Polycyclic aromatic hydrocarbons (PHAs) in maize grains subjected to drying with a cavaco burner

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i13.21564

Keywords:

Column dryer; Direct fire burners; Humidity.

Abstract

Burning any organic material can generate chemical compounds called PHA's, which has carcinogenic and mutagenic potential. This fact is especially important in the drying processes of agricultural products that are directly or indirectly used in food or feed. In order to verify the potential risk of contamination by PHA's, and of new equipment linked to the operation of drying agricultural products, the study evaluated a modern system of burning eucalyptus wood, in the form of chips, in the artificial drying of corn grains. For the development of the work, corn samples were collected in different days and harvest humidity, as well as operational drying data, such as temperature, relative humidity, and energy consumption. With the operational drying data, the system was technically evaluated. Samples of the product, before and after drying, were sent to a specialized laboratory to verify the presence or absence of PHA's. After the analysis, it was verified that both the humidity of the air and the moisture of the grains did not interfere in the production of hydrocarbons. However, contaminants were found in grains coming from the crop, but they were not potentialized by the drying process, keeping their indices below internationally recommended limits. The advantages regarding the chip drying process are automation and consequent decrease of labor, stability and temperature control, modulation of air flow, fuel economy and elimination of fire risks. The drawbacks are the high initial cost of the system, dimensional control, and the need for chip-covered storage.

References

Abimilho. (2021). Oferta e demanda de milho no Brasil. Abimilho estatísticas. p. 2. http://www.abimilho.com.br/estatisticas/oferta.

ANVISA. (2007). Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução da Diretoria Colegiada – RDC nº 2, de 15 de janeiro de 2007. Regulamento Técnico sobre Aditivos Aromatizantes. Acesso em 17 Junho, 2020. http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/9a67750047457f218ac0de3fbc4c6735/R DC2_2007.pdf?MOD=AJPERES.

Bakker-Arkema, F. W., Lerwe, L. E., Brook, R. C., & Brooker, D. B. (1978). Energy and capacity performance evaluation of grain dryers. St. Joseph: ASAE, 13p.

Biagi, J. D. (1998). Implicações na Granulometria de Ingredientes na qualidade de peletes e na economia da produção de rações. In: Simpósio sobre granulometria de ingredientes e rações para aves e suínos, 1998, Concórdia, SC.

Bertinetti, I. A., Ferreira, D. C., Monks, J. L. F., Sanches-Filho, P. J., & Elias, M. C. (2018). Accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in rice subjected to drying with different fuels plus temperature, industrial processes and cooking. Journal of Food Composition and Analysis, 66, 109-115. doi: 10.1016/j.jfca.2017.12.009

Botelho, F. M., Faria, B. E. M., Botelho, S. C. C., Ruffato, S., & Nogueira, R. M. (2018). Metodologias para determinação de massa específica de grãos. Revista Agrarian, 11 (41), 251-259. doi: 10.30612/agrarian.v11i41.7922

Brand, M. A., Klock, U., Muñiz, G. I. B., Silva, D. A. (2004). Avaliação do processo produtivo de uma indústria de manufatura de painéis por meio do balanço de material e do rendimento da matéria-prima. Revista Árvore, 28 (4), 553-562. doi: 10.1590/S0100-67622004000400009

Brooker, D. B., Bakker-Arkema, F. W., & Hall, C. W. (1992). Drying and storage of grains and oilseeds. New York: Van Nostrand Reinhold. 450p.

Camargo, M. C. R., & Toledo, M. C. F. (2002). Avaliação da contaminação de diferentes grupos de alimentos por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. Brazilian Journal of Food Technology, 5 (76), 19-26.

Ceragioli, N. S. (2013). Qualidade de cavacos produzidos em sistemas florestais de curta rotação de eucalipto para fins energéticos. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual Paulista “Júlio De Mesquita Filho”, Botucatu.

CONAB. (2018). Companhia Nacional de Abastecimento. Brasil deverá colher 226 milhões de toneladas de grãos. Brasília: Conab.

CONAB. (2020). Companhia Nacional de Abastecimento. Perspectivas para a agropecuária. v. 6. Brasília: Conab. Acesso em 03 Março, 2021. http://www.conab.gov.br.

Conde, F. J., Ayala, J. H., Afonso, A. M., & Gonzalez, V. (2004). Optimization of a sampling method to determine polycyclic aromatic hydrocarbons in smoke from incomplete biomass combustion. Analytica Chimica Acta, 524, (1-2), 287-94. doi: 10.1016/j.aca.2004.04.063

Copacol. Descrição da Cooperativa. Acesso em 21 Janeiro, 2021. https://www.copacol.com.br/copacol/historia.

Coradi, P. C., Lacerda Filho, A. F., Chaves, J. B. P., & Melo, E. C. (2015). Quantification of physical losses products in a plant of feed. Engenharia na Agricultura, 23, 105-118. doi: 10.13083/reveng.v23i2.421

Debastani, R. & Iavanovi, I. N. (1999). A compilation of physical spectroscopic and photophysical properties of polycyclic aromatic hydrocarbons. Photochemistry and Photobiology, 70 (1), 10-34. doi: 10.1111/j.1751-1097.1999.tb01945.x

De Grandi, A. M. (1999). Avaliação da eficiência de secagem de café (Coffea arabica L.), em secador de camada fixa vertical com revolvimento mecânico. Tese de Doutorado. Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais. 61p.

Dias, E. D. (2015). Metodologia de cálculo da capacidade de secagem dos secadores de coluna. Trabalho de conclusão de curso. Departamento de Ciências Exatas e Engenharias, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Panambi.

Diniz, I. S. (2014). Estudo da Influência da Umidade no consumo específico do Cavaco de Madeira Para Geração de Vapor Saturado em Caldeira de Biomassa. Monografia. Programa de Especialização em Engenharia de Produção da Gerência de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa.

Elias, M. C. (2002). Fatores que influenciam a aeração e o manejo da conservação de grãos. In: Lorini, I. et al. (Ed). Armazenagem de grãos. Campinas: IBG, p. 311-359.

Evangelista, J. (2001). Tecnologia de alimentos. 2.ed. São Paulo: Atheneu. 652p.

FAO. (2006). Food and Agriculture Organization of the United Nations Better information sharing could reduce post-harvest food losses. New database launched 2006. Rome: FAO. Acesso em 20 Dezembro, 2020. http://www.fao.org/es.

FAO. (2020). Food and Agriculture Organization. Guidelines on the measurement of harvest and post-harvest losses – Estimation of crop harvest and post-harvest losses. In: Malawi Maize. Rice and groundnuts. Field test report. Rome: FAO. p. 37.

Ferrari, R. C. (2006). Utilização de modelo matemático de otimização para identificação de locais para instalação de unidades armazenadoras de soja no estado do Mato Grosso. Dissertação de Mestrado. Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba.

Ferreira, D. F. (2011.) Sisvar: A computer statistical analysis system. Ciência e Agrotecnologia, 35, 1039-1042. doi: 10.1590/S1413-70542011000600001

Garcia, L. P. (2015). Detecção de fumonisinas e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em grãos de soja (Glycine max L.) e efeito de diferentes temperaturas de secagem. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

Grunkraut, M. (2012). Cavacos. Coopermiti. Acesso em 09 Novembro, 2019. http://www.coopermiti.com.br/educacao/cavaco.pdf.

Harvey, G. R. (1996). Mechanisms of carcinogenesis of polycyclic aromatic hydrocarbons. Polycyclic Aromatic Compounds, 9, (1-4), 1-23. doi: 10.1080/10406639608031196

Kepler Weber. (2010). Manual de Operação do Secador KW ADS. Panambi, RS: Elaborado por Daniel Schimidt. 70p.

Lima, R. F. (2014). Qualidade de Grãos de Milho Submetidos a Secagem com Lenha em Diferentes Temperaturas e Períodos de Armazenamento. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

Lopes, W. A., & Andrade, J. B. (1996). Fontes, formação, reatividade e quantificação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) na atmosfera. Química Nova, 19 (5), 497-516.

Martinazzo, A. P., Corrêa, P. C., Resende, O., Melo, E. C. (2007). Análise e descrição matemática da cinética de secagem de folhas de capim-limão. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental, 11 (3), 301-306. https://doi.org/10.1590/S1415-43662007000300009

Melo, F.A.O. (2010). Desenvolvimento e construção de fornalha para biomassa com sistema de aquecimento direto e indireto do ar. Acta Scientiarum. Technology, 32 (2), 129-136. doi: 10.4025/actascitechnol.v32i2.1575.

Nascimento, M. D. (2007). Otimização do uso de lenha e cavaco de madeira para produção de energia em agroindústria Seropédica. Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual Paulista, Botucatu.

Nogueira, L. U. H., Lora, E. E. S., & Trossero, M. A. (2000). Dendroenergia: fundamentos e aplicações. Brasília: Aneel.

Oliveira Filho, D. (1986). Aquecimento de ar. Viçosa: Centreinar.

Pereira, J. C. D., Sturion, J. A., Higa, A. R., Higa, R. C. V., & Shimizu, J. Y. (2000). Características da madeira de algumas espécies de eucalipto plantadas no Brasil. Colombo: Embrapa Florestas. Documentos 38.

Polakiewicz, L. (2008). Estudo de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos nos Estuários de Santos e São Vicente-SP Utilizando Diatomito Como Material Adsorvente. Dissertação de Mestrado. Universidade de São Paulo, São Paulo.

Puzzi, D. (1986). Abastecimento e Armazenagem de Grãos. Campinas: Instituto Campineiro de Ensino Agrícola, 603p.

Radin, G. & Maia, C. H. (2015). Custo Energético de Lenha e Cavaco de Madeira para Secagem de Grãos em Agroindústria. Trabalho de Conclusão de Curso. Engenharia Ambiental. Universidade de Rio Verde, Rio Verde.

Ravindra, K., Sokhi, R., & Van Grieken, R. (2008). Atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons: source attribution, emission factors and regulation. Atmospheric Environment, 42, 2895-2921. doi: 10.1016/j.atmsenv.2007.12.010.

Rodrigues, C. L. C. (2010). Desenvolvimento de um sistema automático para um secador de produtos agrícolas. Tese de Doutorado. Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 162p.

Rosegrant, M. W., Magalhaes, E., Valmonte-Santos, R. A., & D’Croz, D. M. (2015). Returns to Investment in Reducing Postharvest Food Losses and Increasing Agricultural Productivity Growth. Working Paper as of 16 January. Copenhagem Consensus Center. 2015. p. 29. Acesso em 06 Abril, 2021. https://www.researchgate.net/publication/276919425_Returns_to_investment_in_reducing_Postharvest_food_losses_and_increasing_Ag_productivity_growth

Sartori, J. A. (2001). Qualidade dos Grãos de Milho após Processo de Secagem. Dissertação de Mestrado. Engenharia Agrícola, Universidade de Campinas, Campinas, 2001.

Schwarzenbach, R. P., Gschwend, P. M., & Imboden, D. M. (2017). Environmental Organic Chemistry, 3 rd Ed. New Jersey, Canada: Wiley. 978p.

Serfaty, R. (2007). Combustão e queimadores. Rio de Janeiro: CENPES.

Silva, L. C. (2004). Secagem de grãos. Revista Grãos Brasil: Da semente ao consumo, 3 (14), 10-14.

Silva, J. S., Afonso, A. D. L., & Donzelles, S. M. L. (2000). Secagem e secadores. 1 ed. Viçosa: Aprenda Fácil. 502p.

Toledo, M. C. F., & Camargo, M. S. F. O. (1998). Benzo(a)pireno em Óleos de Milho Produzidos e Comercializados no Brasil. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 18 (1), 1-11. doi: 10.1590/S0101-20611998000100016

Toledo, F. F., & Marcos Filho, J. (1977). Manual das sementes: tecnologia da produção. São Paulo: Ed. Agronômica Ceres. 224p.

Troche, K. S. (2003). Estudo da Atividade carcinogênica dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos através de descritores quânticos. Dissertação de Mestrado. Instituto de Física Gleb Wataghin. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.

USEPA. (1998). United States Environmental Protection Agency. Semivolatiles organic compounds by gas chromatography/ mass spectrometry (GC/MS) – Method 8270D. Acesso em 17 Junho, 2020. http://www.epa.gov

Vlassov, D. (2001). Combustíveis, combustão e câmaras de combustão. Curitiba: UFPR.

Weber, E. A. (2005). Excelência em beneficiamento e Armazenagem de Grãos. Canoas: Livraria e editora Salles. Canoas. 310p.

Published

18/10/2021

How to Cite

BRANCO, T. M.; SOUZA, S. N. M. de; KOLLING, E. M.; SIQUEIRA, J. A. C.; TOKURA, L. K. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PHAs) in maize grains subjected to drying with a cavaco burner . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 13, p. e465101321564, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i13.21564. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/21564. Acesso em: 27 dec. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences