Escolhi fazer um trabalho sobre FECULARIAS que é um assunto ao qual me identifico muito, na realidade fecularias são estabelecimentos industriais que produzem FECULAS DE MANDIOCA, AMIDOS MODIFICADOS, POLVILHO AZEDO, AMIDOS MODI FICADOS VIA CATIONICOS, ETC.

1 – O QUE É AMIDO?

O amido é produzido em grande quantidade nas folhas dos vegetais como forma de armazenar temporariamente os produtos da fotossíntese.

Como reserva permanente de alimento para a planta, o amido ocorre nas sementes, bem como na medula, nos raios medulares e no córtex de caules e raízes de plantas perenes e outras.

Constitui de 50% a 65% do peso das sementes de cereais secos, e até 80% da substância seca dos tubérculos.

NO BRASIL TEMOS A PRODUÇÃO DOS SEGUINTES AMIDOS:

1 – amido de milho – produzido nas regiões norte e centro oeste do país;

2 – Amido de mandioca – produzido na região sul e sudeste do país;

3 – Amido de trigo – Produzido na região sul do país;

Também temos o sorgo e a batata para o suprimento brasileiro de amido.
O amido ocorre em grânulos (ou grãos) que têm estrias típicas. Estas, aliadas ao tamanho e à forma dos grânulos, são mais ou menos específicas de cada espécie de planta, e podem servir de meio de identificação microscópica da origem botânica do amido.

O amido é uma mistura de dois polissacarídeos estruturalmente diferentes.

Um dos componentes, chamado amilose, é uma molécula linear composta por 250 a 300 unidades de D-glicopiranose ligadas uniformemente por pontes glicosídicas a-1, 4, que conferem forma helicoidal à molécula.

O segundo componente, a amilopectina, é constituído por mil unidades de glicose ou mais, também unido por ligações a-1, 4. No entanto, há pontos de ramificação, onde existem ligações a -1,6. Esse tipo de ponte constitui cerca de 4% das ligações totais, ou seja, uma a cada vinte e cinco unidades de glicose, aproximadamente, no amido. No glicogênio, essas ligações correspondem a 10%, ou seja, o glicogênio é muito mais ramificado que o amido.

Devido a essas diferenças estruturais, a amilose é mais hidrossolúvel que a amilopectina, e essa característica pode ser usada para separar esses dois componentes.

A amilose reage com o iodo e forma um complexo azul-escuro; a amilopectina produz cor azul-violácea ou púrpura.

A maioria dos amidos tem proporções semelhantes de amilose e amilopectina: em média 25% da primeira e 75% da segunda. Em certos amidos céreos ou glutinosos a proporção de amilose pode ser pequena (menos de 6%) ou nula.

A a- amilase (a- 1,4-glicano hidrolase), enzima presente no suco pancreático e na saliva, hidrolisa o amido rompendo aleatoriamente as ligações glicosídicas a-1, 4. Assim, a amilose dá origem à urna mistura de glicose, maltose e arnilopectina, ou seja, de oligossacarídeos ramificados e não ramificados que contêm pontes a-1, 6.

A ação hidrolítica da a-amilase sobre as ligações a-1,4 da amilopectina continua até que se aproxime um ponto de ramificação. Como essa enzima não tem capacidade de hidrolisar ligações a-1, 6, a reação termina, deixando fragmentos de polissacarídeos conhecidos como dextrinas, produto da hidrólise incompleta.

O b-amilase (b -1,4-glicano-maltoidrolase) produz seus efeitos retirando unidades de maltose das extremidades não redutoras das moléculas dos polissacarídeos. O produto final, no caso do b-amilase, é a maltose quase pura. A b - amilase digere as ligações 1,4 das extremidades para o centro.

A hidrólise do amido pode ser facilmente acompanhada pela reação com iodo, que muda sucessivamente do azul-escuro para a púrpura, para o venrielho e para a ausência de reação.

Os amidos formam dispersões coloidais, e não soluções verdadeiras. Se uma suspensão de amido em água fria for acrescentada à água fervente e mexida, os grânulos opacos se dilatarão e finalmente se romperão, produzindo-se uma mistura translúcida. Se essa dispersão coloidal for razoavelmente concentrada, formará uma geléia dura quando esfriar.

ESTRUTURA QUÍMICA DA AMILOSE

O amido é constituído por grânulos extraídos do grão maduro do milho, Zea mays, do grão maduro do trigo, Triticum aestivum, ou dos tubérculos da batata, Solanum tuberosum.

O amido tem muitos empregos comerciais, servindo de goma na fabricação de papéis e tecidos e em lavanderia. Serve de matéria-prima para a fabricação de xaropes, dextrose, dextrinas e adoçantes com alto teor de frutose, ondústrias de panificação, químicas etc.

O heptamido é um material semi-sintético preparado de tal maneira que e constituído por aproximadamente 90% de amilopectina, com sete ou oito substituintes de hidroxietila para cada dez unidades de glicose. Usa-se uma solução de 6% de heptamido como expansor do plasma.
Trata-se de terapia auxiliar no tratamento do choque causado por hemorragia, queimadura, cirurgia, sepsia e outros traumas. A duração da melhora do estado hemodinâmico é de vinte e quatro a trinta e seis horas. O polímero é degradado, e as moléculas com peso molecular inferior a 50.000 são rapidamente eliminadas por excreção renal.

Esta indústria tem como característica básica desovar seus resíduos em lagoas próprias, pois existe a seguinte relação entre o amido de mandioca que é o meu trabalho:

Para cada 1.000 kg de raiz de mandioca extrai-se em média 22% tem amido e o restante é desovado em lagoas, denominadas de lagoa de decantação.

Ou seja, 220 kg de fécula de mandioca (amido) e o restante 880 kg de manipuera que é aproveitada apenas 10 % que é enviada para as próprias culturas e para alimentação animal. Antigamente a Cia Lorenz também vendia esta água vegetal( concentrada a 60% de sólidos),para meios de cultura microbiológica na fabricação de anti bióticos.

A manipueira é o resíduo mais problemático por produzir elevada carga de poluente e efeito tóxico, devido ao glicosideo lonamarina, causando sérios efeitos ao meio ambiente quando lançados de forma inadequada aos rios. Esse problema agrava-se no Paraná e no Mato grosso do sul, devido à quantia de indústrias extratoras de amido de mandioca.

2 – O QUE É MANIPUEIRA?

No contexto de poluição ambiental, as indústrias processadoras de mandioca têm grande responsabilidade, pois sem uma fiscalização rígida por parte do governo sobre o destino do efluente obtido no processo, acabam despejando seus resíduos em rios e terrenos próximos. Para piorar a situação, essas indústrias costumam se concentrar em determinadas regiões, geralmente próximas à fonte de matéria-prima, agravando ainda mais o problema (Barana, 2000).

De forma simplificada, segundo Fernandes Jr. (1995), nas fecularias, as águas servidas são provenientes da lavagem e descascamento das raízes de mandioca e também da separação do amido nas centrífugas. De acordo com Cereda (1996), a água resultante do processo de lavagem das raízes, que carrega em suspensão a terra e as cascas (que podem ser separadas por decantação e peneiras), é gerada tanto em indústrias de farinha quanto de fécula, e são denominadas águas de lavagem das raízes; já a água resultante da prensagem da massa ralada em farinheiras ou a água resultante da extração da fécula, que carrega a maioria dos solúveis presentes nas raízes incluindo a linamarina, recebe a denominação de água vegetal ou manipueira; e a água resultante da concentração do leite de amido, e que geralmente é reciclada no processo, chama-se água de extração de fécula.

Feiden (2001), em seu estudo sobre tratamento de águas residuárias de indústria de fécula de mandioca através de biodigestor anaeróbio com separação de fases em escala piloto, utilizou o efluente bruto de uma fecularia que apresentou uma Demanda Química de Oxigênio (DQO) de 11.484 mgl-1, e comparando com outros autores, concluiu que a composição da água residuária de fecularia e de farinheira difere substancialmente, sendo que a última é de seis a dez vezes mais concentrada.

Em Mato Grosso do Sul, de acordo com a Seprotur - Secretaria de Estado da Produção e do Turismo, em setembro de 2003, estavam cadastradas dezoito unidades industriais de mandioca, situadas em quatorze municípios do Estado, com uma capacidade nominal instalada total de 304.000 toneladas. O “tratamento” mais comum no Estado de Mato Grosso do Sul é a acumulação da água de lavagem da mandioca e da manipueira (separadamente), em séries de lagoas de decantação. Estes efluentes são posteriormente 2 usados para a irrigação da cultura da mandioca ou, simplesmente, tem seu volume reduzido pela evaporação. Esta prática é bastante preocupante, pois pode vir a causar contaminação do lençol freático, além do mau odor que exala das lagoas mal dimensionadas, onde são lançados os subprodutos líquidos a guisa de tratamento (Cereda, 2000). É necessário, portanto, que se realizem estudos mais específicos e aplicados à realidade do Estado, que possam também ser utilizados por indústrias de todos os portes, e que proporcionem a melhoria de qualidade de vida da população em termos ambientais, de saúde pública, social e econômico.

O objetivo principal é mostrar um sistema adequado de efluentes no final de fecularia, transformando-o em energia e nutrientes, visando à maximização da produtividade e evitando a degradação do meio ambiente.

O sistema proposto é constituído de um tratamento por reator UASB, seguido de um pós-tratamento por banhados construídos, e o possível reuso do efluente em aqüicultura (produção de crustáceos/peixes para a alimentação da comunidade), seguido da utilização da água tratada, para a lavagem das raízes, horticultura entre outros, conforme as características do efluente pós-tratado. A escolha do tratamento por reator UASB é justificada especialmente, pelo seu baixo custo e sua capacidade de produção de energia, através da liberação de metano gerado no processo de tratamento anaeróbio. A energia produzida pode ser empregada dentro da própria cadeia produtiva da mandioca, permitindo a produção de mandioca 365 dias ao ano e proporcionando um retorno para o investimento feito no tratamento do efluente. O reator UASB, complementado por sistemas como aqüicultura e banhados construídos apresentam, principalmente, as seguintes vantagens: i) baixo consumo de energia ii) pouco ou nenhum consumo de insumos químicos, iii) ausência de ruídos, iv) impacto paisagístico positivo e v) geração de subprodutos, para uso dentro do próprio ciclo produtivo da mandioca, bem como alimentação humana e animal.

Todo o sistema de tratamento e pós-tratamento será realizado no laboratório da UFMS, em escala de bancada, e será direcionada a sua viabilidade em escala real (principal objetivo deste trabalho). As características dos efluentes, em cada etapa, serão acompanhadas através de análises físico-químicas e bacteriológicas.

RESULTADOS

Foi realizada a coleta e caracterização físico-química de uma amostra de efluente bruto de uma fecularia localizada no Estado de Mato Grosso do Sul, com o objetivo de definir o efluente a ser tratado, para o posterior preparo de efluente sintético e efetuar os testes de biodegradabilidade anaeróbia e toxicidade, antes de se definir os parâmetros de projeto e dimensionamento do reator em escala de bancada. O lodo anaeróbio a ser utilizado nos experimentos já se encontra em fase de ativação com acetato de sódio. A Tabela 1 apresenta os resultados obtidos na caracterização da manipueira de uma indústria do Estado.

TABELA 1. CARACTERÍSTICAS DA MANIPUEIRA.

Efluente bruto da Fecularia Unidades Resultados:

Coliformes Totais
NMP/100mL 2,4x108

Coliformes Termotolerantes
NMP/100mL 1,6x108

Demanda Bioquímica de Oxigênio
(DBO5, 20) mgO2/L 8.486.

Demanda Química de Oxigênio
(DQO) mgO2/L 16.368

Fosfato Total
mgPO4 2-/L 76,9

Nitrato
mg NO3 2-/L 27,2

Nitrogênio Amoniacal
mg NH3/L 55,5

Nitrogênio total
mgn/L 283,5 pH - 5,82

Sólidos Sedimentáveis
mgss/L 13

Sólidos Totais
mgST/L 12.999

Sólidos Suspensos Totais
mgST/L 11.153

Sólidos Suspensos Fixos
mgSS/L 1159

Sólidos Suspensos Voláteis
mgSSV/L 9.994

Sólidos Dissolvidos Totais
mgSDT/L 1.846

Sólidos Dissolvidos Fixos
mgSDF/L 265

Sólidos Dissolvidos Voláteis
mgSDV/L 1.581

Sulfato
mgSO4 2-/L 620

Temperatura Ambiente °C
32

Temperatura Amostra °C
30

Turbidez
UNT 3.475



Os resultados de caracterização obtidos estão semelhantes àqueles apresentados na literatura. A manipueira apresentou altos valores de DQO (16.368 mgO2/L), assim como de DBO5,20 (8.486 mgO2/L), apresentando, também, uma pequena relação DQO/DBO, igual a 1, 93, o que indica sua aplicabilidade em sistemas biológicos de tratamento de efluentes industriais, reafirmando a constatação de Magalhães (1993) apud Ponte (2000). A poluição causada pelo gerenciamento inadequado dos resíduos, gerados nas fecularias e farinheiras é bastante séria, e já está presente em grande escala. Embora o presente estudo seja direcionado para fecularias, pretende-se também utilizar efluentes de farinheiras. Os resultados a serem alcançados aqui, terão grande aplicação em indústrias de pequeno, médio e grande porte, especialmente no que se refere à viabilidade do reator UASB e das unidades de pós-tratamento, tendo em vista que o estudo será baseado em caracterização real dos efluentes de indústrias do Estado.

Também podemos verificar que o amido pode substituir o petróleo na fabricação de embalagens plásticas conforme trabalho de Marley P.Cereda, a saber:

Criar produtos capazes de substituir os tradicionais plásticos fabricados à base de petróleo é o desafio de vários pesquisadores, que estão trabalhando em seus laboratórios para obter material semelhante, tendo como matriz de transformação os biopolímeros, que são encontrados em seres vivos, como plantas e microorganismos.
Neste processo ganha destaque à utilização do amido/fécula de mandioca como fonte fornecedora de polímero, que são compostos químicos de elevada massa molecular, formado por unidades estruturais menores denominadas de monômeros. O principal membro de sua família é o plástico. Mas, também fazem parte da constituição do corpo humano, integrando a composição do código genético: o DNA.

Algumas pesquisas já demonstram resultados positivos, como a criação de três tipos de embalagens pela engenheira agrônoma, Marney Pascoli Cereda, Pesquisadora do Centro de Tecnologias para o Agro negócio (CeTeAgro/UCDB), de Campo Grande, Mato Grosso do Sul.

Os resultados dos estudos podem ser definidos em três diferentes grupos: o dos materiais expandidos, similares ao isopor, que também podem absorver aromas e sabores, sendo comestíveis, e utilizados nos setores de embalagem e acondicionamento de alimentos; os produtos prensados, que além do amido são constituídos por grande quantidade de fibras, atribuindo resistência a choques, podendo ser utilizados como tubetes para mudas, cantoneiras para proteção de pallets e de caixas, e como lixeiras para lixo seletivo; e, os filmes de amido, que podem ser comestíveis ou espessos, na forma de impermeabilizantes.

Os filmes de amido podem ser usados como embalagens ou proteção de alimentos, e ainda na forma de sacos para doses únicas de detergentes, utilizados na lavagem de roupas, sendo colocados diretamente na máquina de lavar, sumindo com o processo de lavagem, que libera o produto.

“Há que se considerar, ainda, que as embalagens feitas a partir do amido não retornarão, já que são, naturalmente, degradadas, havendo necessidade de constante reposição desses produtos”, pondera.

A pesquisadora da Universidade Federal da Bahia, Priscila Veiga dos Santos, desenvolve estudos com filmes de fécula de mandioca desde o ano 2000. Atuando na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Priscila, que pesquisou diversos aditivos, obteve filmes com melhores propriedades mecânicas utilizando como plastificantes o açúcar invertido e a sacarose.

Ela explica que estes dois itens atuam como plastificantes, conferindo maior plasticidade e flexibilidade ao produto final. “Nas pesquisas conseguimos desenvolver um filme de amido/fécula de mandioca que tem a mesma aparência dos filmes de PVC comercializados nos mercados e usados para embalar alimentos. Em um ambiente com umidade controlada o filme de fécula apresentou até 60% de alongamento em relação ao filme de PVC stretch”, compara.

No entanto, o filme de amido perde umidade muito facilmente para o meio ambiente, o que o torna quebradiço quando exposto ao ambientes secos. Porém, há, segundo ela, várias pesquisas em andamento que buscam descobrir uma forma de se evitar esta facilidade em perder ou ganhar umidade.

Em suas pesquisas, Priscila também trabalhou com o filme de amido/fécula servindo como matriz para embalagens indicadoras de temperatura. Patenteado pela Agência Inova, da Unicamp (Universidade de Campinas), o filme como indicador de temperatura, muda de cor de acordo com o aumento de temperatura (acima de 80 graus centígrados).
Devido a esta peculiaridade, o produto pode ser utilizado, por exemplo, para indicar quando os alimentos que necessitam de aquecimento em forno estão prontos para ser consumidos. “Nesta pesquisa nos baseamos na reação de caramelização do indicador contido no filme (de amido, no caso). Desta forma, se aplicar um pedaço do filme indicador do lado de fora da embalagem, através de mudança de cor que ocorrerá durante o aquecimento do sistema embalagem-alimento, podemos verificar que tal alimento estaria pronto para o consumo”, detalha.

Como vantagem, ela destaca, também, o fato do filme de amido ser comestível. Assim, caso o produto indicador seja acidentalmente ingerido, não acarretará danos à saúde do consumidor. Outras vantagens apontadas por Priscila são o fato de o produto ser biodegradável, e ser obtido de fonte renovável, produzida no País, e de baixo custo: o amido.

Estas, e outras pesquisas, demonstram as inúmeras possibilidades de emprego do biopolímero natural, que é obtido a partir do amido/fécula de mandioca, além de vislumbrar maior diversificação para a utilização dessa matéria-prima no setor industrial. Entanto, economicamente, esta produção apresenta alguns fatores negativos, como a baixa resistência à umidade, o que torna elevado o custo para a utilização destes materiais. “Por ser um produto biodegradável ele sofre com a ação da água, pois, em contato com o líquido, o material pode se deformar ou degradar. Para o uso sem problemas dessas embalagens é preciso a realização de um processo de impermeabilização, o que eleva o custo da produção”, explica a Pesquisadora.

Ela ressalta que há grande demanda por produtos ambientalmente corretos, e que a substituição dos materiais provenientes do petróleo por itens fabricados a partir do amido ocorrerá quando aquele tiver seu preço aumentado. “O processo produtivo se equilibrará como conseqüência do aumento do preço do petróleo, pois, a demanda de mercado é muito grande”.

Para a Pesquisadora, a grande vantagem do biopolímero na indústria é a obtenção de produtos finais biodegradáveis, sendo viável produzirem materiais de todos os tipos, a partir da fécula/amido, uma vez que, para a transformação dos biopolímeros.


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BARANA, A.C. Digestão anaeróbia de manipueira. In: CEREDA, M. P. (Coord.) Série:
CULTURAS DE TUBEROSAS AMILÁCEAS LATINO AMERICANO Volume 4 - manejo, uso e tratamento de subprodutos da industrialização da mandioca FUNDAÇÃO CARGILL - São Paulo, p. 151-169, 2000 SEREDA, M. P.

Valorização de resíduos como forma de reduzir custos de produção. In: Congresso Latino Americano de Raízes Tropicais, 1 e Congresso Brasileiro de Mandioca, 9, 1996 São Pedro. Anais... São Pedro: Centro de Raízes Tropicais/UNESP, Sociedade Brasileira de Mandioca, 1996. p.25-43. Apud: FEIDEN, A. Tratamento de águas residuárias de indústria de fécula de mandioca através de biodigestor anaeróbio com separação de fases em escala piloto, 2001. 80p. Tese (Doutorado) Faculdade de Ciências Agronômicas do Campus de Botucatu, Universidade Estadual Paulista.

MAGALHÃES, C.P. Estudos sobre as bases bioquímicas da toxicidade da manipueira a insetos, nematóides e fungos, 1993. 117p. Tese (Mestrado) Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará. Fortaleza. Apud: PONTE, R. J. J.

Uso da manipueira como insumo agrícola: fertirrigação. In: CEREDA, M. P. (Coord.) Série: CULTURAS DE TUBEROSAS AMILÁCEAS LATINO AMERICANO Volume 4 - Manejo, uso e tratamento de subprodutos da industrialização da mandioca. FUNDAÇÃO CARGILL - São Paulo, p. 80- 95, 2000.

Mendonça, Ruy Antonio. Estudo da Féculas de mandiocas e suas utilizações técnicas comerciais (revista da carne e leite e derivados 1998)



Fonte: Ruy Mendonça