AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DA MAMONA (Ricinus communis L.) CULTIVAR PARAGUAÇU

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1 6 AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DA MAMONA (Ricinus communis L.) CULTIVAR PARAGUAÇU Ludmilla Souza Barbosa 1 (UEG); Renata Cunha dos Reis 2 (UEG); Jacqueline de Souza Reis 3 (UEG); Mateus de Leles Lima 4 (UEG); Ivano Alessandro Devilla 5 (UEG) Resumo: Este trabalho objetivou-se avaliar as propriedades físicas dos grãos de mamona da cultivar Paraguaçu, produzidos nas condições edafoclimáticas do cerrado e compará-las com outras cultivares. Os frutos foram colhidos, manualmente, com teor de água de 5 % b.s, sendo analisados quanto ao comprimento, largura, espessura, esfericidade, circularidade, área projetada e área superficial, em 30 repetições. A determinação da massa específica aparente foi realizada em seis repetições, utilizando um cilindro plástico de volume conhecido. As dimensões características foram determinadas, considerando a carúncula. As médias da massa específica aparente dos grãos de mamona para o teor de água de 5% b.s. foram 556,19 kg. m -3 e 865,16 kg. m -3 respectivamente. Assim as propriedades físicas da cultivar Paraguaçu apresentaram valores superiores que as cultivares relatadas pela literatura (Guaraní, IAC266, IAC80, Comum, Rajada, Branquinha e Nordestina) onde somente a cultivar IAC 80 teve espessura maior que a Paraguaçu. PALAVRAS-CHAVE: porosidade; esfericidade; massa específica. ABSTRACT: This work aimed to evaluate the physical properties of castor grains of the cultivar Paraguaçu produced at conditions of savanna and compare them with other cultivars. The fruits were harvested manually with a water content of 5% db, and analyzed regarding length, width, thickness, sphericity, circularity, projected area and surface area in 30 repetitions. The 1 Mestranda do Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola UnUCET/UEG. 2 Mestranda do Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola UnUCET/UEG. 3 Mestranda do Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola UnUCET/UEG. 4 Mestrando do Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola UnUCET/UEG. 5 Docente do Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola UnUCET/UEG. 89

2 Agrotecnologia determination of density was performed in six replicates using a plastic cylinder of known volume. The size characteristics were determined, considering the caruncle. The average bulk density of castor grains to the water content of 5% db was kilograms. m-3 and kilograms. m-3 respectively. Thus the physical properties of Paraguaçu cultivar showed higher values than the cultivars reported in the literature (Guaraní, IAC266, IAC80, Common, Gust, and Northeastern Branquinha) where only the IAC 80 had a thickness greater than Paraguaçu. KEY WORDS: porosity, sphericity, mass specify 1 Introdução A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa de relevante importância econômica e social (KOURI, et al.2006). Segundo ANTHONISER (2004) o porte das plantas pode variar desde 80 cm até 8 m de altura. Possui facilidade de adaptação e velocidade de propagação sob diferentes condições climáticas. Sendo a existência de inúmeras variedades de mamoneira justificada pelo fato de a espécie ser politípica, ou seja, subespécies são geradas em função das diferentes origens morfológica, genética e ecológica. De acordo com GONELI (2008), o óleo de mamona apresenta características químicas que o diferem dos demais óleos vegetais, possuindo em sua composição aproximadamente 90% do ácido ricinoleico, um ácido graxo pouco frequente nos óleos vegetais. Segundo COSTA et al. (2009) o óleo de mamona era usado desde a era colonial para lubrificar as engrenagens, os mancais dos engenhos de cana-deaçúcar e também como indicador do ponto de fervura da rapadura. A cultura da mamona é uma das mais tradicionais no semi-árido brasileiro, sendo de relevante importância econômica e social. Sua característica lhe compete um uso diversificado de seu óleo, podendo ser usado na fabricação de tintas e isolantes, como lubrificante na aeronáutica, como base na manufatura de cosméticos e de muitos tipos de drogas farmacêuticas. È também empregado em vários processos industriais (COSTA & RAMOS, 2004), além de ser utilizado para a produção de biodiesel, combustível alternativo ao óleo diesel mineral (ABREU et al., 2004). De acordo com EVANGELISTA et al. (2008) a produção de combustíveis a partir de fontes renováveis constitui uma estratégia, que vem despertando muito otimismo, por suas possibilidades de amenizar a crise de abastecimento de combustíveis, e diminuir problemas ambientais relacionados à redução de emissões de CO 2 na atmosfera e por não expelir enxofre, principal componente da chuva ácida. 90

3 Alternativas de embalagens biodegradáveis na conservação de alimentos A mamona (Ricinus communis L.) é produtora de um dos óleos mais densos e viscosos, apresentando a vantagem de ser o único glicerídeo feito pela natureza solúvel em álcool. Essas características sinalizam uma aptidão da mesma para produção de biocombustível, como o biodiesel, já que essas propriedades levariam a produção de um combustível com maior lubricidade, fator importante nos motores do ciclo diesel (EVANGELISTA et al. 2008). O beneficiamento dos frutos é um dos principais fatores limitantes tanto em relação à qualidade do óleo extraído, quanto ao crescimento da cultura, sendo uma etapa muito importante para a definição da qualidade do grão (GONELI, 2008). Pois os grãos de mamona têm tamanhos muito variados entre diferentes cultivares, e as máquinas geralmente são reguladas para um único tamanho e, ainda assim, adaptadas de máquinas destinas ao beneficiamento de cereais (SILVA et al., 2001), o que leva a uma grande quantidade de grãos não descascados e quebrados (GONELI, 2008). Assim os conhecimentos prévios das propriedades físicas das sementes tais como a forma, o tamanho, volume, massa específica e a área, entre outras informações, são imprescindíveis para o engenheiro dimensionar máquinas e equipamentos agrícolas (NAGAOKA, 2005), em busca de aumentar a qualidade dos produtos. Assim, nesse trabalho objetivou-se determinar as propriedades físicas de grãos de mamona, cultivar Paraguaçu, produzidos nas condições edafoclimáticas do cerrado e compará-las com outras cultivares. 2 Material e Métodos Os trabalhos foram conduzidos na Universidade Estadual de Goiás, UnUCET, no Laboratório de Secagem e Armazenamento de Produtos Vegetais, na cidade de Anápolis-GO. Foram utilizados grãos de mamona cultivar Paraguaçu, produzidas no município de Ipameri-GO, safra 2007/2008. Os frutos foram colhidos, manualmente, com o teor de água de 5 % b.s. O teor de água inicial foi determinado pelo método padrão de estufa segundo metodologia da Regra de Análise de Sementes, (BRASIL, 1992). O tamanho e a forma dos grãos de mamona, considerados esferoides triaxiais, foram analisados quanto ao comprimento, largura, espessura, (Figura 1) esfericidade, circularidade, área projetada e área superficial, em 30 repetições, utilizando um paquímetro digital com resolução de 0,01 mm. As dimensões características foram determinadas, considerando a carúncula (Figura 2). 91

4 Agrotecnologia Fonte: GONELI (2008) Figura 1: Desenho esquemático do fruto de mamona, considerado como esferoide tri-axial, com suas dimensões características. em que: a: comprimento ou maior eixo, mm; b: largura ou eixo médio, mm; e c: espessura ou menor eixo, mm. Fonte: GONELI (2008). Figura 2: Desenho esquemático das dimensões de um grão de mamona, considerado como um esferoide tri-axial. A esfericidade (E s ) dos grãos de mamona, em porcentagem (%) foi calculada utilizando a Equação 1, proposta por MOHSENIN (1986) A área projetada (Ap), em mm 2, dos frutos e grãos de mamona foi determinada pela seguinte Equação 2: 92

5 Alternativas de embalagens biodegradáveis na conservação de alimentos A circularidade (C) dos grãos de mamona, em porcentagem (%), foi determinada pela seguinte Equação 3 (MOHSENIN, 1986): O diâmetro geométrico médio (D g ), em mm 2, dos grãos de mamona, foi determinado pela Equação 4 propostas por MOHSENIN (1986): A determinação da massa específica aparente (ρa), dada em kg.m -3 foi realizada em seis repetições, utilizando um cilindro plástico de volume conhecido. O recipiente com os grãos foi pesado em balança de precisão de 0,001g e a massa específica foi obtida conforme a Equação 5: em que: ρ: Massa do produto v: Volume do recipiente Para a determinação da porosidade intergranular (ε), em porcentagem, usou-se um volume de 100 ml de sementes medidos em um béquer, em que foi acrescido óleo de soja até o preenchimento de todos os espaços vazios. Em seguida, fez-se a leitura na bureta da quantidade de óleo de soja gasto e consequentemente a porcentagem de porosidade intergranular da massa de sementes. A massa específica unitária (ρu), expressa em kg m -3, foi dea circularidade (C) dos grãos de mamona, em porcentagem (%), foi determinada pela seguinte Equação 3 (MOHSENIN, 1986): terminada utilizando-se a Equação 6, conhecendo-se a massa específica aparente e a porosidade. 93

6 Agrotecnologia A circularidade (C) dos grãos de mamona, em porcentagem (%), foi determinada pela seguinte Equação 3 (MOHSENIN, 1986): C = ba100 3 Resultados e Discussão Na Tabela 1 encontram-se os resultados obtidos para as propriedades físicas dos grãos de mamona cultivar Paraguaçu. As médias da massa específica aparente e da massa específica unitária dos grãos de mamona para o teor de água de 5% b.s. foram respectivamente de 556,19 kg. m -3 e 865,16 kg. m -3. GONELI (2008) ao analisar grãos de mamona da variedade Guaraní de Minas Gerais no teor de água entre 9 a 51% b.s. encontrou valores de massa específica aparente entre 401 a 478 kg. m -3. Percebe-se que, para um teor de água de 5% b.s. a massa específica aparente obtida neste trabalho (556,19 kg. m -3 ) foi bem maior do que a de umidade mínima 9% b.s. (401 kg. m -3 ) obtida por GONELI (2008). Para massa específica unitária encontrou, para a mesma faixa de teor de água, valores de 682 a 902 kg. m -3. Segundo COUTO et al. (1999) a massa específica aparente de grãos agrícolas cresce, geralmente, com a diminuição do teor de água do produto e depende da percentagem de grãos danificados, do teor de água inicial, da temperatura alcançada durante a secagem, do teor de água final e da variedade do grão. Fato que não foi observado por GONELI (2008), pois à medida que se diminuiu o teor de água, os valores de massa específica aparente também diminuíram. Assim o alto valor obtido para esta propriedade neste trabalho pode ser explicado, pela variedade do grão de mamona. O mesmo fato pode ser associado à massa específica unitária. dos grãos de mamona para o teor de água de 5% b.s. foram respectivamente de 556,19 kg. m -3 e 865,16 kg. m -3. GONELI (2008) ao analisar grãos de mamona da variedade Guaraní de Minas Gerais no teor de água entre 9 a 51% b.s. encontrou valores de massa específica aparente entre 401 a 478 kg. m -3. Percebe-se que, para um teor de água de 5% b.s. a massa específica aparente obtida neste trabalho (556,19 kg. m -3 ) foi bem maior do que a de umidade mínima 9% b.s. (401 kg. m -3 ) obtida por GONELI (2008). Para massa específica unitária encontrou, para a mesma faixa de teor de água, valores de 682 a 902 kg. m -3. A circularidade (C) dos grãos de mamona, em porcentagem (%), foi determinada pela seguinte Equação 3 (MOHSENIN, 1986): 94

7 Alternativas de embalagens biodegradáveis na conservação de alimentos da variedade Guaraní de Minas Gerais no teor de água entre 9 a 51% b.s. encontrou valores de massa específica aparente entre 401 a 478 kg. m -3. Percebe-se que, para um teor de água de 5% b.s. a massa específica aparente obtida neste trabalho (556,19 kg. m -3 ) foi bem maior do que a de umidade mínima 9% b.s. (401 kg. m -3 ) obtida por GONELI (2008). Para massa específica unitária encontrou, para a mesma faixa de teor de água, valores de 682 a 902 kg. m -3. A circularidade (C) dos grãos de mamona, em porcentagem (%), foi determinada pela seguinte Equação 3 (MOHSENIN, 1986): C = ba100 Ta b e l a 1: Mé d i a e d e s v i o pa d r ã o d a Massa específica a pa r e n t e (ρ a), massa específica u n i t á r i a (ρ u ), p o r o s i d a d e (ε), c o m p r i m e n t o (a), l a r g u r a (b), espessura (c), e s f e r i c i d a d e (Es), c i r c u l a r i d a d e (C), á r e a p r o j e ta d a (Ap) e d i â m e t r o g e o m é t r i c o m é d i o (Dg) d o s g r ã o s d e mamona, cultivar Paraguaçu com teor de água de 5 % b.s. Propriedade Média + Desvio Literatura Variedade Média Teor de água b.s. Autor A circularidade (C) dos grãos de mamona, em porcentagem (%), foi determinada pela seguinte Equação 3 (MOHSENIN, 1986): ρ a (kg. m -3 ) 556,19 + 8,57 Guarani 401,00 9% Goneli(2008) ρ u (kg. m -3 ) 865, ,98 Guarani 682,00 9% Goneli(2008) ε (%) 35,7 + 1,28 Nordestina 33,28 12% Melo et al. (2007) a (mm) 17,37 + 0,71 a, b, c, d, e, f 10,91-16,15 N.I. Nagaoka et al. (2005) b (mm) 12,87 + 0,70 a, b, c, d, e, f 6,69-12,37 N.I. Nagaoka et al. (2005) c (mm) 7,38 + 0,26 a, b, c, d, e, f 4,71-10,80 N.I. Nagaoka et al. (2005) E (%) 68,01 + 1, C (%) 74,05 + 2, Ap (mm 2 ) 175, ,77 Guarani 116,00 9% Goneli (2008) Dg (mm) 11,81 + 0,46 Guarani 10,05 - Goneli (2008) a = IAC266; b= IAC80; c = Comum; d = Rajada; e = Branquinha; f = Guarani; N.i = Não informada 95

8 Agrotecnologia O valor médio da porosidade intergranular foi de 37,5% para os grãos de mamona a 5% b.s. de teor de água. MELO et al. (2007) analisaram as propriedades físicas dos grãos de mamona cultivar nordestina de Pernambuco com teor de água de 12% b.s. e encontraram para porosidade um valor de 33,28%. Valor este, inferior ao encontrado neste trabalho. Segundo o mesmo autor, a porosidade é definida como sendo a percentagem de espaços vazios existentes na massa do produto. De acordo com MATA e DUARTE (2002) tanto a forma, quanto o tamanho dos produtos agrícolas influem na formação dos espaços intergranulares. Assim como a forma de como esse produto é arranjado em um espaço, ou seja, as formas irregulares e formas diferentes de uma esfera perfeita contribuem para que este fato ocorra com maior intensidade. As dimensões medidas para os grãos de mamona foram comprimento (a), largura (b) e espessura (c) cujas médias foram respectivamente: 17,37; 12,87 e 7,38 mm. NAGAOKA et al. (2005) analisaram algumas propriedades físicas de diversas variedades de mamona (IAC266, IAC80, Comum, Rajada, Branquinha e Guarani) e obtiveram valores para comprimento que variaram de 10,91 a 16,15 mm sendo a variedade comum com menor valor e a branquinha de maior valor. A dimensão largura obteve médias variando de 6,69 mm (comum) a 12,37 mm (rajada) e a espessura variou de 4,71 mm (comum) a 10,8 mm (IAC 80). Apesar do teor de água não ser informada por NAGAOKA et al. (2005), observa-se que a média de comprimento, largura obtidas neste trabalho foram maiores que todas as cultivares estudadas pelo autor citado acima. Já a espessura obteve média próxima a da cultivar rajada. A esfericidade (S) média foi de 68,01% e a circularidade média de 74,05%. Infere-se, portanto que os grãos da cultivar analisada neste trabalho apresentam grau elevado de esfericidade e circularidade. De acordo com SILVA et al. (2008), a esfericidade e a circularidade são valores próximos de a unidade, assim, mais próximos estarão de um circulo ou esfera o grão estudado. A média dos valores encontrados para área projetada e diâmetro geométrico dos grãos de mamona a 5% b.s. de teor de água foram de 175,86 mm 2 e 11,81 mm, respectivamente. Valores estes, superiores aos encontrados por GONELI (2008), novamente constata-se que os grãos de mamona utilizados neste trabalho apresentaram-se mais graúdos comparativamente aos produto utilizado pelo mesmo autor. 4 Conclusões Conclui-se que as propriedades físicas sofrem grande influência da cultivar do grão estudado. Assim, os valores para massa específica aparente, massa específica unitária, porosidade, dimensões axiais (comprimento, largura e 96

9 Avaliação das propriedades físicas da mamona (Ricinus communis L.) cultivar paraguaçu espessura), esfericidade, circularidade, área projetada e diâmetro geométrico, da cultivar Paraguaçu a um teor de água de 5 % b.s., foram maiores que as demais cultivares relatadas na literatura (Guaraní, IAC266, IAC80, Comum, Rajada, Branquinha e Nordestina), onde somente a cultivar IAC 80 teve espessura maior que a Paraguaçu. 5 Referências ABREU, F. R.; LIMA, D. G.; HAMÚ, E. H.; WOLF, C.; SUAREZ, P. A. Z. Utilization of metal complexes as catalysts in the transesterification of Brazilian vegetable oils with different alcohols. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, v.209, p.29-33, ANTHONIESEN, D.G.; SILVA, S.D.A.; SIMONETI, M.; Caracterização de sementes de variedades de mamona (Ricinus communis L.) na região sul do Rio Grande do Sul. In: I Congresso Brasileiro de Mamona. Energia e Sustentabilidade. Campina Grande PB. BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Regras para análise de sementes. Brasília, p. COSTA, H.M.; RAMOS, V.D. Efeito do óleo de mamona em composições de borracha natural contendo sílica. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 14, n.1, p.46-50, COSTA, F.X.; BELTRÃO, NAPOLEÃO E.M.; LIMA, V.L.A.; NUNES JÚNIOR, E.S.; GUIMARÃES, M.M.B.; DAMACENO, F.A.V. Efeito do Lixo Orgânico e Torta de Mamona nas Características de Crescimento da Mamoneira (Ricinus Communis L.). Engenharia Ambiental Espírito Santo do Pinhal, v. 6, n. 1, p , jan/abr COUTO, S.M.; MAGALHÃES, A.C.; QUEIROZ, D.M.; BASTOS, I. T. Massa específica aparente e real e porosidade de grãos de café em função do teor de umidade. Revista Brasileira Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.3, n.1, p.61-68, EVANGELISTA, J.P.C.; SOUZA, L.D.; ARAÚJO, A.M.M; MATIAS, L.G.O. Estudo dos métodos de extração nas propriedades fluidodinâmicas do biodiesel derivado desses óleos. In: 48 CONGRESSO BRASILEIRO DE QUÍMICA; Química na Proteção ao Meio ambiente e a Saúde, 2008, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: CBQ, Iniciação Cientifica, FREIRE, R. M.M. Ricinoquímica. In: AZEVEDO, D.M. P. de; LIMA, E. F. (eds.). O agronegócio da mamona no Brasil. Brasília: Embrapa Serviço de Comunicação Tecnológica, p. GONELI, A. L. D. Variação das Propriedades Físico-Mecânicas e da Qualidade da Mamona (Ricinus Communis L.) Durante a Secagem e o Armazenamento p. Tese (Pós- Graduação em Engenharia Agrícola) Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais. KIIHL, T.A.M.; ZANOTTO, M.D.; MYCZKOWSKI, M. L. ; LIMA, C. P. ; BACKES, C. Avaliação de Novos Híbridos de Mamona Ricinus Communis L. de Porte Baixo na Região de Botucatu Sp. 2º CONGRESSO BRASILEIRO DA MAMONA, 2006, Aracajú. Anais... São Paulo: Faculdade de Ciências Agronômicas UNESP, KOURI, J.; SANTOS, R.F.; BARROS, M.A.L. Cultivo da Mamona. Disponível em: < sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/fonteshtml/mamona/cultivodamamona_2ed/ importancia.html>. Acesso em: 28 set

10 Agrotecnologia MATA, M.E.R.M.C.; DUARTE, M.E. MARTINS. Porosidade intergranular de produtos agrícolas. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.4, n.1, p , MELO, K.S.; BEZERRA, M.C.T.; FERNANDES, T.K.S.; BRAGA, M.E.D. Determinação das propriedades físicas da semente de mamona. Associação Brasileira de Educação Agrícola Superior, v.22, n.2, p.54-58, MOHSENIN, N. N. Physical Properties of Plants and animal Materials, Vol 1. New York N.Y., Gordon and Breach Publishes. 742p MOHSENIN, N.N. Thermal properties of foods and agricultural materials. New York: Gordon and Breach Science, p. NAGAOKA, A.K. ; CASTRO NETO, P. ; FRAGA, A.C. ; PINTO, A.E.A. ; LOPES, A.; WORM, J.A.; GUERRA, S.P.S. ; WEBER, D.R. Características físicas de sementes de mamona: tamanho, peso, volume e umidade. 2º CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANTAS OLEAGINOSAS, ÓLEOS, GORDURAS E BIODIESEL, 7p., 2005, Anais... Lavras: Universidade Federal de Lavras, SILVA, O.R.R.F.; CARVALHO, O.S.; SILVA, L.C. Colheita e descascamento. In: AZEVEDO, D.M. P. de; LIMA, E. F. (eds.). O agronegócio da mamona no Brasil. Brasília: Embrapa Serviço de Comunicação Tecnológica, p. SILVA, S.J. Secagem e armazenagem de produtos agrícolas. Viçosa: Aprenda Fácil p. 98