A composição centesimal de sementes oleaginosas mostra, com boa aproximação, o que resulta como “resíduo” da extração dos óleos dessas oleaginosas (Tabelas 4.5 e 4.6).
Tabela 4.5: Composição centesimal de sementes oleaginosas: soja, girassol, colza, algodão e amendoim
Componente % Soja Girassol Colza Algodão Amendoim
Umidade 8-10 6,9-10,3 6-9 7-11 4-13 Óleo 17-20 23,6-34,2 38-50 17-23 36-54 Proteínas 38-40 9-15 36-44 15-21 21-36 Fibras 6-7 27-30 11-16 - 1,2-4,3 Cinzas 5,5 1,2-3,6 7-8 3-5 1,8-3,1 Carbohidratos 26-29 13,2-40,5 - 22-32 6-25
Tabela 4.6: Composição centesimal de outras sementes oleaginosas Componente % Sementes pinhão
MS* Amêndoa Pinhão Mamona MS* Macaúba (polpa)** Umidade - 5 Óleo 35,6 55,3-57,7 51,4 69,6 Proteínas 19 31,1-34,5 18,9 - Fibras 28,2 2,8-3,4 13,2 - Cinzas 4,6 3,8-5,1 2,6 - Carbohidratos - 9,0-10,3 13,8 -
Notas: *MS = matéria seca; **extremamente variáveis os valores encontrados na literatura.
Dados recentes fornecidos pela Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais (Abiove)21 dão
um panorama dos óleos e gorduras no Brasil (Tabelas 4.7 e 4.8).
21 Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais. Abiove. Capacidade instalada da indústria de óleos vegetais. Disponível em: <http://www.abiove.com.br/capacidade_br.html>. Acesso em: dez 2009.
Tabela 4.7: Disponibilidade de óleos vegetais no Brasil, 2007/2008 (1000 t)
Produto Produção Importação Oferta Participação
(%)
Óleo de soja 6.258 90 6.348 73,3
Sebo e gordura animal 598 6 604 7,0
Banha de porco 394 0 394 4,6 Óleo de palma 215 143 358 4,1 Óleo de algodão 278 0 278 3,2 Óleo de girassol 50 20 70 0,8 Óleo de colza 59 9 68 0,8 Óleo de mamona 56 8 64 0,7
Outros óleos vegetais 366 106 472 5,5
Total 8.274 382 8.656 100,0
Fonte: Abiove, 2009.
Tabela 4.8: Produção de óleos e gorduras no Brasil (1000 t)
Produção 2003 2004 2005 2006 2007 Soja 5.347,0 5.546,0 5.736,0 5.428,0 6.046,0 Algodão 217,3 264,0 256,7 214,3 259,9 Amendoim 21,8 21,8 29,4 30,2 25,2 Girassol 23,2 28,4 22,5 30,6 39,9 Colza 20,4 22,5 27,0 39,9 37,7 Milho 55,0 63,6 71,8 75,2 79,0 Palma 129,0 142,0 160,0 170,0 190,0 Palmiste 14,5 15,8 17,3 18,7 22,5 Fat oil 79,5 81,5 83,5 85,5 87,5 Banha 345,2 335,4 346,6 376,7 384,6 Peixe 3,2 3,2 3,2 3,3 3,5 Linhaça 2,0 2,4 3,4 3,6 3,8 Mamona 39,3 55,3 70,2 48,7 43,8 Sebo 492,6 527,6 552,1 568,3 583,8 Total 6.790,0 7.109,5 7.379,7 7.093,0 7.807,2 Fonte: Abiove, 2009.
Em síntese, a soja é a principal cultura agrícola do país, com mais de 22 milhões de ha plantados na última safra. É a principal fonte oleaginosa, tanto para o mercado alimentício, quanto para a produ- ção de biodiesel. Apresenta baixo rendimento de óleo por unidade agrícola. Tem um ciclo de 105 a 135 dias, teor médio de óleo no grão de 20% (produtividade média em grãos de 2.800kg/ha, rendi- mento em óleo 602L/ha), 80% de farelo destinado, principalmente, para alimentação animal.
A perspectiva de aumento de produção de óleo de palma no país depende das condições edafo- climáticas adequadas para a palmeira, além de investimento em área de cultivo próxima das plantas de extração de óleo. Este é um requisito de frutos com alta umidade, que necessitam de inativação enzimática o mais rápido possível, evitando a geração de acidez no óleo que é indesejável tanto para produção de biodiesel, tanto para produção de óleo comestível.
O crescimento do girassol vem sendo lento, ao contrário do algodão que é subproduto da fibra. O amendoim já ocupou um espaço importante que foi perdido pelos problemas de contaminação da torta (e dos grãos) com aflatoxina.
Para a canola e girassol, que apresentam teor de óleo mais elevado do que soja, variando de 40 a 50%, a extração por solvente ainda é a mais utilizada sendo que algumas plantas de processamento operam com pré-prensagem. Os farelos destas oleaginosas não apresentam a mesma qualidade e não alcançam o mesmo valor de mercado do farelo de soja, mas em contrapartida, os óleos alcan- çam valores expressivos no mercado brasileiro, na maioria das vezes superiores aos óleos de soja, principalmente em virtude da sua pequena produção no Brasil e importação de óleos brutos. Trata- se aqui de uma demanda para o óleo comestível.
Para o girassol que pode ser produzido em diversas regiões do Brasil, existem iniciativas de extração de óleo por prensagem em pequena escala, para atender demandas locais para produção de biodiesel.
Outras fontes oleaginosas como milho, arroz e algodão não são cultivadas para produção de óleo. O milho tem mercado como ração animal, para consumo direto e para produção de amido. O óleo é um sub-produto da produção de amido por via seca ou úmida e, em geral, nas plantas comerciais a extração de óleo é por solvente. O aumento da produção de óleo de milho dependerá de uma forte demanda pelo amido, seja até para produção de etanol como ocorre nos Estados Unidos.
O óleo de babaçu e a gordura de coco não apresentam uma produção expressiva no Brasil. O babaçu tem mercado na área alimentícia, química, de cosméticos e de limpeza, principalmente na produção de sabão e ao aumento da produção encontra obstáculos já que é produto de extrativismo, na maior parte.
Para o coco, o mercado preponderante é para a água de coco, que não é compatível com cultivo para produção de óleo e há mercado para os produtos obtidos a partir do coco maduro. Iniciativas para produção de óleo estão em estudo.
Óleos de amêndoas como castanhas, castanha-do-brasil, avelã, macadâmia podem ser usados para fins alimentícios, mas há um mercado na área de cosméticos, com demanda específica.
Pesquisas e iniciativas para uso de outras fontes oleaginosas não tradicionais, como macaúba, pi- nhão manso, tucumã, tucum, inajá, buriti entre outras, estão avançando no país, mas a produção é nula, em alguns casos, e muito pequena em outros.
Há muita aposta no Brasil em pinhão manso, mas não existem variedades comerciais e muito pouco se conhece sobre seu sistema de produção, incidência de pragas e viabilidade da cultura. Soma-se a isto, os aspectos de toxicidade do farelo quanto à presença de curcina e ésteres de forbol. Atualmen- te a maior parte da produção é vendida como semente.
A busca por fontes alternativas vem se intensificando, e a biodiversidade em palmáceas brasileiras é vista como atrativo. Destas, a macaúba, por oferecer um óleo adequado para produção de biodiesel, e mais abundante, vem sendo privilegiada. Faltam estudos sobre a cadeia produtiva e entorno da produção da matéria-prima, em andamento por pesquisadores da Embrapa Agroenergia.
Uma outra fonte alternativa de óleo não comestível é a mamona que, como o pinhão manso, per- tence à família das Euforbiáceas.
A mamona foi vista como alternativa para produção de biodiesel considerando a perpectiva de au- mento de área plantada inclusive no semi-árido. Trata-se de um óleo de grande valor econômico na oleoquímica, que pode ser usado na síntese de diversos produtos de alto valor agregado. Ques- tões como a alta viscosidade do óleo e seu mercado já estabelecido na oleoquímica geram dúvidas quanto à aplicação do mesmo na produção de biodiesel. O processo de extração de óleo mais usual para produção industrial é com solvente com ou sem pré-prensagem. O rendimento de óleo está em torno de 50% e é necessário considerar que o farelo é tóxico e apresenta substâncias alergênicas, mas os processos tecnológicos são factíveis para viabilizar o uso do farelo na ração animal. A produ- ção de óleo em pequena escala fica muito prejudicada porque o farelo para ração requer remoção completa do óleo que não ocorre na prensagem que gera uma torta parcialmente desengordurada, que tem sido utilizada como adubo.
A mamona adapta-se ao cultivo em regiões com poucas chuvas (ex: semi-árido nordestino) e pode consorciar-se com culturas alimentícias como feijão, mandioca, milho. Apresenta produtividade bai- xa, compensada por exploração em larga escala. As folhas não servem para ração e o óleo pode ser usado na lubrificação, transmissão e sistemas hidráulicos. Ciclo de 120 a 250 dias. O teor médio de óleo no grão é 47%. Sua produtividade média (baga) é de 1000kg/ha (700 a 2000) e o rendimento em óleo é de 495l/ha
O principal componente do óleo (85%), o ácido ricinoleico, exibe alta versatilidade química e atra- vés de reações de desidratação, hidrogenação, polimerização, transesterificação, pirólise dá origem a uma série extensa de derivados (ricinoleato de metila, aldeído undecilênico, ácido undecilênico, 12 OH estearato de metila, n-heptanol para citar apenas alguns) com inumeráveis aplicações tais como coberturas, plásticos, tintas, cosméticos, itens pessoais. Todavia, para produção de biodiesel material genético com menor teor do ácido ricinoleico seria mais adequado, porém aparentemente de difícil modificação genética.
Os grãos de mamona apresentam componentes tóxicos, como a ricina e a ricinina além de alergê- nicos. A produção de óleo resulta em torta rica em nitrogênio, constituindo um ótimo adubo. Con- tudo uma vez que a torta contém componentes tóxicos, isto dificulta ou impede sua produção em grande escala. Portanto, a eliminação total ou inativação dos compostos tóxicos é mandatória para que a torta possa ser considerada para ração, fertilizante, para o pré-tratamento de efluentes ou qualquer outra aplicação. Mesmo que seu destino final seja a terra é necessário eliminar a toxicidade do resíduo para prevenir contaminação do solo. Métodos de destoxicação físico-química e biológica estão sendo conduzidos, mas devem ser intensificados22,23.
O pinhão manso: Jatropha curcas (L.) aparece com uma produtividade estimada de 1.500-2000 litros óleo/há, teor de óleo em torno de 31 a 34% para a semente e 50% para amêndoa. Tem como vanta- gens a rusticidade, a precocidade, a produtividade, adaptabilidade, longevidade, qualidade do óleo, facilidade de prensagem. Há desafios agronômicos e o ideal seria o desenvolvimento de variedades ˝atóxicas˝ como uma cultura para propósito duplo (óleo e ração animal). Suas sementes contêm componentes tóxicos ou indesejáveis, tais como a curcina (semelhante à ricina), os ésteres de forbol, fitatos, fator anti-tripsina, saponinas, lectinas. Os ésteres de forbol, aos quais são atribuídas proprie- dades carcinogênicas, são termoestáveis tanto quanto as lectinas, e seu teor residual depende do solvente usado na extração do óleo. Sua completa eliminação ainda não foi reportada.
22 Ascheri, J. L. R et al. Detoxificação da torta de mamona por extrusão termoplástica:: estudo preliminar. In: II Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel, Brasília. In: Anais do II Congresso da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel, 2007.
23 Godoy M. G., Gutarra M. L. E, Maciel F.M. Use of a low-cost methodology for biodetoxification of castor bean waste and lipase production. 2009. Enzyme and Microbial Technology , v.44, p. 317-22. 2009.
Plantações, ainda experimentais, encontram-se na Índia e Madagascar, para citar alguns países. A empresa Abundant Biofuels Corp., das Filipinas, pretende exportar óleo de pinhão manso para os USA em 2010 (110 mil toneladas). A empresa também cultiva Jatropha no Peru, Indonésia e Repúbli- ca Dominicana. No Brasil, as pesquisas com pinhão manso ainda estão pouco estabelecidas.
Vem despertando atenção a produção de algas para a produção de biocombustíveis e o aproveita- mento de subprodutos. Raffaello Garofalo, presidente da recém criada European Algae Biomass As- sociation, afirmou que a produção de biocombustíveis a partir de algas vai acontecer no período de 10 a 15anos. Presentemente, custa 10 a 30 vezes mais do que os biocombustíveis tradicionais e o apro- veitamento de subprodutos contribuirá para sua viabilidade. Garofalo não está isolado nessa opinião, haja vista o acordo envolvendo 600milhões US$, de cinco anos para produção de biocombustíveis de próxima geração a partir de algas que foi firmado entre a Exxonmobil Research and Engineering Company (EMRE) e a Synthetic Genomics Inc. (SGI, Ca). Também com produção prevista em um horizonte de 5 a10anos.
Sem dúvida, o segmento mais dinâmico da oleoquímica está vinculado à produção de biodiesel. A cadeia produtiva do biodiesel vista no modo integrado contempla: matérias-primas e insumos; transformação (reação); processo de produção e purificação; controle de qualidade; transporte, ar- mazenamento e estocagem; geração e aproveitamento de coprodutos (efluentes e subprodutos); e uso e emissões24. A química permeia toda a cadeia do biodiesel, sendo indispensável para sua viabi-
lização econômica, ambiental e tecnológica, tanto nas áreas rurais como industriais.
Uma análise recente da cadeia produtiva do biodiesel, apontando gargalos e oportunidades e pro- pondo ações de PD&I para este segmento, baseou-se no levantamento de artigos científicos e pa- tentes, indicadores, respectivamente, de atividade científica e propriedade intelectual. A estratégia de busca visou garantir que a maior parte das patentes e dos artigos em cada elo da cadeia produti- va do biodiesel fosse localizada e processada. As evoluções anuais de artigos e patentes apresentam um padrão de tecnologia emergente, mostrando ser uma área ainda competitiva em termos de pes- quisa científica e da apropriação do conhecimento por patentes.
Das patentes ainda vigentes, a primeira foi requerida em 1989 por Wimmer Theodor, da Austrália, e foca a etapa de purificação por lavagem ácida da glicerina bruta (GB), coproduto do biodiesel obti- do por transesterificação25. No Brasil, a primeira patente de depositantes brasileiros foi requerida em
24 Quintella, C.M.; Teixeira, L.S.G.; Korn, M.G.A.; Costa Neto, P.R.; Torres, E. A; Castro, M .P.; Jesus, C. A. C. Cadeia do biodiesel da ban- cada à indústria: uma visão geral com prospecção de tarefas e oportunidades para P, &I. Química Nova, v. 32, p.793-808. 2009.