures, humidity and time. These treatments rearrange the molecular structure of starches and can affect the concentration of resistant starches. The analyses of the resistant starch were made following the methodology of Goni (1996). The results indicate an increase in concentration of resistant starches, and the treatments called heat / humidity had positive results. Keywords: starch, modified, resistant starch. _____________________________________________________ 1 Mestranda em Energia na Agricultura, FCA/UNESP Botucatu/SP, taniapls@fca.unesp.br 2 Orientador Prof. Dr. CERAT/UNESP, Botucatu/SP dircerat@fca.unesp.br 23 INTRODUÇÃO O amido é um carboidrato composto de dois biopolímeros de grande peso molecular, a amilose e amilopectina que são facilmente hidrolisadas no trato gastrintestinal na forma de carboidratos de baixo peso molecular (Asp NG, 1995). De acordo com Jacobs e Delcour (1998), tratamentos com água e temperatura, denominados tratamentos hidrotérmicos, repercutem em modificações em suas estruturas moleculares que afetam as propriedades funcionais inclusive na resistência à ação de enzimas presentes no trato digestivo alto e desta forma aumentando a concentração de amidos resistentes. O amido resistente é aquele que resiste à hidrólise enzimática, e pode ser definido como aquele que não é absorvido/ digerido no intestino delgado de indivíduos saudáveis, podendo ser fermentado no intestino grosso. O amido resistente tem um efeito benéfico na redução dos fatores de risco envolvidos na etiologiado câncer de cólon e desenvolvimento de adenomas (TOOPING & CLIFTON, 2001; FERREIRA, 2003; CAMBRODON E MARTIN-CARRON, 2001). O objetivo deste estudo foi verificar se quando modificamos hidrotérmicamente os amidos de mandioca há o aumento da concentração de amido resistente. MATERIAIS E MÉTODOS Para a pesquisa foram utilizados os amidos de mandioca da variedade Fécula Branca e IAC 576/70 com 18 meses. As mandiocas foram extraídas no Laboratório de Processamento de Matérias-Primas do CERAT/ UNESP em Botucatu, a partir de raízes recém coletadas em cultivos próprios. As amostras de amido foram submetidas a dois processos hidrotérmicos; a) anelamento – onde três amostras de 300g de fécula (peso seco), receberam 600g de água destilada e foram estocadas em estufa a 50ºC por um período de 12,24 e 36h respectivamente. b) calor/umidade – sendo que três amostras de 300g de fécula (peso seco) receberam água destilada de modo que a umidade final fosse 18,22 e 26% respectivamente, estocadas em estufa a 100ºC por um período de 24h. 24 Todas as féculas foram secadas em estufa a 35ºC por um período de 24h, logo depois foram passadas pelo moinho de faca para pulverização. Foram denominadas FB testemunha, FB 12h, FB 24h e FB 36h no tratamento de anelamento e FB 18%, FB 22% e FB 26% no tratamento de calor/ umidade. Semelhantemente com relação à variedade IAC 576/70 foi aplicado o mesmo sistema de identificação das amostras. Para a análise do conteúdo de amidos resistentes nas féculas de mandioca será utilizada a metodologia proposta por Goni et al (1996), onde as condições fisiológicas gastrointestinais são simuladas. RESULTADOS E DISCUSSÃO Abaixo estão os resultados obtidos na análise de Amido Resistente: Gráfico 1. Porcentagem de Amido Resistente nos amidos da variedade Fécula Branca. 10,6 14,42 24,14 21,68 28,23 37,43 31,85 0 5 10 15 20 25 30 35 40 FB FB 12h FB 24h FB 36h FB 18% FB 22% FB 26% Tratamentos % A R Visualizando o gráfico acima, pode-se verificar que quando o amido é modificado existe o aumento de amidos que resistiram à hidrólise enzimática, ou seja, a porcentagem de amido resistente aumentou. 25 Também observa-se que a partir da modificação das amostras com excesso de água com 24 horas na estufa houve um aumento considerável da porcentagem de amido resistente, mas os que tiveram maior mudança dos amidos resistentes foram aqueles modificados com calor/umidade, principalmente os amidos com 22 e 26% de umidade. Gráfico 2. Porcentagem de Amido Resistente nos amidos da variedade IAC 576/70. 21,5 13,71 15,31 23,8 30,26 15,84 25,13 0 5 10 15 20 25 30 35 IAC 576/70 IAC 576/70 (12h) IAC 576/70 (24h) IAC 576/70 (36h) IAC 576/70 (18%) IAC 576/70 (22%) IAC 576/70 (26%) Tratamentos % A R Os amidos da variedade de mandioca IAC 576/70 tiveram um comportamento oscilante em relação às modificações realizadas, pois como podemos analisar os amidos que tiveram maior resistência a hidrólise enzimática foram os sem tratamento, com 36 horas na estufa e com o 18 e 26% de umidade, diferente do comportamento dos amidos de mandioca da variedade Fécula Branca. O comportamento das variedades analisadas foi inverso no anelamento dos amidos sem tratamento em relação ao tratado após 12 horas. 26 CONCLUSÃO Verificando os resultados obtidos, podemos concluir que os amidos que tiveram uma maior modificação em relação ao aumento de amido resistente foram os amidos modificados por calor/umidade, onde a quantidade de água é pequena e com temperatura alta. Isso deve ser devido à retrogradação dos grânulos de amido que tiveram uma melhor reorgazinação e assim dificultou a hidrólise enzimática. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Asp NG. Classification and methodology of food carboydrates as related to nutricional effects. Am J Clin Nutr 1995;61 (Suppl):930S-7S. [Medline] CAMBRODON,I.G. MARTIN-CARRON, N. Fermetación colónica de fibra dietética y almidón resistente. In: LAJOLO, F.M. SAURA-CALXTO, F. PENNA,E.W. MENEZES,E.W. Fibra dietética en Iberoamérica tecnologia y salud-obtención, caracterización, efecto fisiologico y aplicación en alimentos. (JACOBS & DELCOUR, 1998). Varela. São Paulo, 2001. 469p. FERREIRA, C.L.L.F. Prebióticos e Probióticos: atualização e prospecção. Suprema Gráfica e Editora. Viçosa, 2003. GONI, I. GARCIA-ALONSO, A.SAURA-CALIXTO, F. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index. Nutrition Research, Tarrytown, v. 17, p. 427-437,1997. JACOBS, H. DELCOUR, J.A. Hydrotermal Modifications of Granular Starch, with Retention of the Granular Structure: A Review. Journal of Agricultural and Food Chemistry. vol 46. n. 8, 1998. TOPPING, D.L. CLIFTON, P.M. Short-chain fatty acids and human colonic function: roles of resistant starch and nonstarch polysaccharides. Physiological Reviews, v.81, n.3, p.1031-1064, 2001. 27 CONDIÇÕES OPERACIONAIS PARA FERMENTAÇÃO DE HIDROLISADO DE MANDIOCA Irene MIuki SAITO1, Cláudio CABELLO2 RESUMO: Este trabalho teve por objetivo obter melhores parâmetros operacionais para o processo de fermentação de hidrolisado de mandioca com fibra e filtrado relacionando tempo de uso das leveduras Saccharomyces cereviase onde foram utilizados três dias no máximo e concentração etanólica obtendo um rendimento de 8,0%. Palavras-chave: mandioca, fermentação, etanol ABSTRACT: This work had for objective to get better operational parameters for the process of fermentation of hydrolysate of cassava with fiber and filtered relating time of use of where three days in the maximum had been used of fermented by Saccharomyces cereviase and, ethanol concentration getting an yield of 8,0% concentration. Word-key: cassava, fermentation, ethanol INTRODUÇÃO A mandioca é uma espécie de origem latino-americana e sua produção está voltada para o consumo humano. Devido à sua adaptabilidade, é uma planta extremamente cultivada em áreas onde outras espécies amiláceas que não se desenvolvem com a mesma desenvoltura. O consumo de energia aumenta a cada século juntamente com a indústria a o aumento da população. O petróleo é um dos recursos de maior demanda no mundo, porém, suas reservas estão em decline. Por causa disso a economia de muitos países dependentes do petróleo possui grande interesse em explorar energias alternativas. O etanol vem sendo uma dessas energias alternativas através da fermentação de açúcares. (SUN et. al., 2002) Os amidos são convertidos a açúcares simples pela ação das enzimas amilolíticas que requerem menores consumos de energia em relação aos processos de hidrólise utilizado em catálise ácida. 1 Pós doutoranda – CERAT/UNESP, Botucatu-SP, imsaito@fca.unesp.br 2 Coordenador/diretor – CERAT/UNESP, Botucatu-SP, seccerat@fca.unesp.br 28 Processos de hidrólise utilizando enzimas amilolíticas aplicadas a polpas de mandioca apresentam-se como substrato de elevada concentração de açúcares para utilização como substrato de fermentação alcoólica. MATERIAL E MÉTODOS As amostras de polpa de mandioca foram produzidas pela desintegração em sevadeira existente no laboratório de Processo do CERAT com a adição de 20% de água. Amostras de 18 Kg de polpa foi submetida a hidrólise enzimática em reator agitado sendo a primeira etapa de dextrinização num tempo de 2 horas, 50 rpm, 90°C, pH 6,0 e 5,5 mL de α-amilase. A segunda etapa de sacarificação foi realizada num tempo de 12 horas, 50 rpm, 60°C, pH 4,5 e 4,5 mL de amiloglucosidase. Os ensaios de fermentação foram realizados em 2 tipos de hidrolisados: com polpa e filtrado sem polpa. As contagens de levedura foram feitas em câmara de Neubauer conforme Métodos de Contagem da População (COOPERSUCAR 1987). A determinação de glicose foi feita através do método enzimático de glicose oxidase, kit adquirido pela LABORLAB elaborado por Frinder (1969) e Henry (1974). Asconcentrações de sólidos solúveis nas amostras de hidrolisados foram determinados em refratômetro ATAGO, modelo N-1E. com faixa de leitura de 0-32% Brix e os pH das amostras foram determinados em pH-metro Chemcadet modelo 5948-50 ou com papel indicador. RESULTADOS E DISCUSSÃO A porcentagem da glicose do hidrolisado é resultado da transformação do amido em açúcares menores pela ação das enzimas; a fermentação foi feita com fermento em pó no primeiro dia (1 e 4) e no segundo e terceiro dia com pé-de-cuba. Pela tabela 1 foi observado a sensível diferente entre os processos feito com fibra ( processos 1 a 3) e sem fibra (processos 4 a 6) onde obtivera um comportamento semelhante por serem hidrolisados produzidos diretamente da mandioca diminuindo assim a possível contaminação observado no gráfico 1. 29 Através do uso diário houve-se a diluição natural do número de leveduras e também, com a ação de outros microorganismos que provocaram a diminuição da concentração do etanol provocando um número insuficiente para transformar por total a glicose em etanol. Sendo assim que o tempo ideal para o uso do pé-de-cuba seria de 3 dias de acordo com o gráfico 2. Tabela 1: Resultados dos processos de fermentação. Onde: Levedura em pó com concentração de 2,5 % em relação a massa do hidrolisado; hf: hidrolisado com fibra produzido de mandioca sem ser filtrado; hm: hidrolisado produzido de mandioca sem fibra. 1 ,0 1 ,5 2 ,0 2 ,5 3 ,0 7 ,4 7 ,6 7 ,8 8 ,0 8 ,2 8 ,4 8 ,6 C on c. d e et an ol T e m p o e m d ia s c o m f ib ra s e m f ib ra FINAL N° Proc BRIX GLIC. pH tt(H) %C.Et. N° LEV. 1(hf) 8,0 0,12 4,5 22:00 8,5 1,6x108 2(hf) 5,0 0,12 4,5 24:00 8,5 3,0x107 3(hf) 5,0 0,5 4,5 24:00 7,6 1,8x107 4(hm) 6,0 0,06 4,5 24:00 8,0 1,0x108 5(hm) 5,0 0,12 4,5 24:00 8,0 4,6x107 6(hm) 5,0 0,4 4,5 23:00 7,5 1,9x107 30 Gráfico 1: Relação da concentração de etanol com o tempo de hidrolisados com fibra e filtrado (sem fibra). 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10 12 Conc. etanol Conc. glicose C on c. G lic os e/ et an ol Tempo (Dias) Gráfico 2: Relação da concentração da glicose em função do tempo (curva crescente) e relação da concentração do etanol em função do tempo (curva decrescente) sendo a concentração de fermento de 2,5%. CONCLUSÕES O hidrolisado de mandioca preparado com fibras produziu melhor concentração de etanol pelo aproveitamento total do material isto é, sem perda na filtração e pela rapidez de uso que não permite a possível contaminação do hidrolisado. O tempo ideal de uso das leveduras em pé-de-cuba foram de três dias necessitando de acréscimo após esse tempo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COPERSUCAR. Fermentação. São Paulo: Copersucar, 1987a. 434 p. HENRY, R. J.;CANNON, D. C.; WINKELMAN, J. Clinical Chemistry Principies and Techniques. 2 ed. Harper and Row Publishers Inc. N.Y. p. 128, 1974. 31 SUN, Y.; CHENG, J. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review. Bioresource Technology, v. 83, p. 1-11, 2002. 32 CONTROLE DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE BIOETANOL A PARTIR DE MANDIOCA E AMIDOS DE CEREAIS Vantuir Baptista PEREIRA JR.1, Cláudio CABELLO2 RESUMO: Este trabalho teve por objetivo construir um fluxograma de processo visando a automação de uma instalação piloto para fabricação de bioetanol a partir de mandioca e amidos de cereais. Foram avaliados também o consumo de vapor, a perda de calor pelas paredes dos tanques e o tamanho dos principais trocadores de calor. Palavras-chave: fabricação de bioetanol, controle de processo, automação, mandioca e amidos de cereais. ABSTRACT: The objective of this work was to build a process flow diagram, viewing the automation of a bio-ethanol pilot plant from cassava and cereal starches. It was also evaluated the steam consumption, the heat losses through the walls of the tanks and the main heat exchangers size. Keywords: bioethanol fabrication, process control, automation, cassava and cereal starches INTRODUÇÃO A falta de investimentos em tecnologia na fabricação de etanol a partir de mandioca é um dos fatores negativos para o desenvolvimento do setor. Segundo a Revista ABAM (2006), são necessários investimentos em pesquisas que estejam diretamente ligadas ao desenvolvimento de tecnologias, recursos em desenvolvimento da produção agrícola, otimização dos processos de produção de etanol e valorização das características positivas deste produto. A concepção e construção de uma planta piloto de fabricação de bioetanol a partir de mandioca e de amidos de cereais representa um desafio técnico-científico, pois permitirá desenvolver e adaptar o uso de tecnologias avançadas sob a ótica de controle, automação e domínio sobre os bio-processos envolvidos. Será útil também na capacitação e desenvolvimento de pessoas, cujas habilidades serão imprescindíveis frente ao inevitável crescimento do setor. 1 Doutorando em Agronomia: Energia na Agricultura FCA-UNESP, vantuir@fca.unesp.br 2 Orientador Prof. Dr. – CERAT/UNESP, Botucatu-SP, diretoria@cerat.unesp.br 33 Quanto às tecnologias de controle, a ótima performance dos bio- processos não pode ser obtida sem o conhecimento e uso de técnicas e algoritmos de controle. Segundo Costa (1999), um dos problemas mais severos no controle e otimização de bio-processos é a construção de um modelo confiável associado ao alto índice de não linearidade existente. Meleiro (2005) afirma que nos últimos anos os algoritmos de modelos preditivos tem sido largamente utilizados nos processos industriais. Segundo Henson (1998), estes algoritmos tem apresentado sucesso e têm sido incorporados diretamente nos projetos de automação e controle. Segundo Meleiro (2005), a maioria das aplicações de algoritmos de modelos preditivos de controle são aplicações de FFN (Feed Forward Network) e que a estrutura de FLN (Functional Link Network) não tem sido muito explorada. MATERIAL E MÉTODOS Através de catálogos técnicos, consultas a fabricantes, visitas técnicas e participação em feiras específicas, foram definidos os tipos de equipamentos, grandezas dimensionais e lógica de funcionamento para permitir a construção de um fluxograma de processo e controle de uma planta piloto de fabricação de bio-etanol a partir de mandioca e amidos de cereais. Foram calculados o consumo de vapor nas operações de aquecimento, manutenção de temperatura e limpeza, perda de calor pelas paredes dos tanques e características dos principais trocadores de calor. As metodologias de cálculo, os coeficientes e constantes (coeficientes de transmissão, coeficientes de película e constante de Stefan Boltzmann) foram adotados conforme Holman (1983) e Trevisan (1980). Os valores de temperatura e tempo adotados como parâmetros de processo para realizar os cálculos foram: Temperatura do jet-cooker - 100 ºC Temperatura e tempo de dextrinização – 95 ºC, 2horas. Temperatura e tempo de sacarificação – 60 ºC, 24 horas. Temperatura e tempo de fermentação – 30 ºC, 6 horas. A quantidade de mandioca processada é de 1000 kg/h, o volume de bioetanol obtido é de 166 l/h e o consumo de vapor previsto na destilação é de 2,5 kgv/l (vapor a 6,0 bar). 34 RESULTADOS E DISCUSSÃO O fluxograma obtido contempla resumidadmente 8 estações de controle: 1) Processamento de matéria prima, 2) Polpação, 3) Dextrinização, 4) Sacarificação, 5) Preparação de Levedura, 6) Fermentação, 7) Destilação e 8) Re-aproveitamento de águas e controle de efluentes, conforme figura 1. Foram considerados na definição das operações unitárias do processo: - Utilização de uma centrífuga para separação dos sólidos presentes no material sacarificado e outra para extração e re- aproveitamento da levedura. - Instalação de trocadores de calor entre as etapas de dextrinização e sacarificação para o máximo aproveitamento de energia térmica. -Instalação de trocador de calor entre a sacarificação e a fermentação, re-utilizando-se a água quente na etapa de polpação. - Utilização de isolamento térmico nos tanques de polpa, dextrinização e sacrificação evitando a perda de calor. - Utilização de vapor para limpeza e assepsia de tubulações e interior de tanques no sentido de minimizar os problemas de contaminação. - Re-aproveitamento da flegmassa para promover aquecimento e manutenção de temperatura em pontos do processo, reduzindo consumo de vapor. - Instalação de malhas de controle de temperatura na fermentação, buscando a máxima performance das leveduras. - Instalação de medidores de vazão de água para permitir o controle do consumo. - Instalação de válvula de controle de injeção de água de diluição no tanque de polpa, controlada pelo sinal de corrente do motor da sevadeira. - Re-aproveitamento do calor gerado na fermentação através da re-utilização da água de refrigeração e manutenção da temperatura 35 das dornas de fermentação (este é o ponto onde podem ser utilizados os algoritmos de modelos preditivos de controle – FFN). - Utilização de sistema de separação de sólidos na área de lavagem de matéria prima, o que proporcionará redução do consumo de água, redução da possibilidade de entrada de contaminantes e aumento da vida útil dos componentes devido a abrasão. - Utilização de válvulas de enchimento e dreno dotadas de dispositivo elétrico de abertura e fechamento (on-off) cujos solenóides serão comandados em função da receita e seus respectivos parâmetros, conforme programação introduzida no CLP (Controlador Lógico Programável) e no software supervisório. - Re-aproveitamento dos gases de combustão da caldeira para utilização na secagem do material sólido separado no processo. - Construção de uma cabine de controle centralizado de operações. Para atendimento destas condições o sistema configurado possui 98 entradas digitais, 27 entradas analógicas, 171 saídas digitais e 10 saídas analógicas, totalizando 306 pontos. São 41 motores elétricos, 41 válvulas solenóides, 10 válvulas de controle PID, 9 inversores de frequência, 80 lâmpadas de sinalização no campo, 30 sensores de nível, 60 botões de campo, 8 botões de emergência, 23 termo-resistências, 2 medidores de vazão, 2 medidores de corrente e 1 sirene de sinalização. Os trocadores de calor utilizados após os tanques de dextrinização e para resfriamento do material sacarificado têm respectivamente 4,9 m2 e 68,0 m2 (coeficiente global de troca = 1000 kcal/h.m2.ºC) A perda total de calor pelas paredes dos tanques de dextrinização e sacarificação são respectivamente 37.530,0 kcal/h e 30.016,0 kcal/h, o que justifica o isolamento térmico dos tanques e representa uma economia de 110,0 kgv/h. O consumo total de vapor foi calculado em 503 kg/h (vapor saturado a 6,0 bar). 36 CONCLUSÕES As simulações realizadas permitiram concluir que o sistema proposto será capaz de controlar todo o processo, assim como registrar seu funcionamento, que será posteriormente analisado, buscando a otimização das diversas estações de trabalho. 37 1 2 3 4 5 6 7 8 38 Figura 1 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COSTA, A. C. A hybrid neural network for the optimization of fed-batch fermentations, Brazilian journal of chemical enginnering,v.16, n.1, 1999. HENSON, M.A. Non linear model predictive control: current status and future directions, Comp. chemical engineering, 23, p.187-202, 1998. HOLMAN, J.P. Transferência de calor, Mc Graw Hill, 1983, p.184-547. MELEIRO, L.A.C.; COSTA, A.C., & MACIEL FILHO , R. Non linear multivariable predictive control of an alcoholic fermentation process using functional link networks, Brazilian archives of biology and technology, Vol 48, special n., 2005, p.7-18. REVISTA ABAM: Publicada em 19/07/2006, ano IV, n.13, jan-mar 2006. TREVISAN, W. Manual Termotécnico, IBEC, Instituto Brasileiro de Edições Científicas, 1980, São Paulo, p.61-105 39 DESENVOLVIMENTO DE FARINHAS DE MANDIOCA INSTANTÂNEAS POR PROCESSO DE EXTRUSÃO TERMOPLÁSTICA: INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE CASEÍNA E PARÃMETROS DE PROCESSO NAS PROPRIEDADES VISCOAMILOGRÁFICAS Beatriz Helena B. LUSTOSA1 , Magali LEONEL2, Martha Maria MICHAN3 RESUMO: O interesse da indústria de alimentos por produtos desenvolvidos a partir de farinhas acrescidas de proteína, não se deve somente às suas características nutricionais, senão também às suas propriedades funcionais e reológicas, as quais definem as suas aplicações comerciais. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de parâmetros operacionais do processo de extrusão sobre as propriedades de pasta de misturas de farinha de mandioca e caseína. Os resultados obtidos mostraram efeito significativo do teor de proteína nas misturas sobre todas as propriedades (viscosidade a frio, pico de viscosidade, quebra de viscosidade, viscosidade final e tendência a retrogradação), com os menores valores obtidos na condição de maior teor protéico (9,5%). A temperatura de extrusão e a umidade das misturas também exerceram influência significativa sobre a viscosidade inicial e pico de viscosidade nas condições intermediárias de proteína (6%). Palavras chave: amido, proteína, viscosidade, extrusão ABSTRACT: The interest of the food industry for products developed from flours with high level of protein should not be only to their nutritional 1 Aluna de graduação em Nutrição, Instituto de Biociências/UNESP, Botucatu-SP. Bolsista FAPESP. 2 Pesquisadora, CERAT/UNESP, Botucatu-SP. E-mail:mleonel@fca.unesp.br 3 Professora, Depto. Bioestatística, Instituto de Biociências/UNESP, Botucatu-SP. 40 and rheological characteristics, but also to their functional properties, which define its commercial applications. This work had as objetive to evaluate the effect of operational parameters of the extrusion process on the viscoamilography properties of the mixtures of cassava flour and casein. The results showed significant effect of the protein content in mixtures on all properties analyzed (initial viscosity, viscosity peak, breakdown, final viscosity and retrogradation tendency) with smaller values obtained in the condition of higher protein content (9,5%). The temperature and humidity of extrusion of mixtures also exerted significant influence on the initial viscosity and peak viscosity conditions intermediate of protein (6%). Key-words: starch, protein, viscosity, extrusion INTRODUÇÃO A farinha de mandioca é uma rica fonte de carboidrato, contendo proteína de baixo valor biológico, por ser limitante em aminoácidos essenciais. O enriquecimento de produtos convencionais, largamente disponíveis e de boa aceitação pela população, com ingredientes de elevado valor nutritivo, é o caminho mais curto, e, mais econômico para se oferecer à população alimentos nutritivos a um custo competitivo com seus similares no mercado. As proteínas do leite compreendem duas frações: as caseínas, que se apresentam principalmente no estado de partículas coloidais, (micelas) e as proteínas do soro, que estão em solução (DAVIAN et al. 2000; GAUCHERON et al. 2000). Com o avanço de tecnologias para o desenvolvimento de novos produtos alimentícios, a possibilidade de introduzir farinhas diferenciadas, como as farinhas de mandioca instantâneas com elevado teor protéico, aparece como uma alternativa de grande interesse para as indústrias processadoras dessa raiz. A tecnologia de extrusão, nos últimos tempos, tem se tornado um dos principais processos no desenvolvimento de produtos alimentícios. A extrusão é um processo que combina várias operações unitárias, incluindo mistura, cozimento, amassamento, cisalhamento, formação e moldagem. Os extrusores são classificados de acordo com 41 o método de operação (a frio ou de cozimento) e construção (extrusoresde rosca única ou dupla). Diante da importância da farinha de mandioca na alimentação de muitos brasileiros e da possibilidade do uso da extrusão na produção de farinhas instantâneas de mandioca enriquecidas com proteína, este projeto teve por objetivo avaliar o efeito das condições operacionais do processo sobre as propriedades viscoamilográficas de misturas de farinha de mandioca e caseína. MATERIAL E MÉTODOS A extrusão foi efetuada em uma linha completa de extrusão IMBRA RX da Imbramaq S/A. O processo de extrusão seguiu o delineamento ‘central composto rotacional’ para três fatores, segundo Cochran & Cox (1957), com um total de 20 tratamentos (Tabela 1). Tabela 1 - Parâmetros variáveis do processo de extrusão Níveis Variáveis independentes Axiais Codificados P T U - α -1,682 2,5 65 14,5 -1 4 80 16 0 6 100 18 +1 8 120 20 + α +1,682 9,5 135 21,5 P: proteína (%); T: Temperatura de extrusão (ºC); U: Umidade das amostras (%). Para a avaliação das propriedades de pasta da farinha de mandioca crua e após os tratamentos de extrusão foi utilizado o Rapid Visco Analyser (RVA), na concentração de 2,5g de farinha/25 mL de água destilada, corrigida para a base de 14% de umidade (Newport Scientific, 1998). Os parâmetros avaliados foram: viscosidade inicial (VI), pico de viscosidade (PV), quebra de viscosidade (QV), tendência a retrogradação (TR) e viscosidade final (VF). RESULTADOS E DISCUSSÃO Segundo Franco et al. (2001) a viscosidade de pasta do amido, avaliada em viscoamilógrafo, parece ser determinada por dois fatores: o 42 grau de inchamento dos grânulos e a resistência desses à dissolução pelo calor ou a fragmentação pela agitação mecânica. Os resultados obtidos mostraram uma variação de 5,08 a 45,75RVU para a viscosidade inicial das farinhas extrusadas, 4,83 a 49,25RVU para o pico de viscosidade, 3,51 a 41,33 RVU para a quebra de viscosidade, 2,08 a 78,54 RVU para a viscosidade final e 0,76 a 51,9 RVU para a tendência a retrogradação. A análise dos dados mostrou influência significativa do teor de proteína nas misturas de farinha de mandioca e caseína sobre todos os parâmetros de viscosidade analisados, sendo que os menores valores observados foram obtidos nas condições de 9,5% de proteína na mistura, 100ºC de temperatura de extrusão e 18% de umidade. Segundo Silveira et al (1981), o amido é o principal componente responsável pela viscosidade em misturas de farinhas de arroz e soja e, com o aumento da soja nas misturas diminui o teor de amido e com isso a viscosidade. Outro fator importante é a diminuição da água disponível para a gelatinização do amido por sua interação com a proteína. A viscosidade final é uma característica que em produtos extrusados vai depender das modificações que ocorrem nas estruturas do grânulo de amido e das moléculas durante o processamento (EL- DASH, 1982). Já a retrogradação do amido ocorre por efeito da recristalização das moléculas de amilose e amilopectina, decorrente do agrupamento das partes lineares das moléculas de amido através da formação de novas ligações de hidrogênio, resultando na formação de precipitados e/ou géis (GUTKOSKI et al., 1999). Na condição de menor teor de proteína (2,5%), com a umidade e a temperatura de extrusão na condição intermediária (18% e 100ºC), obteve-se os maiores valores de viscosidade final e tendência a retrogradação, indicando menor degradação do amido. Verificou-se também o efeito significativo da temperatura de extrusão sobre a viscosidade inicial e pico de viscosidade com os maiores valores observados nas temperaturas mais baixas. De acordo com Guha et al. (1998), se os tratamentos de extrusão não forem tão severos determinada porcentagem de grânulos de amido pode conservar parte da estrutura amilácea, apresentando um pico no perfil amilográfico, que significa amido não gelatinizado ou parcialmente gelatinizado. 43 CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos foi possível verificar o efeito significativo dos parâmetros de extrusão sobre as propriedades viscoamilográficas das farinhas de mandioca acrescidas de caseína, sendo que a porcentagem de proteína na mistura apresentou o efeito mais pronunciado seguida pela temperatura de extrusão e umidade na mistura. Menores teores de proteína levam á obtenção de produtos instantâneos com melhores características de pasta. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COCHRAN, W.G.; COX, G.M. Experimental Designs. 2nd.ed. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1957, 611 p. DAVIAN C., FARNELART, M.H., PIERRE A., GOUDERANCHE H., MAUBOIS J.L. Rennet coagulation of skin milk and curd drainage: Effect of pH, casein concentration, ionic strengh and heat tretment. Le Lait. v.80, n.4, p.397-415, 2000. EL-DASH,A.A. Aplication and control of thermoplastic extrusion of cereals for food and industrial uses. In: POMERANZ,Y. & MUNCH,L. Eds. Cereals: a renewable resource, theory and practice. St. Paul, Minnesota, AACC, p.1- 52, 1982. FRANCO, C. M. L.; DAIUTO, E. R.; DEMIATE, I. M.; CARVALHO, L. J. C. B.; LEONEL, M.; CEREDA, M. P.; VILPOUX, O. F.; SARMENTO, S. B. S. Propriedades gerais do amido. São Paulo: Fundação Cargil, 2001. v.1, p.224. (Cultura de Tuberosas Amiláceas Latino Americanas). GAUCHERON, F., LE GRAËT Y., BRIARD, V. Effect of sodium chloride addition on the mineral equilibrium of concentrated and acidified casein micelles. Milchwissenschaft. v.55, n.2, p.82-6, 2000. SILVEIRA, E.T.F.; TRAVAGLINI, D.A.; VITTI, P.; CAMPOS, S.D.S.; AGUIRRE, J.M.; FIGUEIREDO, I.B.; SHIROSE, I. Farinha composta de resíduo do extrato de soja e de arroz em mistura com trigo para uso em panificação. Boletim do Instituto de tecnologia de Alimentos, Campinas, v.18, n.4, p.543-561, 1981. 44 DESTINAÇÃO FINAL DE EFLUENTES LÍQUIDOS DE FECULARIA TRATADOS EM BIODIGESTORES ANAERÓBIOS Paulo H. Mendonça PINTO 1, Cláudio CABELLO 2 RESUMO: Um dos problemas enfrentados pelas empresas processadoras de mandioca é a destinação de seus efluentes líquidos, e neste sentido, a digestão anaeróbia constitui-se uma solução alternativa para o seu tratamento, que merece atenção especial a sua forma de implementação. O objetivo do presente trabalho foi propor um método simples e de baixo custo para o tratamento e a destinação final dos efluentes líquidos de fecularias, utilizando biodigestores anaeróbios. Palavras-chave: Biodigestão anaeróbia, fertirrigação, manipueira. ABSTRACT: One of problems faced for the processing cassava companies is the destination of its wastewaters, and in this direction, the anaerobic digestion consists an alternative solution for its treatment, that deserves special attention its form of implementation The objective of the present work was to consider a simple method and of low cost for the treatment and the final destination of the wastewaters of cassava companies, using anaerobic reactors. Keywords: Anaerobic digestion, fertirrigation, wastewater of cassava. INTRODUÇÃO Um dos sérios problemas ambientais da Terra como um todo é a poluição dos recursos de água doce, principalmente se considerados os pequenos cursos d’água doce, onde acorrem os despejos dos resíduos líquidos de indústrias que utilizam raízes de mandioca como matéria- prima (FIORETTO, 1994). Devido à elevada carga orgânica e de compostos poluentes contidos nos efluentes líquidos de fecularias, mesmos que as concentrações sejam inferiores quando comparadas com as verificadas 1 – Mestrando em Energia na Agricultura, FCA/UNESP, Botucatu-SP, e-mail: pmendonca@fca.unesp.br 2 – Orientador Profº Dr CERAT/UNESP, Botucatu-SP, dircerat@fca.unesp.br 45 na manipueira das farinheiras, o esgotamento dessa água residual pode trazer sérios problemas de poluição ambiental (SOBRINHO, 1975). Na digestão anaeróbia de compostos orgânicos complexos como carboidratos, proteínas e lipídios são hidrolisados, fermentados e convertidosem materiais orgânicos mais simples, principalmente ácidos voláteis. No segundo estágio, ocorre a conversão de ácidos orgânicos em gás carbônico, hidrogênio, metano e gás carbônico (CHERNICHARO, 1997). O objetivo do trabalho foi a avaliação da qualidade do efluente do sistema de tratamento da manipueira em reator anaeróbio, de modo a propor sua utilização em fertirrigação, lançamento em corpo receptor ou rede pública coletora de esgoto. MATERIAIS E MÉTODOS Foi utilizado um modelo de bancada representado por um biodigestor anaeróbio confeccionado em PVC, diâmetro de 30 cm e altura de 30 cm, e volume útil de 16,33 litros, em série com outro biodigestor anaeróbio de fluxo ascendente, confeccionado em aço inoxidável, com diâmetro de 30 cm e altura de 90 cm, com enchimento de anéis de PVC com 1 cm de comprimento e diâmetro de ½”, com volume útil de 49,00 litros. O conjunto foi alimentado por uma bomba peristáltica em conjunto com temporizador. O sistema piloto foi montado em uma unidade agroindustrial processadora de raiz de mandioca, que gerava resíduo líquido com elevada carga poluente (manipueira). A partida do reator anaeróbio foi realizada com inóculo de lodo coletado aleatoriamente de lagoa de tratamento de empresa processadora de mandioca. Foram adotados TRH de 1 dia para o reator acidogênico e de 3 dias para o reator metanogênico (SAMPAIO, 1996; RIBAS, 2003). O sistema operou com temperatura ambiente. Foram realizadas coletas de amostra do líquido em cada um dos reatores a cada 24 Horas, três vezes por semana e, analisados quanto à concentração de ácidos orgânicos totais e alcalinidade total, segundo Silva (1977), DQO (CETESB, 1985), pH (AOAC, 1975) e metais através de espectrofotometria de absorção atônica, segundo (APHA,1998). Os resultados obtidos foram comparados com a legislação através do Decreto Nº 8.468, de 8/9/1976, para lançamento em corpo receptor (Art.18) ou rede pública coletora de esgotos (Art.19-A). Para a caracterização do efluente para uso em fertirrigação, foram seguidas as 46 especificações da FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations, citadas por Ayers & Westcot (1994), segundo recomendação de parecer técnico emitido pela CETESB. RESULTADOS E DISCUSSÃO Conforme apresentado na figura 1, após a estabilização dos biodigestores, o reator acidogênico apresentou uma eficiência de acidificação média de 73%, semelhante ao obtido por Sampaio (1996). O sistema apresentou uma eficiência global de redução da matéria orgânica da ordem de 80%, que atende à legislação para lançamento do efluente tratado em corpo receptor ou sistema público de tratamento de esgotos. Figura 1 – Gráfico de desempenho dos reatores Durante a condução do experimento, foram observadas variações da temperatura de 22,5 a 34,6 ºC, do efluente do reator metanogênico, este fato pode ter causado uma redução na eficiência de remoção da carga orgânica (CHERNICHARO, 1997). O autor cita que a atividade bacteriana diminui 11% para cada 1ºC reduzido em biodigestores operados a temperaturas abaixo de 30ºC. Os resultados preliminares da caracterização do efluente tratado, em comparação com as especificações da legislação encontram-se na tabela 1, onde se observa que, para os parâmetros monitorados, o efluente tratado atende aos propósitos deste experimento. Tabela 1: Parâmetros legais para classificação de efluentes não domésticos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 500 1000 1500 2000 2500 DESEMPENHO DO REATOR ACIDOGÊNICO % a ci di fic aç ão Acidez entrada Acidez saída Ac id ez (m g C aC O 3.L -1 Semanas 50 55 60 65 70 75 80 % Acidificação 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE DQO DQO Entrada DQO Saída D Q O [m g. L- 1 ] Semana 10 20 30 40 50 60 70 80 90 % Redução de DQO % R ed uç ão D Q O 47 Variáveis Decreto Nº 8.468 8/9/1976 FAO1 Efl. tratado Art 18 Art 19-B pH 5,0 – 9,0 6,0-10,0 - 6,5 Temperatura (ºC) < 40ºC < 40ºC - 33,5 Mat sedimentável [mg.L-1] 1,0 20,0 - 1,0 DBO5,20 [mg.L-1] ≥80% - - 1235,4 Arsênio [mg.L-1] 0,2 1,5 0,10 <0,05 Bário [mg.L-1] 5,0 - - na Berílio [mg.L-1] - - 0,10 na Boro [mg.L-1] 5,0 - - <0,05 Cádmio [mg.L-1] 0,2 1,5 0,01 na Chumbo [mg.L-1] 0,5 1,5 - 0,12 Cianetos [mg.L-1] 0,2 0,2 - 0,028 Cobalto [mg.L-1] - - 0,05 na Cobre [mg.L-1] 1,0 1,5 0,10 <0,05 Cromo hexav. [mg.L-1] 0,1 5,0 0,10 <0,04 Estanho [mg.L-1] 4,0 4,0 - na Fenol [mg.L-1] 0,5 5,0 - na Ferro solúvel [mg.L-1] 15,0 15,0 5,00 0,12 Fluoretos [mg.L-1] 10,0 10,0 1,00 na Manganês [mg.L-1] 1,0 - 0,20 na Magnésio [mg.L-1] - - - 0,15 Mercúrio [mg.L-1] 0,1 1,5 - <0,001 Molibdênio [mg.L-1] - - 0,01 na Níquel [mg.L-1] 2,0 2,0 0,20 <0,04 Prata [mg.L-1] 0,02 1,5 - na Selênio [mg.L-1] 0,02 1,5 - na Sulfatos [mg.L-1] - 1000 - 72,0 Sulfetos [mg.L-1] - 1,0 - na Vanádio [mg.L-1] - - 0,10 na Zinco [mg.L-1] 5,0 5,0 2,00 0,32 Legenda: na: não analisado; - dados não especificados. 1 FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations. CONCLUSÃO Os resultados indicam a eficiência do tratamento aplicado a este tipo de efluente, podendo ser alternativa às outras tecnologias existentes. Os demais parâmetros constantes na legislação serão avaliados e, com os dados completos da caracterização do efluente tratado será realizada uma consulta ao órgão responsável pela rede pública para o levantamento dos custos referentes à coleta e o tratamento, de modo a se avaliar o método mais viável. 48 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS American Public Healt Association. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20º Edição. Washington: Ed Washington (DC),1998.1085p. Ayers, RS; Westcot,D.W. Water Quality for Agriculture, 1994 (Reimpressão) – Disponível em<www.fao.org> , acessado em 30/10/2007. CHERNICHARO, C.A.L.Reatores anaeróbios Belo Horizonte, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – UFMG, 1997, v. 5. p. 13-77. FIORETO, R.A., Uso direto da manipueira em fertirrigação. In: Resíduo da industrialização de mandioca no Brasil, 1 ed. São Paulo Editora Paulicéia, 1994. p.51-80. RIBAS, M.M.F. Comparação da estabilização da manipueira com calcário e hidróxido de sódio na fase acidogênica da biodigestão anaeróbia e uso do biofertilizante.2003.84p. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Energia na Agricultura,) - Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu. SAMPAIO, B.M.L. Viabilidade do processo de tratamento anaeróbio de resíduos da industrialização da mandioca em sistemas de duas fases. 1996, 176f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, Maringá. SOBRINHO, P.A. Autodepuração dos corpos d’água. In:____. Curso poluição das águas. São Paulo: CETESB/Abes/BNH, cap.8, p.6-9,1975. 49 EFEITOS DA ADIÇÃO DE FÉCULA DE BIRI (Canna edulis) e CASEÍNA SOBRE AS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E SENSORIAIS DE PÃO-DE-QUEIJO Josiane C. Martins1, Luciana Bronzi de Souza1, Magali Leonel2 RESUMO: O pão-de queijo é um produto de consumo crescente sendo comercializado em todo o país. O biri é uma tuberosa amilácea ainda pouco explorada no Brasil, mas já utilizada em outros países como fonte de amido para uso em biscoitos e macarrão. Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito da inclusão de fécula de biri e caseína na formulação básica de pão-de-queijo sobre a densidade aparente, volume específico, componentes de cor e análise sensorial dos produtos obtidos. Foram testadas cinco formulações com quantidades variáveis de fécula de biri e caseína, com os demais ingredientes mantidos fixos. Os resultados obtidos mostraram que a formulação com 39g de fécula de biri, 26 g de caseína comercial e 140g de polvilho acrescidas de 105g de queijo meia cura, 105g de leite integral, 75g de óleo de soja, 11g de margarina e 6g de sal,
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