ANDRADE, K. C. A.

ASCHERI, J. L. R.

CARVALHO, C. W. P.

COSTA, C. V.

FERREIRA, R. C.

MENDONÇA, S.

ORTIZ, J. A. R.

TAKEITI, C. Y.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

www.isfex.com.br  1 INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE PROCESSAMENTO E ADIÇÃO DE NaOH NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E DENSIDADE APARENTE DE EXTRUDADOS DE TORTA DE PINHÃO MANSO DESENGORDURADA Ferreira, R.C. 1 ; Costa, C.V. 1 *; Ortiz, J. A.R. 1  ; Ascheri, J. L.R. 2 ;. Takeiti, C.Y. 2 ; Carvalho, C. W.P. 2 ; Mendonça, S. 3 ; Andrade, K. C.A. 1 1 UFRRJ; 2 Embrapa Agroindústria de Alimentos; 3 Embrapa Agroenergia*caioncosta@hotmail.com 1. Introdução O biodiesel tem sido uma importante alternativa ao diesel de origem fóssil e pode ser obtido de diversas oleaginosas. O óleo de pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma das principais alternativas para a produção do biocombustível, sendo uma opção agrícola para a região nordeste por ser uma espécie nativa, exigente em insolação e com forte resistência a seca. Esta  espécie  não  está  sendo  explorada  comercialmente  no  Brasil,  mas  por produzir  pelo menos duas  toneladas de óleo por  hectare  (Carnielli,  2003)  esta planta oleaginosa se torna viável para a produção de biodiesel e leva de três a quatro anos para atingir idade produtiva, podendo se estender por 40 anos. Em testes feitos com o óleo extraído do pinhão­manso,  também chamado de óleo­ de­purgueira,  em  comparação  com  o  diesel,  renderam  bons  resultados.  Num motor diesel, para gerar potência semelhante, o consumo de óleo­de­purgueira foi 20% maior, gerando ruído mais suave e emissão de fumaça semelhante. Na produção de biodiesel a partir de pinhão manso obtém­se cerca de 60% de torta  rica  em  proteína  (cerca  de  40%)  que  pode  ser  usada  na  elaboração  de ração animal como fonte de proteínas, no entanto a torta possui fatores tóxicos alergênicos e anti nutricionais que devem ser eliminados para que sejam usados com segurança na alimentação dos animais. Análises mostraram que o óleo de pinhão­manso  tem  83,9%  do  poder  calorífico  do  óleo  diesel.  Se  o  óleo  de pinhão­manso  for  usado  como  substituto  do  diesel,  o  consumo  será  16,1% maior,  mostrando  que  o  óleo  de  pinhão  manso  reuni  características  para  a produção  de  biodiesel.  Além disso,  a  torta  que  resta  é  um  fertilizante  rico  em nitrogênio,  potássio,  fósforo  e  matéria  orgânica.  Desintoxicada,  a  torta  pode também  ser  transformada  em  ração,  como  tem  sido  feito  com  a  torta  de mamona. Este  trabalho  tem  como  objetivo  a  desintoxicação  da  torta  de  pinhão  manso desengordurada  através  de  processamento  por  extrusão  termoplástica.  Por combinar  pressão,  alta  temperatura  e  cisalhamento,  a  extrusão  é  uma ferramenta  com  grande  potencial  para  eliminação  dos  fatores  de  risco  à alimentação animal. Misturas de  torta de pinhão manso com variável  teor de NaOH (0,3 a 3,7% do peso da torta) e umidade de processamento (20,5 a 25,5%)  foram processadas em uma extrusora de parafuso único equipada com uma matriz  circular  com 4 mm  de  diâmetro. O  objetivo  deste  trabalho  foi  avaliar  o  efeito  da  umidade  de processamento  e  da  adição  de  agente  alcalino  nas  propriedades  físicas: densidade  aparente  e  propriedades  mecânicas  dos  extrudados  obtidos.  A densidade  aparente  dos  extrudados  aumentou  com  a  adição  de  umidade  no processamento, sendo diretamente proporcional a dureza dos extrudados.www.isfex.com.br  2 2.  Abstract Biodiesel has been an important alternative to fossil diesel fuel and can be obtained from various oilseeds. The oil from Jatropha (Jatropha curcas L.) is one of the main alternatives for biofuel production, suggesting a farm in northeastern being a native species, demanding in insolation and strong resistance  to  drought. This species  is not being exploited commercially  in Brazil, but  for producing  at  least  two  tonnes  of  oil  per  hectare  (Carnielli,  2003)  this oleaginous  plant  becomes  feasible  for  the  production  of  biodiesel  and takes  three  to  four  years  to  reach  productive  age,  may  extend  for  40 years. In tests with oil extracted from jatropha curcas, also called jatropha­ oil  compared  with  diesel,  yielded  good  results.  In  a  diesel  engine  to generate  similar  power  consumption  of  jatropha­oil  was  20%  higher, generating  noise  and  smoother  smoke  emission  similar. In  the production of biodiesel  from  jatropha  is obtained about 60% of pie rich in protein (40%) that can be used in making animal feed as a protein source,  but  the  pie  has  allergenic  and  toxic  factors  anti­nutritional  to  be removed  in order  to be safely used  in animal  feed. Analysis showed that the oil of jatropha has 83.9% of the calorific value of diesel oil. If jatropha oil  is  used  as  a  substitute  for  diesel,  the  consumption  is  16.1%  higher, showing that the oil of Jatropha curcas meeting specifications for biodiesel production.  Moreover,  the  pie  that  is  left  is  a  fertilizer  rich  in  nitrogen, potassium, phosphorus and organic matter. Detoxified, the pie can also be processed into feed, as has been done with the castor bean. This work aims at  the detoxification of defatted cake  jatropha  through processing by extrusion cooking. By combining pressure, high temperature and  shear,  extrusion  is  a  tool  with  great  potential  for  elimination  of  risk factors for animal feed.  Mixtures of jatropha cake with variable content of NaOH (0.3 to 3.7% by weight of the cake) and humidity processing (20.5 to 25.5%) were processed  in one single screw extruder equipped with a circular array with 4 mm in diameter. The aim of this study was to evaluate the  humidity  effect  processing  and  the  addition  of  alkali  in  the  physical properties:  bulk  density  and mechanical properties of  extruded obtained. The apparent density of extruded  increased with  the addition of moisture during processing, being directly proportional to the hardness of extruded. 3.  Metodologia O  presente  trabalho  objetivou  otimizar  através  da  metodologia  de  superfície resposta as variáveis  independentes  temperatura,  umidade e  teor  de hidróxido de  sódio  e  avaliar  os  efeitos  destas  variáveis  nas  propriedades  mecânicas  e densidade aparente. A torta desengordurada de pinhão manso foi obtida através de prensagem mecânica para ser processada em uma extrusora Brabender DS­ 20 (Duisburg, Alemanha). Após  a  extrusão,  as  amostras  foram  submetidas  às  análises  de  propriedades mecânicas  e  densidade  aparente  para  avaliar  os  efeitos  das  mudanças  das variáveis independentes supracitadas.www.isfex.com.br  3 As  análises de propriedades mecânicas  foram  feitas  em  texturômetro MARCA (cidade,  país).  A  deformação  máxima  foi  fixada  em  25  %  e  medida  a  força máxima de  ruptura de modo que a única  influência para  inserção de força é a estrutura  do  material  extrudado,  assim  a  força  máxima  considerada  é  a  da primeira ruptura (CARVALHO , et. al. com adaptações). 4.  Resultados As  propriedades  mecânicas  e  a  densidade  aparente  foram  fortemente influenciadas com a manipulação das variáveis independentes. A única variável independente  que  influenciou  significativamente  a  força  máxima  foi  o  teor  de hidróxido de sódio, como mostra a figura 1. Figura 1. Efeito da temperatura e do teor de hidróxido de sódio sobre força máxima de ruptura. Assim  como a  temperatura do  canhão extrusor,  a  umidade de  processamento também não gerou alterações  significativas na  força máxima de  ruptura,  como mostra a figura 2.www.isfex.com.br  4 Figura 2. Efeito da umidade de processamento e teor de hidróxido de sódio sobre a força máxima. Força de Ruptura=133,25+25,33X3 Indica uma tendência, mas não é preditivo O modelo matemático acima indica que interações entre variáveis independentes não  são  significativas,  mas  apenas  a  variação  do  teor  de  hidróxido,  como indicado acima. A  análise  de  densidade  aparente  seguiu  a  metodologia  descrita  por Anderson et al. (1969) e variou de forma linear com a adição do agente alcalino (NaOH). Já as variações de  temperatura do canhão extrusor e de umidade de processamento  não  influenciaram  significativamente  na  densidade  aparente, como mostra a figura 3.www.isfex.com.br  5 Figura 3. Efeito da temperatura e teor de hidróxido de sódio sobre a densidade. Densidade A=0,71­0,086X1+0,07x3­0,048x^3­0,057x1x3 Modelo preditivo As  interações  entre  x1  (temperatura)  e  x3  (umidade  de  processamento)  são significativas,  mostrando  também  que  ocorre  alteração  da  densidade  com variação do teor de NaOH independentemente. A  tabela 1 mostra os valores de  temperatura,  umidade e  percentual  de NaOH e seus respectivos resultados de força máxima e densidade: Tabela  1.  Delineamento  experimental:  variáveis  independentes  e  os  respectivos resultados (variáveis dependentes). Extrudados de torta de pinhão manso desengordurada com adição de NaOH VARIÁVEIS INDEPENDENTES  VARIAVEIS DEPENDENTES Amostra  Temperatura ©  Umidade de Processamento (%)  Percentual de NaOH  Força Máx . (N) T01  120  21,5  1  104,49  0,65 T02  160  21,5  1  121,39  0,6 T03  120  24,5  1  211,4  0,83 T04  160  24,5  1  93  0,51 T05  120  21,5  3  289,94  1,25 T06  160  21,5  3  229,9  0,62 T07  120  24,5  3  216,98  0,95 T08  160  24,5  3  235,74  0,75 T09  140  23  2  166,5  0,77 T10  140  23  2  163,4  0,74 T11  140  23  2  157,08  0,66 T12  140  23  2  116,31  0,74 T13  140  23  2  111,71  0,73 T14  140  23  2  98,34  0,65 T15  106,36  23  2  158.19  1,03 T16  173,64  23  2  71,79  1,04 T17  140  20,47  2  148,54  0,62 T18  140  25,52  2  150,25  0,93 T19  140  23  0,3  145,17  0,6 T20  140  23  3,68  87,97  0,6 Densidade (g/mL)www.isfex.com.br  6 5.  Conclusão As  propriedades  mecânicas  e  densidade  do  material  são  afetadas significativamente  com  o  processamento  por  extrusão  termoplástica,  que  se mostra  uma  potencial  ferramenta  para  a  desintoxicação  da  torta desengordurada de pinhão manso. 6.  Referências CARVALHO,  C.W.P.;  ASCHERI,  J.L.R.;  MITCHELL,  J.R.  Efecto  del  azúcar  en  la expansión, energía mecánica específica y  textura en  extruidos de maíz e  trigo. Alimentaria, v. 39, n. 339, p. 53­60, 2002.

Influência dos parâmetros de processamento e adição de NaOH nas propriedades mecânicas e densidade aparente de extrudados de torta de pinhão manso desengordurada.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Influência dos parâmetros de processamento e adição de NaOH nas propriedades mecânicas e densidade aparente de extrudados de torta de pinhão manso desengordurada.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal