Conservação pós-colheita e potencial bioenergético de frutos de macaúba (Acrocomia aculeata) | Post-harvest conservation and bioenergetic potential of macaúba fruits (Acrocomia aculeata)

Desde o início do século XXI, o interesse pelos biocombustíveis vem crescendo em todo o mundo. O Brasil segue com essa mesma tendência, principalmente para o biodiesel, que apresentou aumentos expressivos em sua produção nos últimos anos. Esse crescimento tem promovido a busca por novas oleaginosas como a macaúba (Acrocomia aculeata). A macaúba é uma palmeira nativa do Brasil com elevado potencial de produção de óleo e coprodutos de alto valor energético. Essa palmeira produz cachos volumosos, cujos frutos apresentam elevado teor de óleo. O processamento dos frutos da macaúba para extração do óleo vegetal produz grande quantidade de coprodutos: casca (epicarpo), torta da polpa (mesocarpo), endocarpo e torta da amêndoa. Os conhecimentos das características físico-químicas e do volume produzido destes coprodutos ainda são incipientes. Em relação à colheita e conservação pós-colheita, há poucos trabalhos. Além disto, normalmente, os frutos são armazenados em lugares inadequados e sem controle fitossanitário, o que resulta em sua má conservação e, por consequência, em baixa qualidade do óleo do mesocarpo. O objetivo deste trabalho foi estudar técnicas de conservação pós-colheita dos frutos da macaúba e avaliar seu potencial bioenergético. Para isso, foram conduzidos cinco experimentos inéditos, sendo três na área de conservação pós-colheita e dois avaliando o potencial bioenergético dos coprodutos e a produção de biocombustíveis a partir desses coprodutos. Em relação aos experimentos sobre conservação pós-colheita, o primeiro experimento avaliou: forma de colheita dos frutos (colhidos diretamente da planta, e após 7, 14 e 21 dias de exposição dos frutos ao solo), uso de fungicida (nas doses 0, 0,2 e 0,4% v/v) em pós-colheita e o armazenamento dos frutos em galpão até 40 dias. Os resultados mostraram que há um acúmulo natural no teor de óleo do mesocarpo da macaúba após a colheita dos frutos e que o uso de tratamento químico (fungicida) é eficaz na manutenção da qualidade do óleo do mesocarpo por até 20 dias de armazenamento, quando os frutos foram colhidos na planta. Quando os frutos são coletados aos 7 dias de exposição ao solo, deve-se processar imediatamente os frutos para obter uma qualidade do óleo do mesocarpo. No segundo experimento, foram avaliados o processo de maturação natural dos frutos e a qualidade do óleo do mesocarpo dos frutos de macaúba armazenados em silos do tipo secador-armazenador. O óleo do mesocarpo manteve qualidade satisfatória por aproximadamente 20 dias de armazenamento, independentemente do sistema de secagem-armazenagem (silos). No terceiro experimento, avaliou-se a associação de métodos químicos (fungicidas) e físicos (secagem) no tratamento de frutos de macaúba, visando à manutenção da qualidade do óleo do mesocarpo e o seu acúmulo natural após armazenamento à temperatura ambiente. Frutos secos em estufa a 60°C mantiveram baixa acidez do óleo do mesocarpo durante todo o tempo do seu armazenamento, 90 dias, tendo ocorrido perda significativa da estabilidade à oxidação do óleo. No estudo para investigar o potencial bioenergético dos coprodutos produzidos no processamento do fruto, estimou- se a produtividade de frutos em dois cenários: cenário 1, produtividade média de uma população nativa; e cenário 2, 10% das plantas nativas que obtiveram os maiores números de cacho por planta, simulando um cultivo comercial. Quantificou-se a produtividade de óleos e dos resíduos e foi feita uma caracterização físico-química dos resíduos com foco na produção de bioenergia. Os resultados desse experimento mostraram que algumas características físicas e químicas dos coprodutos são iguais e/ou superiores, havendo alguns resíduos agrícolas e florestais comumente utilizados como matéria-prima para a produção de biocombustíveis. Coprodutos como endocarpo apresentam alta densidade energética, elevados teores de lignina e alto carbono fixo e baixo teor de cinzas, que conferem vantagens adicionais em sua utilização para a produção de biocombustíveis sólidos. No segundo experimento, foi feita a carbonização da casca e do endocarpo do fruto da macaúba. O carvão de ambos os coprodutos apresentou alta densidade aparente e carbono fixo. O rendimento gravimétrico é semelhante a outros produtos utilizados para a produção de carvão vegetal, o que mostra seu potencial. Conclui-se que, para a manutenção do óleo do mesocarpo do fruto da macaúba para utilização como fonte de matéria-prima para a produção de biodiesel, é aconselhável que a colheita dos frutos seja na planta. Para promover acúmulo de óleo no mesocarpo e boa conservação dos frutos em pós-colheita, sugere-se aplicação de fungicida logo após a colheita e que o armazenamento seja feito por até 20 dias, em galpão ou em silos do tipo secador-armazenador. Além disto, os coprodutos dos frutos da macaúba apresentaram boas características para a produção de biocombustíveis sólidos.

Since the beginning of the 21st century, interest in biofuels is growing throughout the world. Brazil follows with that trend, especially for biodiesel, which showed significant increases in production in recent years. This growth has promoting the search for new oil-bearing as macaúba (Acrocomia aculeata). The macauba, also known as macaw palm, [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.] is a native tree from Brazil with high vegetable oil production potencial and high energy co-products. This plant produces voluminous bunches, whose fruits have high oil content. The processing of the fruits to vegetable oil extraction generates a lot co-products such as husks (epicarp), pulp pie (mescoarp pie), endocarp and kernel pie, all with potencial to produce biofuels. The knowledge of the physico-chemical characteristics and the production volume of these co-products are still incipient. For the harvest and post-harvest conservation, there are few studies. Furthermore, normally the fruits are stored in inappropriate place and without phytosanitary control, which results in a poor conservation, and therefore in poor quality of the mesocarp oil. This work aimed was study postharvest conservation techniques on macauba fruits and assess the bioenergetic potential of the fruits. For this there were performed unpublished five experiments, three in the post-harvest conservation area and two evaluating the energetic potential of co-product and production of biofuels from this co-product. Regarding experiments on post-harvest conservation, the first experiment investigated : harvest form of the fruits (harvested directly from the plants and after 7, 14 and 21 days of exposure to the ground), use of fungicide (at dosages of 0, 0.2 and 0.4% v / v) in post-harvest and stored of the fruits and fruits of storage in warehouse until 40 days. The results show that there is a natural oil accumulation in the macauba pulp after harvest and the use of chemical treatment (fungicide) is effective in maintaining the oil quality for up to 20 days of storage when the fruits were harvested in the plant. When the fruits are collected at 7 days of exposure to the soil, the fruit must be processed immediately for a mesocarp oil quality. In the second experiment, were evaluated the natural maturation process and the conservation of oil quality in macauba fruit pulp storage in dryer-storer. The mesocarp oil maintained a satisfactory quality for approximately 20 days of storage, regardless of the dryer-storer system. In third experiment, were evaluated the association of chemical (fungicides) and physical (drying) techniques in the treatment of macauba fruit in order to maintain the oil quality and the natural accumulation of oil in the pulp after storage at room temperature. Drying at 60 °C promoted the maintenance of the low acidity of the mesocarp oil throughout the fruit storage time (90 days), but there is a significant loss of oil oxidation stability.In the experiments to investigate the energy potential of the fruit processing waste and its use in the production of biofuels, we first estimated the fruit yield in two scenarios (scenario 1: the average productivity of a native population and scenario 2: 10% of the native plants who obtained the highest number of bunchs per plants, simulating a commercial crop), oil and co-products productivity was quantified and a physical-chemical characterization of co-products was carried focusing on bioenergy.The results of this experiment showed that some physical and chemical characteristics of byproducts are equal and / or superior, than a few agricultural and forestry residues commonly used as feedstock for production of biofuels. Co-products as endocarp feature high energy density, high lignin content, fixed carbon and low ash content which gives additional advantages in their use for the production of solid biofuels. No segundo experimento, foi feita a carbonização da casca e do endocarpo do fruto da macaúba. O carvão de ambos os coprodutos apresentou alta densidade aparente e carbono fixo. O rendimento gravimétrico é semelhante a outros produtos utilizados para a produção de carvão vegetal, o que mostra seu potencial. Conclui-se que, para a manutenção do óleo do mesocarpo do fruto da macaúba para utilização como fonte de matéria-prima para a produção de biodiesel, é aconselhável que a colheita dos frutos seja na planta. In the second experiment took place carbonization of co-products, endocarp and husks of the macauba fruit. The both charcoal showed high density and fixed carbon. The gravimetric yield is similar to other products used for charcoal production, which shows its potential. In conclusion, for the mesocarp oil maintenance of the fruit of macaúba for use as a source of raw material for biodiesel production, it is advisable to harvest the fruit is in the plant. To promote oil accumulation in the mesocarp and good conservation of fruit in post-harvest, suggested application fungicide just after harvest and storage to be made for up to 20 days in warehouse or in the dryer-storer. Furthermore, the coproducts of fruit macaúba showed good characteristics for the production of solid biofuels.

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