desenvolvimento de mÁquina extratora de … · proporcionar о conhecimento não apenas ministrado...
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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
GOIANO – IF GOIANO - CAMPUS RIO VERDE PROGRAMA DE PÓS-
GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AGRÁRIAS - AGRONOMIA
DESENVOLVIMENTO DE MÁQUINA EXTRATORA DE
SEMENTES E SUBSTRATOS PARA PRODUÇÃO
SUSTENTÁVEL DE MUDAS DE MACAÚBA [Acrocomia
aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.]
Autor: Alan Carlos de Oliveira Castro
Orientador: Prof. Dr.
. Aurélio Rubio Neto
Rio Verde - GO
Agosto– 2017
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
GOIANO – IF GOIANO - CAMPUS RIO VERDE PROGRAMA DE PÓS-
GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AGRÁRIAS- AGRONOMIA
DESENVOLVIMENTO DE MÁQUINA EXTRATORA DE
SEMENTES E SUBSTRATOS PARA PRODUÇÃO
SUSTENTÁVEL DE MUDAS DE MACAÚBA [Acrocomia
aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.]
Autor: Alan Carlos de Oliveira Castro
Orientador: Prof. Dr.
. Aurélio Rubio Neto
Rio Verde - GO
Agosto - 2017
Dissertação apresentada, como parte das exigências
para obtenção do título de MESTRE EM CIÊNCIAS
AGRÁRIAS – AGRONOMIA, no Programa de Pós-
Graduação em Ciências Agrárias - Agronomia do Instituto
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano. –
Campus Rio Verde - Área de Concentração em Produção
Vegetal
Sistema desenvolvido pelo ICMC/USPDados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Sistema Integrado de Bibliotecas - Instituto Federal Goiano
CC355dCastro, Alan Carlos de Oliveira DESENVOLVIMENTO DE MÁQUINA EXTRATORA DE SEMENTESE SUBSTRATOS PARA PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE MUDAS DEMACAÚBA [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges exMart.] / Alan Carlos de Oliveira Castro;orientadorAurélio Rubio Neto; co-orientador Edson Luiz Souchie. -- Rio Verde, 2017. 50 p.
Dissertação (Mestrado em Ciências Agrárias -Agronomia) -- Instituto Federal Goiano, Câmpus RioVerde, 2017.
1. Superação da dormência. 2. Eficiência doprotótipo. 3. Despolpa. I. Rubio Neto, Aurélio ,orient. II. Souchie, Edson Luiz , co-orient. III. Título.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
GOIANO – CÂMPUS RIO VERDE
DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS
AGRÁRIAS-AGRONOMIA
DESENVOLVIMENTO DE MÁQUINA EXTRATORA
DE SEMENTES DE MACAÚBA [Acronomia aculeata (Jacq.)
LODDIGES. ex MART.]
Autor: Alan Carlos De Oliveira Castro
Orientador: Dr. Aurélio Rubio Neto
TITULAÇÃO: Mestre em Ciências Agrárias-Agronomia - Área de
Concentração em Produção Vegetal Sustentável no Cerrado
APROVADA em, 21 de agosto de 2017.
Prof. Dr. Fabiano Guimarães Silva
Avaliador interno
IF Goiano – Campus Rio Verde
Prof. Dr. Jacson Zuchi
Avaliador externo
IF Goiano – Rede Arco Norte/Polo de Inovação
Prof. Dr. João das Graças Santana
Avaliador externo
IF Goiano – Campus Rio Verde
Prof. Dr. Aurélio Rubio Neto
Presidente da banca
IF Goiano – Rede Arco Norte/Polo de Inovação
1
ii
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiro a Deus, que permitiu que tudo isso acontecesse na minha
vida, não somente nesse período como mestrando, mas que esteve comigo a vida toda.
À Instituição, pelo ambiente que disponibiliza. Agradeço а todos os professores por me
proporcionar о conhecimento não apenas ministrado em sala de aula, mas em todos os
campos do saber, que se dedicaram а mim, não somente por terem me ensinado, mas
por terem feito aprender. А palavra mestre, nunca fará justiça aos professores dedicados
aos quais sem nominar terão os meu eterno agradecimento. Ao meu orientador Dr.
Aurelio Rubio Neto, que independente dos momentos sempre apoiou a causa com
empenho e dedicação na elaboração deste trabalho e manutenção, pela aceitação em me
orientar, além da paciência ao transmitir conhecimento.
Agradeço a minha mãe Divina Batista de Oliveira Castro, heroína que apoiou, e
incentivou nas horas difíceis, de desânimo е cansaço. Agradeço também ao meu pai
Carlos Abadio de Castro, que sempre esteve presente servindo de alicerce e exemplo
que vou levar pelo resto da minha vida. Ao meu irmão Elan de Oliveira Castro, que
quando pode ajudar se fez presente. Meus agradecimentos aos amigos, companheiros de
trabalho e faculdade, em principal aos amigos de pesquisa do Laboratório de Cultura de
Tecidos Vegetais, Juliana Cabral, Luan Dionisio, Vinicius, Márcio, Agda, Ana, Valeria,
Jannifer e outros, além do pessoal dos demais laboratórios como Sementes,
Microbiologia e Anatomia que foram de grande ajuda para conclusão deste trabalho.
Irmãos na amizade que fizeram parte da minha formação е que vão continuar presentes
em minha vida com certeza.
Ao Instituto Federal Goiano – Campus Rio Verde e ao Programa de Pós-
Graduação em Ciências Agrárias – Agronomia, pela oportunidade deste. À CAPES,
pela concessão da bolsa de mestrado, e à empresa Torneadora Ypiranga, pela parceria
firmada no desenvolvimento e execução do trabalho. Ao CNPq, pelo financiamento
concedido por meio do edital 17/CNPq/N° 468500/2014-6.
BIOGRAFIA DO AUTOR
Alan Carlos de Oliveira Castro, filho de Carlos Abadio de Castro e Divina
Batista de Oliveira Castro, nasceu em Uruaçu de Goiás, Estado de Goiás, em 25 de abril
de 1992. Em agosto de 2010, iniciou na Graduação de Agronomia na Faculdade
Evangélica de Goianésia – FACEG, GO, graduando-se em julho de 2015.
Em março de 2016, ingressou no Programa de Pós-Graduação em Ciências
Agrárias - Agronomia, em nível de Mestrado, na área de concentração em Produção
Vegetal, submetendo-se à defesa da dissertação, requisito indispensável para a obtenção
do título de Mestre em Ciências Agrárias - Agronomia, em agosto de 2017.
12
ÍNDICE GERAL
ÍNDICE DE TABELA .................................................................................................... 13
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................. 14
LISTA DE SÍMBOLOS, SIGLAS, ABREVIAÇÕES E UNIDADES ........................... 16
RESUMO ........................................................................................................................ 17
ABSTRACT .................................................................................................................... 18
INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 19
1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................20
1.1 Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart. ........................................................ 20
1.2 Métodos de extração mecânica de sementes ........................................................ 24
1.3 Produção sexuada de mudas de Macaúba ............................................................ 28
1.4 Referências bibliográficas ......................................................................................... 29
OBJETIVOS ................................................................................................................... 34
1. Introdução ................................................................................................................... 36
2.Material e métodos ....................................................................................................... 37
2.1 Coleta e secagem superficial dos frutos .................................................................... 37
2.2 Invento do protótipo.............................................................................................38
2.3 Ensaio 2. Efeitos de diferentes RPM na qualidade física e fisiológica de sementes
de A. acuelata.............................................................................................................40
2.4 Tempo de despolpa na qualidade física das sementes extraídas..........................41
2.5 Ensaio 3. Avaliação do substrato alternativo à base de subprodutos de macaúba
no crescimento de mudas............................................................................................41
3. Resultados e discussão ................................................................................................ 42
3.1 Coleta e secagem superficial dos frutos................................................................42
3.2 Efeitos de diferentes RPM Efeitos de diferentes RPM na qualidade física e
fisiológica de sementes de A. acuelata.......................................................................43
3.3 Tempo de despolpa na qualidade física das sementes extraídas...........................46
3.4 Avaliação do substrato alternativo à base de subprodutos de macaúba no
crescimento de mudas................................................................................................48
4. Conclusões...................................................................................................................52
5. Referências bibliográficas ........................................................................................... 53
CONCLUSÃO GERAL..................................................................................................57
A
B
13
ÍNDICE DE TABELA
Página
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Tabela 1: Materiais vegetais à base de Macaúba (Acrocomia acuelata) e suas diversas
aplicações na produção por meio dos seus subprodutos................................................. 22
CAPÍTULO I
Tabela 1. Porcentagem de frutos de Acrocomia aculeata Mart quebrados e intactos em
diferentes rotações da máquina extratora de sementes....................................................44
Tabela 2. Porcentagem de sementes de Acrocomia aculeata Mart quebradas e intactas
em diferentes rotações da máquina extratora de sementes..............................................45
Tabela 3. Porcentagem de germinação, IVG (Índice de velocidade de germinação) e
emergência de Acrocomia aculeata Mart........................................................................46
14
ÍNDICE DE FIGURAS
Página
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Figura 1. Aspecto visual da Acrocomia aculeata (Jacq.) Loodiges ex Mart. (A); Frutos
da planta adulta de macaúba. Barra= 1m, em Rio Verde, GO (B); Frutos Maduros,
Barra=0.5m (C); Fruto após a quebra do endocarpo (D) e Semente após a germinação
(E). Barra= 20 mm. Foto: Alan Carlos............................................................................21
Figura 2. Conjunto de máquinas para quebrar coco babaçu modelo (Cód. 187640) (A),
Frutos de babaçu (B), Descascador (C), Frações separara das a partir do coco in natura
(D). Foto: MF RURAL....................................................................................................25
Figura 3. Conjunto de Máquinas para Quebrar Coco Baru modelo (Cód. 129139). Foto:
MF RURAL.....................................................................................................................26
Figura 4. Conjunto de máquinas para quebrar coco babaçu modelo (Cód. 224372) (A e
C), Conjunto de quebra do fruto de baru (B e D). Foto: MF RURAL............................27
CAPÍTULO I
Figura 1. Máquina extratora de sementes de Acrocomia aculeata Mart. Protótipo com
engrenagens sincronizadas. Fonte: Torneadora Ypiranga. Rio Verde, 2017..................40
Figura 2. Coleta de frutos de Acrocomia aculeata (Jacq.) Loodiges ex Mart. em Iporá,
GO (A) Barra= 1m.; Frutos em secagem superficial (B) Barra=0.5m.; Despolpadora de
Frutos (C); Máquina extratora de sementes (D); Subprodutos derivados da extração (E);
Plantas jovens de macaúba no ensaio dos substratos (F) Barra= 10 cm. Foto: Alan
Carlos...............................................................................................................................42
Figura 3. Teor de água em frutos de Macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex
Mart.] mantidos por 7 dias em estufa de circulação forçada de ar com temperatura
ajustada a 37±2°C. ± Erro Padrão da Média...................................................................43
Figura 4. Qualidade do processo de extração de frutos de Acrocomia aculeata Mart.
Porcentagem de frutos intactos, quebrados e trincados após diferentes tempos de
despolpa. ± Erro Padrão da Média *Significativo a 5%. Rio Verde (GO), 2016...........47
15
Figura 5. Qualidade do processo de extração de sementes de Acrocomia aculeata Mart.
Porcentagem de sementes intactas, quebradas e trincadas após diferentes tempos de
despolpa. ± Erro Padrão da Média *Significativo a 5%. Rio Verde (GO), 2016............48
Figura 6. Médias (ab) do IVE (Índice de Velocidade de Emergência) de A. aculeata em
diferentes tipos de substrato. ± Erro Padrão da Média *Significativo a 5%. Rio Verde
(GO), 2017.......................................................................................................................49
Figura 7. Médias do número de folhas (A), altura de plantas (B), e diâmetro de caule
(C) de A. aculeata em diferentes tipos de substrato. ± Erro Padrão da Média................51
16
LISTA DE SIMBOLOS, SIGLAS, ABREVIAÇÕES E UNIDADES
± Erro
% Porcentagem
°C Graus Celsius
B.O.D Demanda Bioquímica do Oxigênio
cm Centímetro
C.V Cavalos-vapor
CV Coeficiente de variação (%)
g Gramas
GO Goiás
IC Iniciação cientifica
IVE Índice de Velocidade de Emergência
IVG Índice de Velocidade de Germinação
Kg Quilogramas
m Metros
mm Milímetros
mL Mililitros
RPM Rotação por minuto
SM Substrato de macaúba
17
RESUMO
CASTRO, ALAN CARLOS DE OLIVEIRA, Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia Goiano - Campus Rio Verde, agosto de 2017. Desenvolvimento de
máquina extratora de sementes e substratos para produção sustentável de mudas
de macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.]. Orientador: Dr.
Aurélio Rubio Neto. Coorientador: Dr. Edson Luis Souchie, Dra. Paula Fabiane Martins.
A macaúba se destaca dentre as Arecaceaes pela elevada produção de frutos e teor de
óleo da semente, sendo fonte de óleo para as indústrias do setor alimentício, cosmético e
de biocombustíveis. A principal forma de propagação da macaúba é a sexuada, no
entanto, a dormência física existente nessa espécie, bem como, ausência de um produto
específico para auxiliar produtores e viveiristas, têm dificultado a utilização dessa
espécie em escala comercial. Objetivou-se com esse trabalho o desenvolvimento de
máquina eficiente para extração das sementes de A. aculeata, sem comprometimento da
qualidade fisiológica das sementes extraídas. Para determinar a eficiência do protótipo,
foram realizados três ensaios, sendo o primeiro avaliando o RPM (rotação por minuto),
no segundo ensaio, a realização de despolpa dos frutos por diferentes tempos. E, por
último, a utilização dos subprodutos gerados durante a extração das sementes na
formulação de substrato alternativo para produção de mudas. Assim, obteve-se uma
máquina extratora de sementes de A. aculeata, que utiliza sistema de engrenagens
sincronizadas com motor de 0,5CV que permite trabalho em rotações distintas, com
capacidade para quebra de até 9600 frutos por hora com eficiência na extração acima de
80%. Para isso, verificou-se a necessidade de despolpa parcial dos frutos por 20
minutos. Comprovando também que o uso da mistura de substrato comercial Bioplant®
com subprodutos da extração de sementes de macaúba, 1:1, forneceram os mesmos
resultados quando comparado ao substrato comercial isolado, permitindo assim, a
utilização dessa mistura sem prejuízo no crescimento vegetal e, além disso, tornar o
processo de produção de mudas mais econômico.
PALAVRAS-CHAVES: Superação da dormência, eficiência do protótipo, despolpa.
18
ABSTRACT
CASTRO, ALAN CARLOS DE OLIVEIRA, Goiano Federal Institute of Education,
Science and Technology - Campus Rio Verde, August 2017. Development of a
substrate and substrate extraction machine for sustainable production of macaúba
seedlings [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.]. Advisor: Dr. Aurélio
Rubio Neto. Co-advisor: Dr. Edson Luis Souchie, Dra. Paula Fabiane Martins.
The macaw palm stands out among Arecaceaes by its fruits production and seed oil
content, being a source of oil for the food, cosmetic and biofuel industries. The main
form of macaw palm propagation is the asexual, however, a physical dormancy existing
in this species, as well as the absence of a specific product to help growers and
nurseries, has difficulty using the species on a commercial scale. The objective of this
work was to develop an efficient machine for extraction of A. aculeata seeds, without
compromising the physiological quality of the extracted seeds. In order to determine the
efficiency of the prototype, three tests were performed, the first evaluating the RPM
(rotation per minute), the second test, being an achievement of fruit fruits in different
times. And finally, a use of by-products generated during the extraction of seeds in the
alternative substrate formulation for seedling production. Thus, it was obtained an A.
aculeata seed extracting machine, which uses synchronized gear system with a 0.5CV
motor that allows to work in different rotations, with capacity for breaking up to 9600
fruits per hour with efficiency in the extraction above 80%. Therefore, it was verified
the necessity of partial pulp removal of the fruits for 20 minutes. Also proving that the
use of the Bioplant® commercial substrate mix with 1: 1 macaw palm seed extraction
byproducts, provided the same results when compared to the isolated commercial
substrate, thus allowing the use of this blend without prejudice plant growth and, in
addition, make the seedling production process more economical.
KEY WORDS: dormancy overcoming, prototype efficiency, pulp removal.
19
INTRODUÇÃO
A macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.] é encontrada em
diversas regiões do Brasil, tendo de 5-20 m de altura, espinhos em seu caule e seus
frutos podem levar até 14 meses para amadurecer (MOURA et al.,2010). As Arecaceae
são consideradas promissoras na produção de óleos vegetais, sendo a mais utilizada o
dendezeiro (Elaeis guineensis), e essa espécie e a principal fonte de óleo para as
indústrias do setor alimentício, cosmético e de biocombustíveis (RÍOA et al., 2016).
Entretanto, a macaúba possui grande potencial para produção, tornando-se uma espécie
de maior importância dentre as Arecaceae, pois o óleo extraído da polpa e amêndoa é de
grande valor para as indústrias farmacêutica, alimentícia, cosmética e setor energético
para produção de biodiesel (BHERING, 2009; MOTOIKE et al., 2009; SOUZA et al.,
2017).
A principal forma de propagação da macaúba é a sexuada, porém suas sementes
têm germinação lenta (até dois anos), devido à dormência física, imposta pelo
tegumento e endocarpo que dificultam a absorção de água (MOTOIKE et al., 2009).
Consequentemente, a embebição da semente, além de fatores externos do ambiente
natural, assim a superação da dormência que utiliza de métodos complexos e sugere a
quebra dos diásporos, que até o momento é realizado de forma manual com altas
porcentagens de danos as sementes, utilizando martelo ou torno mecânico, permite altas
taxas de germinação (RUBIO NETO et al., 2014; MACHADO et al., 2015).
Os frutos de macaúba coletados têm seu epicarpo removido e, posteriormente,
são quebrados para remoção do endocarpo e liberação da amêndoa, visando após a
extração, o destino adequado para cada tipo de semente, sendo essa para plantio e
produção de mudas, produção de óleo para processamento industrial ou embrião para
micropropagação (RIBEIRO et al., 2011; SOUZA et al., 2016).
Devido à extração da semente ser dificultada pelo endocarpo, e esse age como
barreira mecânica, tornando a quebra lenta e onerosa, a máquina desenvolvida
possibilita diversas velocidades de quebra por meio das distintas rotações, além da
possibilidade de se extrair sementes de frutos de tamanhos diferentes pelos ajustes das
engrenagens e interações com outros fatores como despolpa, definindo também a
qualidade da semente para utilização na produção de mudas, criando estratégias
promissoras para maximizar a produção e promoção do crescimento de plantas de
macaúba.
20
Assim foi realizado nesse trabalho o primeiro protótipo para extração de
sementes de macaúba, tornando viável a produção de mudas por meio de sementes de
boa qualidade física e fisiológica, tornando possível nessa dissertação encontrar
informações para produção de um novo substrato para plantas, à base de substrato
comercial e mistura com os subprodutos da extração de sementes. Por isso,
disponibiliza informações científicas evidenciando o potencial da máquina extratora de
sementes de macaúba desenvolvida pelo IF Goiano e Torneadora Ypiranga.
1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
1.1 Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.
As Arecaceae são promissoras na produção de óleos vegetais, sendo a mais
utilizada o dendezeiro (Elaeis guineensis), como principal fonte de óleo para as
indústrias do setor alimentício e cosmético de todo o Brasil (RÍOA et al., 2016). A
escolha de plantas da família Arecaceae para produção de óleo, ocorre pela grande
necessidade de óleos comestíveis (soja, milho, girassol, amendoim e outras), e por ter
óleo de maior composição de ácidos graxos e outros compostos solúveis em gordura,
sendo assim, as Arecaceae, tornam-se alternativa para produção de bicombustíveis e
produtos farmacêuticos (WITTKOP et al., 2009; GONÇALVES et al., 2013; PIRES et
al., 2013).
A macaúba (A. aculeata), é encontrada em diversos ambientes de climas
subtropicais e semiáridos (FALASCA et al., 2016). Tem de 5 a 20 m de altura e seus
frutos levam até 14 meses para amadurecer (SILVA et al., 2015). Possui espinhos no
caule, suas folhas são pinadas e aglomeradas no ápice do estipe (VIANNA et al., 2017).
Produz frutos em cachos densos que podem pesar mais de 25 kg (PIRES et al., 2013)
(Figura 1).
21
Figura 2. Aspecto visual da Acrocomia aculeata (Jacq.) Loodiges ex Mart. (A) Barra=
1,5m; Frutos da planta adulta de macaúba. Barra= 1m, Jardim Botânico do Campus Rio
Verde, GO (B); Frutos Maduros, Barra=40 mm (C); Fruto após a quebra do endocarpo
40 mm (D) e Semente após a germinação Barra= 20 mm (E). Foto: Alan Carlos.
A macaúba pode ser utilizada em diversos setores industriais, que fazem uso dos
subprodutos gerados durante o processo de coleta ou extração (Tabela 1). Evidenciando
o potencial da espécie, e o óleo extraído da polpa e amêndoa possui grande valor para a
indústria (BHERING, 2009; MOTOIKE et al., 2009; SOUZA et al., 2017).
A B C
D E
22
Tabela 1: Materiais vegetais à base de Macaúba (Acrocomia acuelata) e suas diversas
aplicações na produção por meio dos seus subprodutos
Material Forma de uso Utilização Referências
Acrocomia
aculeata Planta inteira
Ornamental;
sistemas
agroflorestais
CARDOSO et al. (2017);
VIANNA et al. (2017)
Folha Matéria-prima
(fibras)
Produção de linhas,
cordas e redes, além
de forragem de boa
qualidade
SILVA, (2007); VIANNA
et al. (2017)
Raiz Pedaços Fármacos HERNÁNDEZ et al.
(2013)
Caule
Madeira
Fixação de carbono
ROCHA et al. (2017)
Fruto
(Pericarpo)
Epicarpo,
endocarpo e
mesocarpo.
Alimento fresco e
processado;
biocombustíveis
RAMOS et al. (2008) ;
TRENTINI et al. (2017)
Fruto
(amêndoa)
Extração
Produção de mudas;
biocombustíveis
CARVALHO LOPES et
al. (2013); ALVES et al.
(2017); CARDOSO et al.
(2017)
Direcionamento para artigos citados nessa tabela.
A polpa obtida do fruto pode ser consumida in natura, ou feita à extração de
gordura que pode ser utilizada na fabricação de derivados comestíveis, enquanto a
amêndoa fornece óleo claro, semelhante ao da azeitona (BHERING, 2009). A polpa do
fruto também pode ser utilizada como coproduto para a alimentação de animais,
principalmente em locais semiáridos, por causa do teor de gordura (AZEVEDO et al.,
2012). O aproveitamento do fruto pode gerar vários produtos e coprodutos (óleos,
fibras, carvão vegetal e dentre outros), dependendo da parte processada (COIMBRA;
JORGE, 2011; PIRES et al., 2013). Esta planta também se destaca pelo potencial para a
23
produção de grandes quantidades de óleo, sendo estes valores superiores à soja, além de
ser uma atividade lucrativa para agricultores graças à possibilidade de intercalamento e
utilização em sistemas agrosilvopastoris (BHERING, 2009; SILVA et al., 2015;
PRADO et al., 2016).
Uma das desvantagens da macaúba é seu longo período juvenil, o início da
produção de frutos pode levar até sete anos, apesar do período reprodutivo ser de até
100 anos (TEIXEIRA, 2005). Sua produção comercial é dificultada pela germinação das
sementes, e a dormência física, imposta pelo tegumento e endocarpo dificultam a
absorção de água e consequentemente, a embebição da semente (MOTOIKE et al.,
2009). Além disso, estas espécies não formam broto, impedindo assim sua
multiplicação por métodos vegetativos convencionais, e sob condições naturais, as
sementes podem levar até dois anos para germinar (MOURA et al., 2009). O consórcio
da espécie em sistemas como ILPF (Integração lavoura-pecuária-floresta) seria uma
alternativa interessante para estimular o plantio, por ser uma atividade lucrativa para
agricultores graças à possibilidade de intercalamento e utilização em sistemas
agrosilvopastoris (BHERING, 2009; SILVA et al., 2015; PRADO et al., 2016).
Devido à dificuldade em extrair as sementes intactas do coco de macaúba,
estudos têm sido conduzido, para viabilizar a produção de mudas. Vários tratamentos
têm sido empregados para facilitar a germinação das sementes de macaúba, por meio da
remoção dos tecidos que envolvem as sementes, em que o endocarpo do fruto age como
uma barreira mecânica dificultando sua quebra (PEREIRA et al., 2006; COSTA;
MARCHI, 2008). Os frutos são previamente coletados e têm seu pericarpo e endocarpo
removidos manualmente para liberação da amêndoa, visando à semente para plantio,
produção de óleo ou obtenção do embrião para micropropagação. Embora seja
considerada uma espécie promissora, o cultivo em escala comercial é inexistente devido
à dormência das sementes, falta de cultivares para maior produtividade da espécie,
tratos culturais relacionados ao cultivo da macaúba (RIBEIRO et al., 2011; SOUZA et
al., 2016).
Resultados promissores têm sido obtidos com aumento das taxas de germinação e
uniformidade das plantas utilizando as técnicas na propagação de muitas Arecaceae, no
entanto a quebra do fruto para a retirada das sementes e embriões deve passar por uma
melhora a fim de otimizar o processo (PEREIRA et al., 2006; AKÉ et al., 2007).
24
1.2 Métodos de extração de sementes
O Cerrado é lar de diversas espécies potenciais para o mercado do biodiesel,
dentre elas, destaca-se o fruto da macaúba como um dos produtos de maior importância
em meio às espécies de Arecaceae, entretanto, por causa de seu tegumento lignificado a
extração das sementes é dificultada pelo endocarpo do fruto que age como barreira
mecânica dificultando sua quebra, causada pela baixa absorção de água e
consequentemente, embebição da semente (BHERING, 2009; MOTOIKE et al., 2009;
RUBIO NETO et al., 2014).
Estudos têm sido conduzidos com a finalidade de fornecer informações que
possam promover a quebra do fruto e extração das sementes de macaúba com boas
qualidades físicas de maneira rápida e eficiente, visando à produção destinada ao
biodiesel em escala comercial e produção de mudas via semente ou embriões, e este
processo de extração deve ocorrer por meio de uma máquina automatizada que possa
viabilizar a produção em larga escala.
Até o momento a extração de sementes de macaúba é realizada de forma manual
(MOTOIKE et al., 2009; RUBIO NETO et al., 2014), inviabilizando a aplicação
comercial da produção de mudas a partir de embriões in vitro. Em alguns casos para a
retirada de embriões, os frutos são colocados em estufa para diminuir o teor de água,
uma vez que a aplicação de calor nas condições controladas torna possível remover
substâncias voláteis (água, mas não exclusivamente), facilitando o processo de quebra.
A polpa estará menos viscosa devido a retirada de água, ocorrendo contração (epicarpo,
mesocarpo) promovida pela redução da tensão das células (PRADO et al., 2000;
RUBIO NETO et al., 2014).
Após a secagem dos frutos, esses são retirados da estufa e quebrados com
auxílio de marreta de 1,5 kg em placa de concreto, objetivando sementes sem dano para
a retirada do embrião (RUBIO NETO et al., 2014). Segundo Bandeira et al. (2013), os
frutos posteriormente a coleta, têm seu pericarpo removido e são quebrados com auxílio
de um torno manual para remoção do endocarpo e liberação da amêndoa.
Hoje são encontradas diversas máquinas extratoras para a quebra de frutos (baru,
babaçu, macaúba) derivados de Arecaceae e outras famílias, em contrapartida, possuem
alto valor agregado e não estão adaptadas a espécie A. aculeata, muitas das quais
danificam as sementes na tentativa de uso, prejudicando sua germinação. Os protótipos
25
de máquinas extratoras podem variar desde sistemas de prensa a uso de conjuntos com
engrenagens adaptadas, alguns exemplos que podem ser citados são, a máquina para
quebra do coco de babaçu Attalea speciosa (Modelo Cód. 187640), disponível pela
empresa Inovatec Inovações Tecnológicas é capaz de processar 20.000 Kg de coco in
natura por dia (Figura 2).
Figura 2. Conjunto de máquinas para quebrar coco babaçu modelo (Cód. 187640) (A),
Frutos de babaçu (B), Descascador (C), Frações separadas a partir do coco in natura
(D). Foto: MF RURAL.
Este conjunto de equipamentos é capaz de separar a fibra, fração amilácia
(amido), endocarpo (fração lenhosa) e amêndoas do fruto, e pode ser encontrada no
mercado com valor médio de R$159.500,00 (MF RURAL, 2014). O sistema de
processamento da máquina de quebrar coco de (babaçu) Attalea speciosa (Mart. ex
Spreng), é composto por um elevador para elevação do coco a partir do silo até a
tremonha (peça coniforme) do descascador, dois descascadores que desagregam fibras e
mesocarpo do coco in natura. Uma peneira para separação da fibra, amido do
endocarpo e amêndoas. Um quebrador que desagrega o endocarpo das amêndoas. Uma
segunda peneira que separa as amêndoas e o endocarpo já desagregados. Transportador
helicoidal que retorna as amêndoas e o endocarpo não desbragados para o quebrador.
D
B A
C
26
Separador que por meio de flotação separa o endocarpo das amêndoas. E uma terceira
peneira que separa as amêndoas da água utilizada no processo de flotação. Todos
acionados através de 10 motores elétricos com uma potência total de 34,5 CV.
Para despolpar e quebrar o Baru (Dipteryx alata Vog.), é encontrado no
mercado, a máquina a elétrica (Modelo Cód. 129139) que contém um conjunto
composto por duas partes, sendo a primeira uma despolpadeira com motor monofásico
de 3cv, com movimento circular contínuo, utilizando água no processo, chave de
partida, eixo central circular com facas em aço, tambor em aço com capacidade de 50
litros, com despolpa de 15 a 20 sacas (peso aproximado de 60 kg) por dia. E a segunda
parte uma máquina de quebrar Baru (Dipteryx alata Vog.)/ , em que o processo de
esmagamento ocorre por pressão, tem capacidade de quebrar 20 kg de fruto por dia.
Valor aproximado de 40.000 mil reais (Figura 3) (MF RURAL, 2014).
Figura 3. Conjunto de Máquinas para Quebrar Coco Baru modelo (Cód. 129139). Foto:
MF RURAL.
Modelos manuais desenvolvidos para partir ao meio o fruto também são
encontrados como a máquina para quebrar o coco de babaçu (Modelo Cód. 224372)
(Figura 4 A, C), com lâmina fixada, e esta pode ser removida para amolação. E, para
quebrar baru/cumburu (Modelo Cód. 78326) (Figura 4 B, D), com rendimento de até 8
kg por dia, essa com estrutura de comando em alumínio, eixo em aço com suporte para
prender o saco. Além de aproveitamento de quase 100 % das castanhas, com valor de
venda variando de 650 a 1.100 reais (MF RURAL, 2014).
27
Figura 4. Conjunto de máquinas para quebrar coco babaçu modelo (Cód. 224372) (A e
C), Conjunto de quebra do fruto de baru (B e D). Foto: MF RURAL.
Devido à dificuldade em extrair as sementes intactas do coco de macaúba,
estudos têm sido conduzidos, para viabilizar a produção de mudas em escala comercial.
A remoção das partes do fruto (epicarpo, mesocarpo, endocarpo) que envolvem as
sementes, têm sido empregadas para aumentar a porcentagem de germinação
(MOTOIKE et al., 2009), utilizando ferramentas ou equipamentos que não danifiquem a
amêndoa.
A alta qualidade dos derivados da macaúba é consequência da utilização de
processos adequados (coleta, manuseio, quebra e processamento), porém uma das
dificuldades enfrentadas é o acesso à amêndoa dentro do fruto, deste modo os processos
citados são de extrema importância (QUAMPAH et al., 2012; MATSIMBE et al.,
2015). Em virtude das plantações ainda serem de origem natural, a dormência física e
susceptibilidade a decomposição encontrada na macaúba dificultam sua propagação em
condições naturais e de berçário, assim, estudos são escassos, ocasionando falta de
metodologias eficientes, resultando em baixa qualidade no processo industrial e
28
produção de sementes (HIANE et al., 2005; MOURA et al., 2009; LORENZI, 2010;
RIBEIRO et al 2011; SILVA; ANDRADE, 2013).
Deve ser levado em consideração vários fatores como a maturação dos frutos e
tamanho para escolha da máquina a ser empregada na produção de mudas, evitando
danos físicos ocasionados pelo esmagamento das sementes, a extração deve ser feita de
forma que os embriões permaneçam intactos, sem danos ocasionados pelo processo de
extração, favorecendo sua germinação após o plantio ou estabelecimento in vitro
(MOTOIKE et al., 2009; MONTOYA et al., 2016; TRENTINI et al., 2017).
1.3 Produção sexuada de mudas de Macaúba
Entre as plantas capazes de produzir diversos subprodutos (óleos, fibras, carvão
vegetal e dentre outros), as palmeiras são consideradas as mais promissoras, pelo seu
potencial relatado na literatura, até 6.000 kg de óleo por hectare, e da crescente
demanda mundial de óleos vegetais, principalmente para alimentos e energia, porém,
plantações de macaúba no Brasil e em muitos lugares da América Latina ainda estão em
sua fase primária e sua exploração comercial depende diretamente do seu
desenvolvimento tecnológico, que inclui a seleção de clones elite e sua propagação
(COIMBRA; JORGE, 2011; SOARES et al., 2011; SILVA CÉSAR et al., 2015).
A macaúba e considerada uma das espécies mais visíveis do país, cresce
naturalmente em grandes populações em áreas degradadas ou intactas e está adaptada a
diferentes ecossistemas, está sendo resiliente, pode povoar áreas com escassos recursos,
o que é uma característica desejável para plantas usadas para reabilitar pastagens
degradadas ou para práticas agroflorestais (RATTER et al., 2003; GOIS AQUINO et
al., 2008; PIRES et al., 2013). Apesar de suas perspectivas econômicas, a macaúba
ainda é selvagem e sua exploração se baseia no extrativismo, que muitas vezes recolhe o
fruto de forma ineficaz, ocasionando baixa produtividade e má qualidade dos produtos
obtidos, sua produção se estende de setembro a janeiro (PIRES et al., 2013; SILVA
CÉSAR et al., 2015).
As sementes de macaúba têm baixa germinação devido à dormência física, por
esta razão é importante à quebra da dormência visando à produção de mudas em escala
comercial (FINCH-SAVAGE; LEUBNER-METZGER, 2006; RIBEIRO et al., 2011;
RODRIGUES JUNIOR et al., 2013). Tratamentos térmicos, escarificação, embebição
29
em reguladores de crescimento, pré-imersão em água, remoção do endocarpo, e
tratamentos químicos são utilizados para superar a dormência física das sementes desta
espécie (MARTINS et al., 2006; YANG et al., 2007; ROBINSON, 2009; ROBERTO;
HABERMANN, 2010).
Motoike et al. (2009) desenvolveu um método que elevou a taxa de germinação
para valores entre 60 e 80%, possibilitando assim a produção em escala comercial de A.
aculeata, entretanto torna-se necessário desenvolver técnicas para propagação clonal, a
fim de estabelecer um sistema de cultivo uniforme (PADILHA et al., 2015). As mudas
de palmeiras são produzidas a partir de sementes pré-germinadas, em duas etapas
consecutivas, sendo ela fase pré-berçário, que se estende desde a semente pré-
germinada até o primeiro par de folhas lanceoladas (Folhas divididas) e a segunda etapa
com a formação do par de folhas pinnate (Folhas maduras), a partir desse ponto, quando
as mudas atingem cerca de um ano de idade pode ser levadas a campo (PIMENTEL et
al., 2016). No entanto, em condições naturais e de berçário, a taxa de germinação é
relativamente baixa, além de exibir um período de germinação de até quatro anos
(LORENZI, 2010; BERTON et al., 2013).
Estudos estruturais são importantes para a produção de mudas, auxiliando na
compreensão dos estágios posteriores de germinação, incluindo seu crescimento e
estabelecimento das plântulas, além de estar associada à imaturidade dos embriões, e
esses fatores retardam o início da germinação pelo tempo necessário para a
diferenciação completa do embrião (OROZCO-SEGOVIA et al., 2003; HENDERSON,
2006; MAGALHÃES et al., 2013). A propagação da macaúba ocorre exclusivamente
por sementes, as quais, em condições naturais, podem levar de um a dois anos para
germinar (BERTON et al., 2013; LUIS, SCHERWINSKI-PEREIRA, 2014). Com isto, a
técnica de quebra do endocarpo para extração de sementes, torna uma ferramenta de
grande importância para produção de mudas desta espécie, permitindo a obtenção de
plantas que podem ser utilizadas em programas de melhoramento.
1.4 Referências bibliográficas
AKÉ, A. P.; MAUST, B.; OROZCO-SEGOVIA, A.; OROPEZA, C. The effect of
gibberellic acid on the in vitro germination of coconut zygotic embryos and their
conversion into plantlets. In Vitro Cell Developmental Biological Plant, v. 43, n. 3, p.
247-253, 2007.
30
ALVES, C. M.; VALK, M.; DE JONG, S.; BONOMI, A.; VAN DER WIELEN, L. A.;
MUSSATTO, S. I. Techno‐economic assessment of biorefinery technologies for
aviation biofuels supply chains in Brazil. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, v.
11, n. 1, p. 67-91, 2017.
AZEVEDO, R. A.; RUFINO, L. M. A.; SANTOS, A. C. R.; SILVA, L. P.; BONFÁ, H.
C.; DUARTE, E. R.; GERASEEV, L. C. Desempenho de cordeiros alimentados com
inclusão de torta de macaúba na dieta. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 47, n. 11,
p. 1663-1668, 2012.
BANDEIRA, F. S.; XAVIER, A.; LANI, E. R. G.; OTONI, W. C. In vitro germination
of mature zygotic embryos of macaw palm influenced by storage temperature of the
fruits and sucrose concentrations. Revista Árvore, v. 37, n. 4, p. 691-700, 2013.
BERTON, L. H. C.; DE AZEVEDO FILHO, J. A.; SIQUEIRA, W. J.; COLOMBO, C.
A. Seed germination and estimates of genetic parameters of promising macaw palm
(Acrocomia aculeata) progenies for biofuel production. Industrial Crops and
Products, v. 51, p. 258-266, 2013.
BHERING, L. “Macaúba: matéria-prima nativa com potencial para a produção de
biodiesel.” Embrapa Agroenergia (CNPAE) 2009.
CARDOSO, A.; LAVIOLA, B. G.; SANTOS, G. S.; DE SOUSA, H. U.; DE
OLIVEIRA, H. B.; VERAS, L. C.; FAVARO, S. P. Opportunities and challenges for
sustainable production of A. aculeata through agroforestry systems. Industrial Crops
and Products, (IN Press). 2017.
CARVALHO LOPES, D.; NETO, A. J. S.; MENDES, A. A.; PEREIRA, D. T. V.
Economic feasibility of biodiesel production from Macauba in Brazil. Energy
Economics, v. 40, p. 819-824, 2013.
COIMBRA, M. C.; JORGE, N. Characterization of the pulp and kernel oils from
syagrus oleracea, syagrus romanzoffiana, and acrocomia acuelata. Journal Of Food
Science, v. 76, n. 8, p. 1156 – 1161, 2011.
COSTA, C. J.; MARCHI, E. C. S. Germinação de sementes de palmeiras com
potencial para produção de agroenergia. Embrapa Cerrados, 2008.
FALASCA, S.; ULBERICH, A.; PITTA-ALVAREZ, S. Development of agroclimatic
zoning model to delimit the potential growing areas for macaw palm (Acrocomia
aculeata). Theoretical and Applied Climatology, v. 129, n. 3-4, p. 1321-1333, 2016.
FINCH‐SAVAGE, W. E.; LEUBNER‐METZGER, G. Seed dormancy and the control
of germination. New Phytologist, v. 171, n. 3, p. 501-523, 2006.
GOIS AQUINO, F.; DA SILVA, M. R.; RATTER, J. A.; FELIPE, J. Distribuição
geográfica das espécies Acrocomia aculeata (jacq.) lodd. ex mart. e Caryocar
brasiliense cambess. no bioma cerrado 1, 2008.
31
GONÇALVES, D. B.; BATISTA, A. F.; RODRIGUES, M. Q. R. B.; NOGUEIRA, K.
M. V.; SANTOS, V. L. Ethanol production from macaúba (Acrocomia acuelata)
presscake hemi cellulosic hydrolysate by cândida boidinii. Bioresource Technology,
v.14, n. 6, p. 261-266, 2013.
HENDERSON, F. M. Morphology and anatomy of palm seedlings. The Botanical
Review, v. 72, n. 4, p. 273-329, 2006.
HERNÁNDEZ, B. C. R.; HERNÁNDEZ, J.; VERDUZCO, J. E. G. A.; FRIER, J. P.;
BARRIOS, E. P.; MARTÍNEZ, M. A. G. Importancia agroecológica del coyul
(Acrocomia mexicana Karw. ex Mart.). Estudios sociales (Hermosillo, Son.), v. 21, n.
41, p. 95-113, 2013.
HIANE, P. A.; RAMOS FILHO, M. M.; RAMOS, M. I. L.; MACEDO, M. L. R.
Bocaiúva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd., pulp and kernel oils: characterization and
fatty acid composition. Brazilian Journal of Food Technology, v. 8, n. 3, p. 256-259,
2005.
LORENZI, H. J. Flora brasileira:'Arecaceae'(palmeiras). Instituto Plantarum, 2010.
LUIS, Z. G.; SCHERWINSKI-PEREIRA, J. E. An improved protocol for somatic
embryogenesis and plant regeneration in macaw palm (Acrocomia aculeata) from
mature zygotic embryos. Plant Cell, Tissue And Organ Culture, v. 118, n. 3, p. 485-
496, 2014.
MACHADO, W.; GUIMARÃES, M. F.; LIRA, F. F.; SANTOS, J. V. F.;
TAKAHASHI, L. S. A.; LEAL, A. C.; COELHO, G. T. C. P. Evaluation of two fruit
ecotypes (totai and sclerocarpa) of macaúba (Acrocomia aculeata). Industrial Crops
and Products, v. 63, p. 287-293, 2015.
MAGALHÃES, H. M.; LOPES, P. S. N.; RIBEIRO, L. M.; SANT’ANNA-SANTOS,
B. F.; OLIVEIRA, D. M. T. Structure of the zygotic embryos and seedlings of Butia
capitata (Arecaceae). Trees, v. 27, n. 1, p. 273-283, 2013.
MARTINS, C. C.; BOVI, M. L. A.; NAKAGAWA, J.; GODOY JUNIOR, G.
Temporary storage of jussara palm seeds: effects of time, temperature and pulp on
germination and vigor. Horticultura Brasileira, v. 22, n. 2, p. 271-276, 2006.
MATSIMBE, S. F. S.; MOTOIKE, S.Y.; PINTO, F. A. D. C.; LEITE, H. G.;
MARCATTI, G. E. Prediction of oil content in the mesocarp of fruit from the macauba
palm using spectrometry1. Revista Ciência Agronômica, v. 46, n. 1, p. 21-28, 2015.
MF RURAL. disponível em :
<http://www.mfrural.com.br/busca.aspx?palavras=maquina+quebrar+macauba> .
Acesso em: 15 de mar. 2017.
MONTOYA, S. G.; MOTOIKE, S. Y.; KUKI, K. N.; COUTO, A. D. Fruit
development, growth, and stored reserves in macauba palm (Acrocomia aculeata), an
alternative bioenergy crop. Planta, v. 244, n. 4, p. 927-938, 2016.
32
MORAES, R. M. Flora de Palmeras de Bolívia. La Paz Plural Editores. 484p, 2004.
MOTOIKE, S. Y.; LOPES, F. A.; SÁ JÚNIOR, A. Q.; CARVALHO, M.; OLIVEIRA,
M. A. R. Processo de Germinação e Produção de Sementes Pré-Germinadas de
Palmeiras do Gênero Acrocomia. Submetido à Lei de Patentes. Protocolo INPI:
014070005335. 2009.
MOURA, E. F.; MOTOIKE, S. Y.; VENTRELLA, M. C.; SÁ JÚNIOR A. Q. Somatic
embryogenesis in macaw palm (Acrocomia aculeata) from zygotic embryos. Scientia
Horticulturae, v. 119, n. 4, p. 447–454. 2009.
MOURA, E. F.; VENTRELLA, M. C.; MOTOIKE, S. Y. Anatomy, histochemistry and
ultrastructure of seed and somatic embryo of Acrocomia aculeata (Arecaceae). Scientia
Agricola, v. 67, n. 4, p. 399-407, 2010.
OROZCO SEGOVIA, A.; BATIS, A. I.; ROJAS ARECHIGA, M.; MENDOZA, A.
Seed biology of palms: a review. Palms, v. 47, n. 2, p. 79-94, 2003.
PADILHA, J. H. D.; RIBAS, L. L. F.; AMANO, É.; QUOIRIN, M. Embriogênese
somática em Acrocomia aculeata Jacq. (Lodd.) Ex Mart utilizando a técnica de camada
de células finas. Acta Botanica Brasilica, v. 29, n. 4, p. 516-523, 2015.
PEREIRA, J. E. S.; MACIEL, T. M. S.; COSTA, F. H. S.; PEREIRA, M. A. A.
Germinação in vitro de embriões zigóticos de murmuru (Astrocar yumulei). Ciência e
Agrotecnologia, v. 30, n. 2, p. 251-256, 2006.
PIMENTEL, L. D.; BRUCKNER, C. H.; MANFIO, C. E.; MOTOIKE, S. Y.;
MARTINEZ, H. E. P. Adubação de substrato, calcário, fósforo e topdress na produção
de mudas de palmeira. Revista Árvore, v. 40, n. 2, p. 235-244, 2016.
PIRES, T. P.; SOUZA, E. S.; KUKI, K. N.; MOTOIKE, S. Y. Ecophysiological traits of
the macaw palm: A contribution towards the domestication of a novel oil crop.
Industrial Crops and Products, v. 44, p. 200–210, 2013.
PRADO, M. E. T.; ALONSO, L. F. T.; PARK, K. J. Shrinkage of dates (Phoenix
dactilyfera L.) during drying. Drying Technology, v. 18, n. 1-2, p. 295-310, 2000.
PRADO, R. G.; ALMEIDA, G. D.; DE OLIVEIRA, A. R.; DE SOUZA, P. M.;
CARDOSO, C. C.; CONSTANTINO, V. R. L.; PASA, V. M. Ethanolysis and
Methanolysis of Soybean and Macauba Oils Catalyzed by Mixed Oxide Ca–Al from
Hydrocalumite for Biodiesel Production. Energy & Fuels, v. 30, n. 8, p. 6662-6670,
2016.
QUAMPAH, A.; HUANG, Z. R.; WU, J. G.; LIU, H. Y.; LI, J. R.; ZHU, S. J.; SHI, C.
H. Estimation of oil content and fatty acid composition in cottonseed kernel powder
using near infrared reflectance spectroscopy. Journal of the American Oil Chemists'
Society, v. 89, n. 4, p. 567-575, 2012.
33
RAMOS, M. I. L.; RAMOS FILHO, M. M.; HIANE, P. A.; BRAGA NETO, J. A.;
SIQUEIRA, E. M. A. Qualidade nutricional da polpa de bocaiúva Acrocomia aculeata
(Jacq.) Lodd. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 1, p. 90-94, 2008.
RATTER, J. A.; BRIDGEWATER, S.; RIBEIRO, J. F. Analysis of the floristic
composition of the Brazilian cerrado vegetation III: comparison of the woody
vegetation of 376 areas. Edinburgh journal of botany, v. 60, n. 01, p. 57-109, 2003.
RIBEIRO, L. M.; SOUZA, P. P.; RODRIGUES, J.; OLIVEIRA, T. G. S.; GARCIA, Q.
S. Overcoming dormancy in macaw palm diaspores, a tropical species with potential for
use as bio-fuel. Seed Science and Technology, v. 39, n. 2, p. 303-317, 2011.
RÍOA, J. C. D.; EVARISTO, A. B.; MARQUES, G.; RAMOS, P. M.; GIL, J. M.;
GUTIÉRREZ, A. Chemical composition and thermal behavior of the pulp and kernel
oils from macauba palm (Acrocomia aculeata) fruit. Industrial Crops and Products,
v. 84, p. 294–304, 2016.
ROBERTO, G. G.; HABERMANN, G. Morphological and physiological responses of
the recalcitrant Euterpe edulis seeds to light, temperature and gibberellins. Seed Science
and technology, v. 38, n. 2, p. 367-378, 2010.
ROBINSON, M. L. Cultivated palm seed germination. Univ. Nevada Coop. Ext. SP-
02-09, 2009.
ROCHA, W. D. O.; PEREIRA, A. M.; DA SILVA, A. E.; FRAGA, J. A. Estimativa de
biomassa vegetal e sequestro de carbono no Parque Natural Municipal Flor do Ipê,
Várzea Grande, MT. Multitemas, v. 22, n. 51, p. 179-195, 2017.
RODRIGUES JUNIOR, A. G.; OLIVEIRA, T. G. S.; SOUZA, P. P. D.; RIBEIRO, L.
M. Water uptake and pre-germination treatments in macaw palm (Acrocomia aculeata-
Arecaceae) seeds. Journal of Seed Science, v. 35, n. 1, p. 99-105, 2013.
RUBIO NETO, A.; SILVA, F. G.; SALES, J. D. F.; REIS, E. F. D.; SILVA, L. Q.;
CAMPOS, R. C. Dormancy breaking in macaw palm [Acrocomia aculeata (Jacq.)
Loddiges ex Mart.] seeds. Acta Scientiarum Agronomy, v. 36, n. 1, p. 43-50, 2014.
RUBIO NETO, A.; SILVA, F. G.; SALES, J. F.; PIRES, L. L..; DE FREITAS, B. S.
M.; AMP; SOUZA, A. L. Effects of drying temperature on viability of macaw palm
(Acrocomia aculeata) zygotic embryos. African Journal of Biotechnology, v.14, n. 4,
p. 319-326, 2014.
SILVA, J.C. Macaúba - Fonte de matéria-prima para os setores alimentícios,
energéticos e industriais . [Conectados]. ( 2007 ). Disponível
em: <http://www.entabanbrasil.com.br/downloads/Macauba_Jose-de-Castro-UFV.pdf>
Acesso em: 10 de jul. 2017.
SILVA, C. A.; DE AZEDIAS, A. F.; DE SOUZA, R. P.; SILVA, G. C.; ATABANI, A.
E. The prospects of using Acrocomia aculeata (macaúba) a non-edible biodiesel
feedstock in Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 49, p. 1213-
1220, 2015.
34
SILVA, G. C. R.; ANDRADE, M. H. C. Desenvolvimento e simulação de um novo
processo de extração de óleo de fruto da palmeira-macauba. Journal of Food Process
Engineering, v. 36, n. 1, p. 134-145, 2013.
SOARES, J. D. R.; RODRIGUES, F. A.; PASQUAL, M.; NUNES, C. F.; ARAUJO, A.
G. D. Germinação de embriões e crescimento inicial in vitro de macaúba. Ciência
Rural, v. 41, n. 5, p. 773-778, 2011.
SOUZA, P. P. D.; MOTOIKE, S. Y.; CARVALHO, M.; KUKI, K. N.; SILVA, A. M.
Storage on the vigor and viability of macauba seeds from two provenances of Minas
Gerais State. Ciência Rural, v. 46, n. 11, p. 1932-1937, 2016.
SOUZA, S. P.; SEABRA, J. E. A; NOGUEIRA, L. A. Horta. Feedstocks for biodiesel
production: Brazilian and global perspectives. Biofuels, p. 1-24, 2017.
TEIXEIRA, L. C. Potencialidade de oleaginosas para produção de biodiesel. Informe
Agropecúario, Belo Horizonte, n. 26, p. 18-27, 2005.
TRENTINI, C. P.; SANTOS, K. A.; DA SILVA, E. A.; DOS SANTOS, V. A. G.;
CARDOSO-FILHO, L.; DA SILVA, C. E. Extracção de óleo a partir de pasta Macauba
utilizando propano comprimido. The Journal of Supercritical Fluids, v. 126, p. 72-78,
2017.
VIANNA, S. A.; CARMELO-GUERREIRO, S. M.; NOBLICK, L. R.; COLOMBO, C.
A. Leaf anatomy of Acrocomia (Arecaceae): an additional contribution to the taxonomic
resolution of a genus with great economic potential. Plant Systematics and Evolution,
v. 303, n. 2, p. 233-248, 2017.
WITTKOP, B.; SNOWDON, R. J.; FRIEDT, W. Status and perspectives of breeding for
enhanced yield and quality of oilseed crops for Europe. Euphytica, v. 170, n. 1-2, p.
131, 2009.
YANG, Q.; YE, W.; YIN, X. Dormancy and germination of Areca triandra
seeds. Scientia Horticulturae, v. 113, n. 1, p. 107-111, 2007.
35
OBJETIVOS
O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver uma máquina eficiente de extração
de sementes de macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.].
Objetivos específicos:
Desenvolver uma máquina de extração de sementes por engrenagens
sincronizadas e diferentes rotações por minuto;
Garantir maior extração das sementes, sem perda de qualidade fisiológica;
Avaliar o melhor tempo de despolpa dos frutos para a extração das sementes;
Elaborar protocolo eficiente e passível de utilização de produção de mudas de
macaúba;
Avaliar tipos e proporções dos substratos à base de subprodutos da extração das
sementes para produção de mudas;
Formação de recursos humanos, alunos de mestrado e IC;
Gerar patente e artigo científico.
36
CAPÍTULO I
(Normas de acordo com a revista Industrial crops)
Desenvolvimento de máquina extratora de sementes e substratos para produção
sustentável de mudas de macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.]
Development of a seed extracting machine and substrates for sustainable production of
macaúba seedlings [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.]
Resumo: A macaúba é encontrada em diversas regiões do Brasil, e apresenta elevada
produção de frutos e teor de óleo da semente. No entanto, a dormência física existente
nessa espécie e, ausência de métodos mecânicos para extração de sementes têm
dificultado a utilização dessa espécie em escala comercial. Diante disso, objetivou-se
com esse trabalho o desenvolvimento de máquina eficiente para extração das sementes
de A. aculeata, sem comprometimento da qualidade fisiológica da semente. Assim, foi
desenvolvido um protótipo capaz de extrair as sementes em diferentes rotações. Para
determinar a eficiência do protótipo, foram realizados três ensaios, sendo o primeiro
avaliando o RPM (rotação por minuto) na quebra do fruto, no segundo ensaio, ao tempo
de despolpa. E, por último, a utilização dos subprodutos gerados durante a extração das
sementes na formulação de substrato alternativo para produção de mudas. Obteve-se
uma máquina extratora de sementes de A. aculeata, que utiliza sistema de engrenagens
sincronizadas com motor de 0,5 CV que permite trabalho em rotações distintas, com
capacidade para quebra de até 9660 frutos por hora com eficiência na extração acima de
80%. Verificou-se a necessidade de despolpa parcial dos frutos por 20 minutos para
agilizar o processo. Além disso, foi comprovado que o uso da mistura de substrato
comercial Bioplant®, com subprodutos da extração de sementes de macaúba, 1:1,
forneceram os mesmos resultados quando comparado ao substrato comercial isolado,
tornando o processo de produção de mudas mais econômico.
Termos para indexação: superação da dormência, eficiência do protótipo, despolpa
Abstract: Macaw palm is found in several regions of Brazil, and presents high fruit yield
and seed oil content. However, the physical dormancy of this species and the absence of
mechanical methods for seed extraction turn difficult to use this species on a
commercial scale. Therefore, the objective of this work was the development of an
efficient machine for extracting the seeds of A. aculeata, without compromising the
physiological quality of the seed. Thus, a prototype capable of extracting seeds at
different rotations was developed. In order to determine the efficiency of the prototype,
three tests were performed, the first one being the RPM (rotation per minute) in the fruit
break, and the second test was the pulp removal time. And, lastly, the use of by-
37
products generated during the seed extraction in the alternative substrate formulation for
seedling production. A. aculeata seed extractor was used, which uses synchronized gear
system with a 0.5 CV motor that allows different rotational work with a capacity to
break up to 9660 fruits per hour with efficiency in extraction above 80%. The need for
partial skimming of the fruits was verified for 20 minutes to expedite the process. In
addition, the use of the Bioplant® commercial substrate mix with 1: 1 macaw palm seed
extraction by-products provided the same results when compared to the isolated
commercial substrate, making the seedling production process more economical.
Index terms: dormancy overcoming, prototype efficiency, pulp removal.
1. Introdução
Diante da demanda mundial por sustentabilidade e diminuição dos impactos
ambientais, a macaúba surge como uma planta de grande importância econômica e
ambiental. Seus frutos podem pesar mais de 25 kg, atingindo de 6.000 kg de óleo por
hectare por ano (COIMBRA; JORGE, 2011; PIRES et al., 2013). Com o fruto da
macaúba, pode se extrair diversos subprodutos, como alimentos, biocombustíveis a
partir do óleo da semente e utilização do endocarpo como carvão (HIANE et al., 2005;
RAMOS et al., 2008; VIANNA et al., 2017). A macaúba (A. aculeata), é encontrada em
diversos ambientes de climas subtropicais a ecossistemas semiáridos e pode ser
utilizada como coproduto para a alimentação de animais (POMPELLI et al., 2011;
AZEVEDO et al., 2012).
Uma das desvantagens da macaúba é seu longo período juvenil, o início da
produção dos frutos pode levar até sete anos, apesar de o período reprodutivo ser
estendido por mais de 100 anos (TEIXEIRA, 2005). Além disso, por não formar
brotações, a mesma não tem sua multiplicação por métodos convencionais, e a
propagação ocorre via sementes, devido à cobertura protetora (endocarpo) impor
resistência mecânica, caracterizando dormência do tipo física (YANG et al., 2007;
MOTOIKE et al., 2009; MOURA et al., 2009). Estudos vêm sendo conduzidos para
superação da dormência utilizando técnicas como escarificação das sementes e cultivo
de embriões in vitro, e resultados promissores têm sido obtidos, com aumento das taxas
de germinação e uniformidade das plantas (AKÉ et al., 2007; SOARES et al., 2011;
RUBIO NETO et al., 2014; LUIS; SCHERWINSKI-PEREIRA, 2014).
Nos estudos práticos com macaúba poucos avanços aconteceram, pela
dificuldade em se extrair as sementes. Uma forma encontrada para resolver esta
dormência física, seria a extração das sementes (RUBIO NETO et al., 2014), e este
38
processo até o presente é realizado de forma manual, empregando uma marreta ou
prensa de bancada, inviabilizando a aplicação comercial para produção de mudas. Desta
forma, o desenvolvimento de uma máquina que consiga extrair as sementes acelerará o
processo de obtenção das mudas garantindo nova fonte de renda para grandes e
pequenos produtores e/ou viveiristas.
Tanto no processo de extração das sementes de macaúba, quanto no óleo, são
geradas grandes quantidades de subprodutos, que podem ser utilizados para a confecção
de substratos alternativos visando à produção de mudas de várias espécies. Segundo
Ramos et al. (2008), uma planta de macaúba pode produzir de 3 a 6 cachos por ano e,
em um fruto inteiro é constituído por 42% de polpa (mesocarpo), 20% epicarpo (casca),
31% endocarpo e 7% de sementes, cujo teor de óleo varia de 20 a 30% (SANJINEZ-
ARGANDONÑA; CHUBA, 2011). Portanto, após a extração das sementes 93% do
fruto, pode ser utilizado como matéria-prima para produção de substratos alternativos.
Assim um substrato com características químicas, físicas e biológicas desejáveis, pode
proporcionar condições ideais para o desenvolvimento do sistema radicular da planta
(WAGNER JÚNIOR et al., 2007 ). Tornando assim, a avaliação de substratos um passo
crítico na produção de plântulas de qualquer espécie vegetal (PIMENTEL et al., 2016).
Objetivou-se desenvolver uma máquina e eficaz para extração das sementes de
macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.], além de elaborar um
protocolo eficiente e passível de utilização por viveiristas e produtores permitindo
rápida extração das sementes, que por sua vez, podem ser utilizadas com diversas
finalidades, como produção de mudas e/ou biocombustíveis, bem como, comprovar a
eficiência da utilização dos subprodutos derivados do processo de extração de sementes
na produção de um substrato alternativo, que pode ser empregado na própria linha de
produção de mudas de macaúba.
2. Material e Métodos
2.1 Coleta e secagem superficial dos frutos
Os experimentos foram realizados na Empresa Torneadora Ypiranga®, nos
Laboratórios de Cultura de Tecidos Vegetais, Sementes e Anatomia Vegetal do Instituto
Federal Goiano, Campus Rio Verde - GO, com frutos maduros de macaúba [Acrocomia
aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.], coletados entre os meses de março e agosto de
2016, nos municípios de Montes Claros (16°08’42.5’’S 51°19’24.6’’W) e Acreúna
(17°22’17.0’’S 50°21’20.7’’W) (GO). Em laboratório, e antes do processo de secagem
39
superficial dos frutos, esses foram selecionados, descartando os frutos malformados
e/ou danificados.
Foi realizada a padronização do tamanho dos frutos utilizados em cada parcela
experimental. Para isso, após mensuração do diâmetro equatorial e longitudinal, os
frutos foram separados em três classes, pequenos (24 a 28 mm), médios (28,1 a 31 mm)
e grandes (31,1 a 35 mm), sendo utilizado a mesma quantidade de frutos dessas classes
em todas as parcelas experimentais. Em seguida os frutos ideais para a extração de
sementes foram secos superficialmente a 37±2 °C, durante sete dias em estufa de
circulação, com a intenção de desprender a semente do endocarpo, ocasionando assim o
aumento da qualidade de extração, conforme sugerido por Rubio Neto et al. (2012).
2.2 Invento do protótipo
Nas instalações da Torneadora Ypiranga, em Rio Verde – GO, foi desenvolvido
um protótipo que utiliza sistema de engrenagens sincronizadas e diferentes rotações A
máquina têm emprego de dois conjuntos de cilindros na posição horizontal, sendo um
eixo fixo (Figura 1. 5) e outro soldado em base ajustável por manivela (Figura 1. 2-3),
permitindo que a máquina seja, manualmente ajustada a diferentes tamanhos de frutos,
devido, a heterogeneidade destes. Além disso, esse ajuste manual permite a máquina ser
adaptada para outras espécies de frutos, tanto da família Areaceae, como outras
famílias.
O conjunto de cilindros contém na extremidade dos eixos, um elemento de
quebra. Esse elemento de quebra é constituído por duas engrenagens de alumínio com 4
lócus cada (Figura 1. 7). Como os eixos/lócus são sincronizados, esses realizam a
quebra do fruto por meio da pressão e rotação gerada por um motor elétrico de 0,5 cv,
localizado na outra extremidade dos eixos. Esse protótipo permite também o ajuste da
rotação dessas engrenagens. Com isso, é possível obter a rotação de 10, 20 e 40 RPM e
permite o usuário obter diferentes quantidades e qualidades de sementes extraídas.
40
Figura 1. Máquina extratora de sementes de Acrocomia aculeata Mart. Protótipo com
engrenagens sincronizadas. Fonte: Torneadora Ypiranga. Rio Verde, 2017.
2.3 Ensaio 1. Efeitos de diferentes RPM na qualidade física e fisiológica de
sementes de A. aculeta
Foram utilizadas três rotações distintas possíveis no protótipo (10, 20 e 40
RPM). Ao final do processo de secagem superficial, os frutos foram separados,
posteriormente passaram por diferentes rotações para avaliação da qualidade de quebra
dos frutos e das sementes, por meio das características trincadas (com rachaduras),
intactas (sem nenhum dano físico) e quebradas (partida em pedaços) tanto para frutos
quanto sementes. O experimento foi executado em delineamento inteiramente ao acaso
em esquema fatorial, contendo 4 repetições de 16 frutos.
Com base dos resultados de RPM, também foi avaliado as características
germinativas das sementes, extraídas de frutos quebrados nas rotações de 10, 20 e 40
RPM, e essas foram desinfetadas com três gotas de Tween em H2O corrente por 15
minutos, álcool 70% por 1 minuto, hipoclorito de sódio 20% por 20 minutos, lavadas
em água destilada e passaram por escarificação mecânica com ajuda de um bisturi
cirúrgico segundo Rubio Neto et al. (2014), em seguida foram semeadas em rolos de
papel germitest umedecidas com 50 mL de água destilada, sendo feito todo o
procedimento em câmera de fluxo laminar. As sementes foram incubadas em B.O.D,
1- Chapa de contenção dos
frutos
2- Base fixa de sustentação dos
elementos de quebra
3- Base ajustável de sustentação
dos elementos de quebra
4- Suporte para manivela de
ajuste de distancia
5- Eixo dos elementos de quebra
6- Adaptador mecanizado
7- Elementos de quebra
8- Eixo inferior de elementos de
quebra
9- Placa suporte
10- Elemento dentado principal
11- Elemento dentado
12- Tirantes de sustentação
13- Placa guia dos elementos
dentados
41
regulada a 30±°C por 30 dias. Após a germinação das sementes, estas foram colocadas
em tubetes de 300 mL contendo substrato Bioplant® e mantidas em casa de vegetação
por 60 dias.
Foi realizada a contagem diária para o cálculo do índice de velocidade de
germinação (IVG) (MAGUIRE, 1962) e velocidade de germinação, além da
emergência, após as diferentes rotações e tempos de despolpa. As características
utilizadas para determinação do vigor das sementes foram avaliadas nos rolinhos, o
delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, utilizando 3 rotações de quebra do
fruto (10, 20 e 40 rpm), com 4 repetições de 16 sementes. As médias foram realizadas
pelo Teste de Kruskal Wallis (5%).
2.4 Ensaio 2. Tempo de despolpa na qualidade física das sementes
extraídas
No ensaio 2, objetivou-se avaliar o melhor tempo de despolpa em relação à
qualidade de extração. Para isso, foi avaliado quatro tempos de despolpa (20, 40, 60, 80
minutos). E, após coleta, e secagem superficial como descrita anteriormente, os frutos
foram submetidos ao processo de despolpa utilizando a despolpadora de frutas e
hortaliças semelhante ao descascador de batata (modelo DBL-10 Bi-Volt B7041 -
Braesi) por diferentes tempos, visando otimizar a eficiência da máquina extratora de
sementes.
O ensaio foi realizado utilizando 4 tempos de despolpa (20, 40, 60 e 80 minutos)
com 4 repetições de 16 frutos. Ao final foi avaliada a qualidade da extração em relação
à integridade das sementes, e estas foram classificadas em sementes intactas (sem
nenhum dano físico), trincadas (com rachaduras), e quebradas (partida em pedaços),
além da padronização dos frutos por tamanho dentro de cada repetição. As médias
foram realizadas pelo Teste de Kruskal Wallis (5%).
2.5 Ensaio 3. Avaliação do substrato alternativo à base de subprodutos
de macaúba no crescimento de mudas
Após a coleta dos frutos, seleção, padronização, e secagem superficial como
descrita anteriormente, os frutos foram submetidos ao processo de extração, e as
42
sementes utilizadas para montar o ensaio foram obtidas por meio da extração utilizando
a máquina extratora de sementes (Figura 2).
Figura 2. Coleta de frutos de Acrocomia aculeata (Jacq.) Loodiges ex Mart. em Iporá,
GO (A) Barra= 1m.; Frutos em secagem superficial (B) Barra=0.5m.; Despolpadora de
Frutos (C); Máquina extratora de sementes (D); Subprodutos derivados da extração (E);
Plantas jovens de macaúba no ensaio dos substratos (F) Barra= 10 cm. Foto: Alan
Carlos.
O material vegetal remanescente da extração das sementes de macaúba, ou seja,
epicarpo, endocarpo e mesocarpo dos frutos foram colocados em triturador TM 05
(Lippel) para obtenção de material para confecção de substrato para produção de mudas
de macaúba. Foi avaliado o substrato de macaúba (SM), ou seja, o fruto triturado sem
semente, Bioplant®, SM enriquecido com Bioplant® (1:1), e SM enriquecido com
vermiculita média (1:1). E foram utilizadas características de crescimento para
avaliação, como índice de velocidade de emergência (IVE) das plântulas, comprimento
médio de parte aérea, diâmetro do caule e número de folhas.
As sementes utilizadas para montar o ensaio foram obtidas por meio da extração
utilizando a máquina conforme demonstrado na Figura 2, essas foram escarificadas e
desinfetadas conforme o ensaio 2.4. Posteriormente, semeadas em papel germitest no
sistema rolo, e umedecidas com 50 mL de água e levadas para incubadora modelo
B.O.D, regulada a 32°C por 15 dias, 30 dias após o início do processo germinativo
foram colocadas em tubetes de 300 mL contendo os respectivos subtratos e mantidas em
casa de vegetação por 60 dias seguindo metodologia de Rubio neto et al. (2014). O
delineamento experimental adotado foi blocos ao acaso, contendo cinco blocos de 20
repetições em cada substrato.
3. Resultados e discussão
3.1 Coleta e secagem superficial dos frutos
43
Os frutos foram coletados com 60% de teor de água, após o processo de secagem
superficial (Figura 3), os frutos atingiram teor de água de 42 %.
Figura 3. Teor de água de frutos de Macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex
Mart.], mantidos por 7 dias em estufa de circulação forçada de ar com temperatura
ajustada a 37±2°C. ± Erro Padrão da Média.
3.2 Efeitos de diferentes RPM na qualidade física e fisiológica de sementes
de A. aculeta.
Foi constatado que não houve diferença entre os diferentes tipos de rotações nas
características frutos quebrados e intactos (Tabela 1). Assim, recomenda-se a rotação de
20 RPM pela facilidade de abastecimento e rendimento da quebra, podendo ser adotada
a rotação de até 40 RPM quebrando cerca de 19,200 frutos por hora, dependendo do
destino final do fruto de macaúba. Foram obtidas médias superiores a 60% de quebra
dos frutos independente da rotação utilizada na máquina desenvolvida.
Apesar da velocidade de rotação não influenciar na quebra dos frutos foi adotada
a velocidade de 20 RPM pela facilidade de abastecimento, e para evitar acúmulo de
subprodutos derivados da extração nas engrenagens da máquina, em que a otimização
do processo pode ser comprometida.
44
Tabela 1. Porcentagem de frutos de [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.],
quebrados e intactos em diferentes rotações da máquina extratora de sementes.
Qualidade da quebra Porcentagem
RPM Frutos quebrados Frutos intactos
10
20
40
66,7 ± 4,40 A¹
72,9 ± 2,50 A
68,8 ± 3,12 A
33,3 ± 4,40 A
27,1 ± 2,50 A
31,3 ± 3,12 A
¹Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na linha não diferem entre si pelo Teste
de Kruskal Wallis (5%). ± Erro Padrão da Média.
A máquina extratora de sementes de macaúba também possui capacidade para
quebra de frutos completos, ou seja, sem ser despolpado, entretanto pelo seu tamanho,
faz com que as engrenagens trabalhem mais distantes, segundo Rubio Neto et al. (2014)
a qualidade de extração foi de 40% pelo método manual com auxílio de marreta de 1,5
kg e placa de concreto, utilizando a máquina extratora, foi possível obter quebra dos
frutos superior a 60% e, ressalta-se ainda que a máquina desenvolvida pode variar
conforme o objetivo da extração das sementes.
A máquina pode ser utilizada tanto para a extração de sementes destinadas a
produção de biocombustível, em que a qualidade da semente extraída não importa no
processo, ou seja, podem ser utilizados sementes quebradas e intactas obtidas na maior
rotação para o processamento de biocombustível, quanto também, pode ser destinada
para obtenção de sementes destinadas à produção de mudas, e a mesma deve ser feita na
rotação de 20 RPM para que seja obtido maior porcentagem de sementes intactas
(Tabela 2).
Tabela 2. Porcentagem de sementes de [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex
Mart.], quebradas e intactas em diferentes rotações da máquina extratora de sementes.
Qualidade da quebra Porcentagem
RPM Sementes quebradas Sementes intactas
10
20
40
19,44 ± 2,66 A¹
8,33 ± 4,74 A
19,44 ± 1,60 A
80,56 ± 2,66 A
91,67 ± 4,74 A
80,55 ± 1,60 A
45
¹Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na linha não diferem entre si pelo Teste
de Kruskal Wallis (5%).*médias obtidas de cada tratamento. ± Erro Padrão da Média.
A versatilidade da utilização das sementes de macaúba, que podem ser
destinadas para a produção de mudas, alimentação, ou produção de óleo está
reproduzida no protótipo desenvolvido, visto que com as diferentes rotações
disponíveis, é possível obter diferentes níveis de qualidade de semente. Logo, se o
objetivo do usuário desse protótipo for extração de óleo, ele poderá utilizar maior
rotação para extração das sementes, e a qualidade da extração não interfere no teor de
óleo. Por outro lado, se o objetivo for à produção de mudas, espera-se que as sementes
não tenham nenhum tipo de dano mecânico, visando à germinação e a proteção contra
micro-organismos que poderiam se aproveitar de possíveis fissuras.
Foi observado que as rotações de 10 e 20 RPM proporcionaram maiores taxas de
germinação, entretanto, pelo seu baixo rendimento em relação às demais rotações
levando em conta o total de frutos quebrados e sementes extraídas obtidos a 10RPM,
recomenda-se a rotação de 20 RPM (Tabela 3).
Tabela 3. Porcentagem de germinação, IVG (Índice de velocidade de germinação) e
emergência de [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.].
Qualidade da quebra Porcentagem
RPM Germinação IVG Emergência
10 77,00 ± 4,358 A¹ 0,68 ± 0,165 A 73,50 ± 10,887 A
20 67,50 ± 9,810 AB 0,66 ± 0,047 A 44,50 ± 14,315 A
40 26,50 ± 3,242 B 0,37 ± 0,027 A 53,00 ± 20,487 A
¹Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na linha não diferem entre si pelo Teste
de Kruskal Wallis (5%). ± Erro Padrão da Média.
3.3 Tempo de despolpa na qualidade física das sementes extraídas
A máquina despolpadora promove movimento de rotação em uma lixa para
despolpa dos frutos e faz uso de água corrente durante todo processo, constatou-se que o
fruto, ao passar pela despolpa em todos os tempos avaliados obtiveram igualdade nas
variáveis frutos quebrados, frutos trincados e intactos (Figura 4), entretanto, levando em
consideração o tempo empregado para despolpa, torna-se inviável usar tempos
superiores a 20 minutos, desta forma, recomenda-se a despolpa dos frutos por 20
46
minutos, devido à remoção do epicarpo em quantidade ideal para quebra. Os demais
tempos de despolpa removem maior quantidade de mesocarpo, em contrapartida
possuem elevado gasto de recursos (energia, água), de acordo com a máquina utilizada.
Foi possível determinar que em todos os tempos de despolpa testados ocorreram quebra
de aproximadamente 60% dos frutos que, somando aos trincados, atingiu
aproximadamente 90% de frutos quebrados. Ressalta-se que frutos trincados necessitam
mais uma quebra na máquina ou podem ser facilmente abertos manualmente.
Segundo Sousa Pereira et al. (2014) o epicarpo de frutos de Arecaceae pode ser
retirado utilizando faca de mesa, ou material semelhante que possa efetuar o corte. E na
maioria dos casos e feita de forma manual (FIOR et al., 2011), sendo assim, pela rigidez
do epicarpo e mucilagem do mesocarpo, que dificultam o processo de extração das
sementes, tanto de forma manual quanto na mecânica, utilizando o protótipo
desenvolvido, foi avaliado a utilização de uma máquina despolpadora para facilitar a
posterior quebra do fruto na máquina extratora, desenvolvida nesse trabalho.
Figura 4. Qualidade do processo de extração de frutos de [Acrocomia aculeata (Jacq.)
Loddiges ex Mart.], Porcentagem de frutos intactos, quebrados e trincados após
diferentes tempos de despolpa. ± Erro Padrão da Média *Significativo a 5%. Rio Verde
(GO), 2016.
Algumas espécies têm seu endocarpo rígido como Syagrus romanzoffiana
(Cham.) (MOREIRA et al., 2013), Acrocomia acuelata (Jacq.) Loddiges ex Mart.
47
(RUBIO NETO et al., 2014), Mauritia flexuosa L. (REIS et al., 2017), e para se extrair
a semente é necessário a despolpa, a mesma facilita o trabalho de extração, aumentando
o rendimento operacional e estabilidade do fruto durante a prensagem, seja despolpa por
máquinas extratoras (ZUCHI et al., 2016) ou imersão em água.
O processo de despolpa mecânica remove partes dos frutos, sendo recomendada
para gêneros de Arecaceae (FERREIRA; GENTIL, 2006; COSTA; MARCHI, 2008)
com a intenção de acelerar e padronizar o processo de germinação (CURSI; CICERO,
2014). Bovi; Cardoso (1975) trabalhando com Euterpe edulis Mart. notaram que frutos
que tinham sua polpa removida manualmente, forneciam sementes com maior
desempenho, apresentando maior velocidade de germinação e uniformidade.
Entretanto, ocorre quebra de algumas sementes durante o processo de extração,
diante disso, recomenda-se aumentar a quantidade de frutos na mesma porcentagem de
quebra de sementes, para obtenção da quantidade desejada ao final do processo. Embora
houvesse quebra das sementes, isso acontece em todos os métodos avaliados, seja
manual ou mecânico (PHU; HUANG, 2013; RODRIGUES JUNIOR et al., 2013;
RUBIO NETO et al., 2014; FERRARI; SOLER 2015; HIRANRANGSEE et al., 2016).
Ao avaliar a qualidade das sementes extraídas de frutos despolpados por
diferentes tempos, não foi verificado diferença entre os tempos testados, que atingiram
média final de 62% por cento de sementes intactas, em que essas são excelentes para
produção de mudas (Figura 5). Além da elevada quantidade de sementes intactas, foi
obtido sementes trincadas e quebradas, cerca de 35%. Sendo que essas sementes podem
ser utilizadas na produção de biocombustíveis ou alimentos.
48
Figura 5. Qualidade do processo de extração de sementes de [Acrocomia aculeata
(Jacq.) Loddiges ex Mart.], Porcentagem de sementes intactas, quebradas e trincadas
após diferentes tempos de despolpa. ± Erro Padrão da Média *Significativo a 5%. Rio
Verde (GO), 2016.
A despolpa dos frutos é fundamental para garantir maior qualidade da extração
das sementes de macaúba utilizando o protótipo desenvolvido nesse trabalho, essa
despolpa pode ser facilmente adaptada pelos viveiristas e produtores de mudas de modo
geral. Entretanto, utilizando a despolpadora de frutas e hortaliças, como foi realizada
nesse trabalho recomenda-se que os frutos sejam mantidos por 20 minutos na
despolpadora antes de serem submetidos à extração das sementes, pois a mesma
proporcionou mais de 70% de sementes intactas após a extração (Figura 5). Ressalta-se
ainda, que é possível a utilização de frutos inteiros, sem a necessidade de despolpa,
porém, pode haver acúmulo de polpa nas engrenagens, prejudicando o rendimento.
3.4 Avaliação do substrato alternativo à base de subprodutos de macaúba
no crescimento de mudas
Dentre os materiais testados, os subprodutos derivados da extração de sementes
de macaúba são recomendados quando misturados a algumas fontes comerciais, como
Bioplant® ou vermiculita, visando o crescimento de mudas de Acrocomia aculeata. Os
materiais de destaque na emergência das plântulas foram obtidos no substrato comercial
Bioplant® atingindo 0,5 dias no IVE, e naqueles enriquecidos com macaúba, como no
caso do SM enriquecido com vermiculita média e SM enriquecido com Bioplant® em
média 0,4 (Figura 6). Essa variação pode se dar ao fato do tamanho e a desuniformidade
das sementes em algumas espécies afetarem a taxa de germinação e vigor (OLIVEIRA
et al., 2016; SMIDERLE, et al., 2016). Assim os valores encontrados no IVE
demonstram a capacidade de substituição de até 50% do subtrato comercial pelo
subproduto derivado do processo de extração, barateando assim o custo de produção de
mudas (Figura 6).
A
B
49
Figura 6. Médias (ab) do IVE (Índice de Velocidade de Emergência) de [Acrocomia
aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.], em diferentes tipos de substrato. ± Erro Padrão da
Média *Significativo a 5%. Rio Verde (GO), 2017.
Ao testar substrato orgânico alternativo à base de subprodutos derivados da
extração de sementes de macaúba, foi constatado que a adição de fruto de macaúba
triturado a vermiculita média ou substrato comercial Bioplant®, promoveram resultados
semelhantes ao Bioplant® isoladamente. Vale lembrar, que a utilização isolada do
Bioplant é realidade em muitos viveiros produtores de mudas ornamentais. Diante disso,
fica evidente a capacidade de uso desse material alternativo adicionado aos substratos
comerciais, tornando o processo mais econômico financeiramente, sem perda no
crescimento inicial das mudas, além de evitar descarte de grande quantidade de material
antes não utilizado na produção de mudas. Pimentel et al. (2016) afirma que resultados
indicam que 25% do substrato orgânico misturado com solo é suficiente para produzir
mudas de macaúba com boa qualidade, sendo assim o aproveitamento do subproduto
gerado na extração e de extrema valia levando em consideração o processo comercial de
mudas.
Mudas produzidas em substratos orgânicos apresentam resultados promissores,
quanto a seu crescimento, este efeito se dá pela estrutura física do substrato, como
50
formação de agregados de solo, melhorando o equilíbrio entre macro e microporos,
retenção de água, além de melhoria da textura, e favorece o desenvolvimento da raiz
(HARTMANN et al., 1997; PIMENTEL et al., 2016). O substrato também pode afetar
diretamente o número de folhas, como foi observado (Figura 7A), e os valores entre o
substrato comercial e as misturas à base de macaúba atingiram igualdade, enquanto o
substrato de SM atingiu o menor valor dentre os comparados.
51
Figura 7. Médias do número de folhas (A), altura de plantas (B), e diâmetro de caule
(C) de [Acrocomia aculeata (Jacq.) Loddiges ex Mart.], em diferentes tipos de
substrato. ± Erro Padrão da Média.
O maior crescimento das mudas nos substratos com maiores proporções destes
resíduos pode ser explicado pelo aumento da fertilidade e melhoria das propriedades
52
físicas, conforme destacado na literatura (LUSTOSA FILHO et al., 2015; ARAÚJO et
al., 2016), resultado corroborado ao encontrado neste ensaio (Figura 7B). Wang et al.,
(2015) encontraram melhores índices de altura e espessura de plantas de
Oncidium quando utilizaram substratos à base de fibra de coco. Para o diâmetro de
caule todas as misturas atingiram igualdade ao substrato comercial (Figura 7C).
4. Conclusão
Foi desenvolvida uma máquina extratora de sementes de A. aculeata, capaz de
quebrar frutos e extrair sementes em diferentes rotações e em qualidades diferentes;
Definiu-se a necessidade de despolpa dos frutos a serem utilizados na máquina
desenvolvida, no mínimo por 20 minutos;
Foi definida a rotação de 20 RPM para a extração de sementes de macaúba com
boa qualidade física e fisiológica, podendo utilizar rotações superiores como 40RPM
recomendada para produção de óleo ou alimentação;
O uso da mistura de substratos à base de subprodutos da extração de sementes de
macaúba, tornou-se viável para economia do processo de produção de mudas.
53
5. Referências bibliográficas
AKÉ, A. P.; MAUST, B.; OROZCO-SEGOVIA, A.; OROPEZA, C. The effect of
gibberellic acid on the in vitro germination of coconut zygotic embryos and their
conversion into plantlets. In Vitro Cell Developmental Biological Plant, v. 43, n. 3, p.
247-253, 2007.
ARAÚJO, E. F.; DE SANTANA ARAUCO, A. M.; DE JESÚS LACERDA, J. J.;
RATKE, R. F.; MEDEIROS, J. C. Crescimento e balanço nutricional de mudas de
Enterolobium contortsiliquum com aplicação de substratos orgânicos e água
residuária. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 36, n. 86, p. 169-177, 2016.
AZEVEDO, R. A.; RUFINO, L. M. A.; SANTOS, A. C. R.; SILVA, L. P.; BONFÁ, H.
C.; DUARTE, E. R.; GERASEEV, L. C. Desempenho de cordeiros alimentados com
inclusão de torta de macaúba na dieta. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 47, n. 11,
p. 1663-1668, 2012.
BOVI, M. L. A.; CARDOSO, M. Seed germination of Euterpe edulis Mart. Bragantia,
v. 34, n. UNICO, p. XXIX-XXXIV, 1975.
COIMBRA, M. C.; JORGE, N. Characterization of the pulp and kernel oils from
syagrus oleracea, syagrus romanzoffiana, and acrocomia acuelata. Journal of food
science, v. 76, n. 8, p. 1156 – 1161, 2011.
COSTA, C. J.; MARCHI, E. C. S. Germinação de sementes de palmeiras com potencial
para produção de agroenergia. Embrapa Cerrados, p. 229, 2008.
CURSI, P. R.; CICERO, S. M. Fruit processing and the physiological quality of Euterpe
edulis Martius seeds. Journal of Seed Science, v. 36, n. 2, p. 134-142, 2014.
FERRARI, R. A.; SOLER, M. P. Obtention and characterization of coconut babassu
derivatives. Scientia Agricola, v. 72, n. 4, p. 291-296, 2015.
FERREIRA, S. A. N.; GENTIL, D. F. O. Extração, embebição e germinação de
sementes de tucumã (Astrocaryum aculeatum). Acta Amazônica, v.36, n.2, p.141-146,
2006
FIOR, C. S.; RODRIGUES, L. R.; LEONHARDT, C.; SCHWARZ, S. F. Superação de
dormência em sementes de Butia capitata. Ciência Rural, v. 41, n. 7, p. 1150-1153,
2011.
HIRANRANGSEE, L.; KUMAREE, K. K.; SADIQ, M. B.; ANAL, A. K. Extraction of
anthocyanins from the pericarp and lipids of mangosteen seeds (Garcinia mangostana
L.) by ultrasound assisted extraction (UAE) and evaluation of serum gelatine Enriched
with pericarp extract. Journal of food science and technology, v. 53, n. 10, p. 3806-
3813, 2016.
HARTMANN, H. T.; KESTER, D. E.; DAVIES, F. T.; GENEVE, R. L. Plant
propagation: principles and practices. No. Ed. 6. Prentice-Hall Inc., 1997.
54
HIANE, P. A.; RAMOS FILHO, M. M.; RAMOS, M. I. L.; MACEDO, M. L. R.
Bocaiúva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd., Óleos de celulose e de amêndoas:
caracterização e composição de ácidos graxos. Brazilian Journal of Food Technology,
v. 8, n. 3, p. 256-259, 2005.
LUIS, Z. G.; SCHERWINSKI-PEREIRA, J. E. An improved protocol for somatic
embryogenesis and plant regeneration in macaw palm (Acrocomia aculeata) from
mature zygotic embryos. Plant Cell, Tissue And Organ Culture, v. 118, n. 3, p. 485-
496, 2014.
LUSTOSA FILHO, J. F.; NOBREGA, J. C. A.; NOBREGA, R. S. A.; DIAS, B. O.;
AMARAL, F. H. C.; DO NASCIMENTO AMORIM, S. P. Influence of organic
substrates on growth and nutrient contents of jatob (Hymenaea stigonocarpa). African
Journal of Agricultural Research, v. 10, n. 26, p. 2544-2552, 2015.
MOTOIKE, S. Y.; LOPES, F. A.; SÁ JÚNIOR, A. Q.; CARVALHO, M.; OLIVEIRA,
M. A. R. Processo de Germinação e Produção de Sementes Pré-Germinadas de
Palmeiras do Gênero Acrocomia. Submetido à Lei de Patentes. Protocolo INPI:
014070005335. 2009.
MOURA, E. F.; MOTOIKE, S. Y.; VENTRELLA, M. C.; SÁ JÚNIOR A. Q. Somatic
embryogenesis in macaw palm (Acrocomia aculeata) from zygotic embryos. Scientia
Horticulturae, v. 119, n. 4, p. 447–454. 2009.
MOREIRA, M. A. C.; ARRÚA, M. P.; ANTUNES, A. C.; FIUZA, T. E. R.; COSTA,
B. J.; NETO, P. W.; ANTUNES, S. R. M. Characterization of Syagrus romanzoffiana
oil aiming at biodiesel production. Industrial crops and products, v. 48, p. 57-60,
2013.
OLIVEIRA, D. L., SMIDERLE, O. J., SCHUERTZ PAULINO, P. P., & DAS
GRAÇAS SOUZA, A. Water absorption and method improvement concerning electrical
conductivity testing of Acacia mangium (Fabaceae) seeds. Revista de Biología
Tropical, v. 64, n. 4, p. 1651-1660, 2016.
PHU, H. M.; HUANG, S. C. Application TRIZ principles for design and manufacturing
coconut cutting machine. In: Applied Mechanics and Materials. Trans Tech
Publications, 2013. p. 613-616.
PIMENTEL, L. D.; BRUCKNER, C. H.; MANFIO, C. E.; MOTOIKE, S. Y.;
MARTINEZ, H. E. P. Substrate, lime, phosphorus and topdress fertilization in macaw
palm seedling production. Revista Árvore, v. 40, n. 2, p. 235-244, 2016.
PIRES, T. P.; SOUZA, E. S.; KUKI, K. N.; MOTOIKE, S. Y. Ecophysiological traits of
the macaw palm: A contribution towards the domestication of a novel oil crop.
Industrial Crops and Products, v. 44, p. 200–210, 2013.
POMPELLI, M. F.; OROZCO, A. D. J. J.; DE OLIVIERA, M. T.; RODRIGUES, B. R.
M.; BARBOSA, M. O.; SANTOS, M. G.; DE ALMEIDA-CORTEZ, J. S. Crise
55
energética mundial e o papel do Brasil na problemática de biocombustíveis. Agronomía
Colombiana, v. 29, n. 2, p. 231-240, 2011.
RAMOS, M. I. L.; RAMOS FILHO, M. M.; HIANE, P. A.; BRAGA NETO, J. A.;
SIQUEIRA, E. M. A. Qualidade nutricional da polpa de bocaiuva Acrocomia aculeata
(Jacq.) Lodd. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 1, p. 90-94, 2008.
REIS, S. B.; MELLO, A. C. M. P.; OLIVEIRA, D. M. T. Pericarp formation in early
divergent species of Arecaceae (Calamoideae, Mauritiinae) and its ecological and
phylogenetic importance. Plant Systematics and Evolution, v. 303, n. 5, p. 675-687,
2017.
RODRIGUES JUNIOR, A. G.; OLIVEIRA, T. G. S.; SOUZA, P. P. D.; RIBEIRO, L.
M. Water uptake and pre-germination treatments in macaw palm (Acrocomia aculeata-
Arecaceae) seeds. Journal of Seed Science, v. 35, n. 1, p. 99-105, 2013.
RUBIO NETO, A.; SILVA, F. G.; SALES, J. D. F.; REIS, E. F. D.; SILVA, M. V. V.
D.; SOUZA, A. L. Effect of drying and soaking fruits and seeds on germination of
macaw palm (Acrocomia aculeata [Jacq.] Loddiges ex MART.). Acta Scientiarum.
Agronomy, v. 34, n. 2, p. 179-185, 2012.
RUBIO NETO, A.; SILVA, F. G.; SALES, J. F.; PIRES, L. L..; DE FREITAS, B. S.
M.; AMP; SOUZA, A. L. Effects of drying temperature on viability of macaw palm
(Acrocomia aculeata) zygotic embryos. African Journal of Biotechnology, v.14, n. 4,
p. 319-326, 2014.
RUBIO NETO, A.; SILVA, F. G.; SALES, J. D. F.; REIS, E. F. D.; SILVA, L. Q.
CAMPOS, R. C. Dormancy breaking in macaw palm [Acrocomia aculeata (Jacq.)
Loddiges ex Mart.] seeds. Acta Scientiarum. Agronomy, v. 36, n. 1, p. 43-50, 2014.
SANJINEZ-ARGANDOÑA, E. J.; CHUBA, C. A. M. Caracterização biométrica, física
e química de frutos da palmeira bocaiuva Acrocomia aculeata (Jacq) Lodd. Revista
Brasileira de Fruticultura, v. 33, n. 3, p. 1023-1028, 2011.
SMIDERLE, O. J.; DAS GRAĮAS SOUZA, A.; DE SOUZA, A. A. Morphological
Aspects of Seeds, Emergence and Growth of Seedlings of Surinam Cherry Trees Sown
at Different Depths. Journal of Plant Sciences, v. 4, n. 5, p. 119-125, 2016.
SOARES, J. D. R.; RODRIGUES, F. A.; PASQUAL, M.; NUNES, C. F.; ARAUJO, A.
G. D. Germinação de embriões e crescimento inicial in vitro de macaúba. Ciência
Rural, v. 41, n. 5, p. 773-778, 2011.
SOUSA PEREIRA, D.; SILVA SOUSA, J. E.; DE SOUSA PEREIRA, M.;
GONÇALVES, N. R.; ESMERALDO BEZERRA, A. M. Influência da maturação dos
frutos na emergência e crescimento inicial de Copernicia hospita Mart.-
Arecaceae. Revista Ciência Agronômica, v. 45, n. 1, p. 214-220, 2014.
TEIXEIRA, L. C. Potencialidade de oleaginosas para produção de biodisel. Informe
Agropecúario, n. 26, p. 18-27, 2005.
56
VIANNA, S. A.; CARMELO-GUERREIRO, S. M.; NOBLICK, L. R.; COLOMBO, C.
A. Leaf anatomy of Acrocomia (Arecaceae): an additional contribution to the taxonomic
resolution of a genus with great economic potential. Plant Systematics and Evolution,
v. 303, n. 2, p. 233-248, 2017.
WAGNER JÚNIOR, A.; SILVA, J.; SANTOS, C.; PIMENTEL, L. D.; NEGREIROS,
J. R. S.; ALEXANDRE, R. S.; BRUCKNER, C. H. Substratos na formação de mudas
para pessegueiro. Acta Scientiarum. Agronomy, v. 29, n. 4, p. 569-572, 2007.
WANG, A.; LIN, M.; CHEN, S.; HAN, S.; PAN, Y. Effects of different substrates on
transplanting survival rate and growth of Oncidium plantlet. Journal of Southern
Agriculture , v. 46, n. 3, p. 462-465, 2015.
YANG, Q. H.; YE, W. H.; YIN, X.J. Dormancy and germination of Areca triandra
seeds. Scientia Horticulturae, v. 113, n. 1, p. 107-111, 2007.
ZUCHI, J.; NUNES, C. G.; VINHAIS, S. M.; SANTANA, J.; SALES, J. Emergência e
crescimento de mudas de baru segundo o tamanho da semente. Multi-Science Journal,
v. 1, n. 5, p. 52-56, 2016.