Nome do Projeto
Desenvolvimento, inovação e competitividade no setor da pecanicultura a partir da casca da noz-pecã
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
03/04/2022 - 02/04/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Nas últimas décadas, a consciência ambiental e a necessidade de uma economia circular e sustentável vem crescendo e, consequentemente, a postura diante do que antes era resíduo em determinado processo vem mudando também. Esse comportamento já é uma realizada em diversos seguimentos da cadeia produtiva, como por exemplo na área de polpação celulósica, onde até poucos anos atrás a lignina dissolvida no licor negro era utilizada somente para geração de energia nas caldeiras das fábricas, e hoje, já existem plantas dedicadas a agregar valor a este “resíduo”.
Além do uso mais racional e eficiente dos resíduos, outro aspecto relevante para muitas indústrias é a obtenção/manufatura de seus produtos de forma mais ambientalmente correta. Assim, as indústrias têm se adaptado e/ou inovado para que seus processos não agridam tanto ao meio ambiente, seja pela utilização de matérias-primas menos poluidoras e/ou o emprego de técnicas alternativas, como tem sido observado no setor de alimentos defumados. Conhecida desde a antiguidade, a técnica de defumação ocorria exclusivamente pela exposição direta da carne durante a carbonização da madeira.
Com os avanços tecnológicos, hoje é possível coletar a fumaça condensável produzida durante a carbonização da madeira, como a da nogueira pecã, para posterior aplicação para defumar alimentos ou ser utilizada na elaboração de pratos Gourmet (FRANÇA, LUIZ, 2019).
Em se tratando da cultura de noz-pecã (Carya illinoinensis (Wangenh.) C. Koch), um dos resíduos gerados é a casca acumulada durante o beneficiamento do fruto. A casca de noz-pecã é rica em taninos, lignina e outros compostos com ação bactericida, antifúngica e herbicida e por isso é utilizada em culturas orgânicas, na agricultura como adubo e até mesmo como insumo para a indústria química e farmacêutica (SILVA et al., 2017; YAHAYU et al., 2017).
Nesse contexto, o presente projeto pretende inovar no setor da pecanicultura, aprimorando ou desenvolvendo novas tecnologias para a obtenção de líquido pirolenhoso de alto valor agregado e do subproduto a partir da carbonização da casca de noz-pecã.
Objetivo Geral
Inovar, aprimorando e/ou desenvolvendo novas tecnologias para a obtenção de líquido pirolenhoso de alto valor agregado, bem como dos subprodutos (cinzas) gerados a partir da carbonização da casca de noz-pecã da Empresa DIVINUT.
Justificativa
Nas últimas décadas, a técnica de defumação tem sido amplamente difundida tanto em produtos industrializados como na gastronomia conferindo características sensoriais muito apreciadas. E para atender a expansão nesse segmento no mercado alimentício, o extrato líquido (também conhecido como líquido pirolenhoso, ácido pirolenhoso) tem sido utilizado para a defumação (FRANÇA, LUIZ, 2019).
A técnica de conservação de carnes por defumação é relatada desde a antiguidade onde diferentes espécies eram utilizadas no processo artesanal, e podiam conferir diferentes aromas às carnes em função dos compostos químicos da madeira de cada espécie. Desse modo, inicialmente, algumas espécies ficaram consagradas no processo de defumação de modo empírico. No entanto, durante a carbonização da madeira de algumas espécies são gerados compostos prejudiciais ao ser humano, o que não é o caso da nogueira pecã.
Atualmente, a pecanicultura está em ascensão no cenário mundial com projeções de crescimento de 6% ao ano. Neste panorama, o Brasil é o quarto produtor ficando atrás do México, Estados Unidos e África do Sul. Em território nacional, o Rio Grande do Sul é o principal produtor de noz-pecã sendo responsável por 60% da produção. Nesse contexto, a empresa Divinut que além de comercializar faz o processamento, ou seja, separa o fruto da casca, gerando cerca de 2.000 kg/dia de resíduos (cascas), e, conforme o exposto anteriormente com uma tendência de crescimento. Diante do exposto, o presente projeto justifica-se pela inovação tecnológica na elaboração de novos produtos a partir do líquido pirolenhoso e seus subprodutos obtidos das cascas (resíduos) da noz-pecã.
A técnica de conservação de carnes por defumação é relatada desde a antiguidade onde diferentes espécies eram utilizadas no processo artesanal, e podiam conferir diferentes aromas às carnes em função dos compostos químicos da madeira de cada espécie. Desse modo, inicialmente, algumas espécies ficaram consagradas no processo de defumação de modo empírico. No entanto, durante a carbonização da madeira de algumas espécies são gerados compostos prejudiciais ao ser humano, o que não é o caso da nogueira pecã.
Atualmente, a pecanicultura está em ascensão no cenário mundial com projeções de crescimento de 6% ao ano. Neste panorama, o Brasil é o quarto produtor ficando atrás do México, Estados Unidos e África do Sul. Em território nacional, o Rio Grande do Sul é o principal produtor de noz-pecã sendo responsável por 60% da produção. Nesse contexto, a empresa Divinut que além de comercializar faz o processamento, ou seja, separa o fruto da casca, gerando cerca de 2.000 kg/dia de resíduos (cascas), e, conforme o exposto anteriormente com uma tendência de crescimento. Diante do exposto, o presente projeto justifica-se pela inovação tecnológica na elaboração de novos produtos a partir do líquido pirolenhoso e seus subprodutos obtidos das cascas (resíduos) da noz-pecã.
Metodologia
A obtenção do líquido pirolenhoso ocorrerá por meio da carbonização de cascas de noz-pecã em forno com temperatura controlada, a ser construído especificamente para essa finalidade. O sistema de coleta do forno terá dois pontos de coleta, e durante o processo, a temperatura, taxa de aquecimento e tempo de residência serão os parâmetros avaliados.
Serão utilizados diversos métodos para purificação do líquido pirolenhoso bruto, com a finalidade de determinar qual será o mais eficiente para obter os padrões necessários para posterior aplicações do líquido pirolenhoso.
O líquido pirolenhoso bruto, bem como as frações coletadas durante o processo de purificação serão caracterizados quanto ao pH, acidez, densidade, cor e transparência. A técnica de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) será utilizada para analisar os grupos funcionais e a identificação dos compostos será realizada por cromatografia gasosa acoplada ao espectro de massa (GC-MS) e/ou cromatografia líquida de alta performance (HPLC).
As cinzas geradas durante o processo de obtenção do líquido pirolenhoso serão tratadas em meio alcalino/ácido e/ou modificadas para obtenção de novos produtos. As cinzas, assim como os produtos obtidos a partir delas, serão caracterizadas quanto ao teor de umidade, composição química por meio de técnicas de espectroscopia (FTIR), Raio-X por dispersão em energia (EDS), difração de Raios-X (DRX), bem como o comportamento térmico por meio de termogravimetria (TGA), transição vítrea por calorimetria exploratória diferencial (DSC), poder calorífico, além da granulometria por difração a laser e BET.
Serão utilizados diversos métodos para purificação do líquido pirolenhoso bruto, com a finalidade de determinar qual será o mais eficiente para obter os padrões necessários para posterior aplicações do líquido pirolenhoso.
O líquido pirolenhoso bruto, bem como as frações coletadas durante o processo de purificação serão caracterizados quanto ao pH, acidez, densidade, cor e transparência. A técnica de espectroscopia no infravermelho (FT-IR) será utilizada para analisar os grupos funcionais e a identificação dos compostos será realizada por cromatografia gasosa acoplada ao espectro de massa (GC-MS) e/ou cromatografia líquida de alta performance (HPLC).
As cinzas geradas durante o processo de obtenção do líquido pirolenhoso serão tratadas em meio alcalino/ácido e/ou modificadas para obtenção de novos produtos. As cinzas, assim como os produtos obtidos a partir delas, serão caracterizadas quanto ao teor de umidade, composição química por meio de técnicas de espectroscopia (FTIR), Raio-X por dispersão em energia (EDS), difração de Raios-X (DRX), bem como o comportamento térmico por meio de termogravimetria (TGA), transição vítrea por calorimetria exploratória diferencial (DSC), poder calorífico, além da granulometria por difração a laser e BET.
Indicadores, Metas e Resultados
Espera-se com o desenvolvimento desse projeto a formação de recursos humanos (mestre e/ou doutor), a publicação de artigos em revistas de impacto, bem como, a elaboração de patentes. Como metas, têm-se a fabricação de forno específico para a atividade determinada, e a otimização dos parâmetros tanto de obtenção do líquido pirolenhoso quanto de sua purificação. Desse modo, espera-se como resultados produzir um produto (líquido pirolenhoso) de alto valor agregado para ser aplicado, por exemplo, na indústria alimentícia.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| CAREN WILSEN MIRANDA COELHO WANDERLEY | |||
| DARCI ALBERTO GATTO | 2 | ||
| FABIANA BRAGA DA SILVA | |||
| IVANDRA IGNÊS DE SANTI | |||
| LUCIANO ANACKER LESTON | 2 | ||
| MAURICIO ALVES RAMOS | |||
| Nataly Matos da Silva | |||
| Nilson Edegar Antunes da Silva | |||
| PATRICIA SOARES BILHALVA DOS SANTOS | |||
| RICARDO RIPOLL DE MEDEIROS | 5 | ||
| SILVIA HELENA FUENTES DA SILVA | |||
| WÂNDRIA DOS SANTOS RIBEIRO |