miniaturadaimagem|Maquete de uma máquina de descaroçar algodão do século XIX em exposição no Museu Eli Whitney em Hamden, Connecticut. Um descaroçador de algodão é uma máquina que separa as fibras de algodão de suas sementes de forma rápida e fácil, permitindo uma produtividade muito maior do que a separação manual do algodão. As sementes separadas podem ser usadas para cultivar mais algodão ou para produzir óleo de semente de algodão. Descaroçadoras manuais de rolos eram usadas no subcontinente indiano desde pelo menos 500 a.C. e posteriormente em outras regiões. A descaroçadora indiana de rolos com engrenagem helicoidal foi inventada por volta do século XVI e, segundo Lakwete, permaneceu praticamente inalterada até os dias atuais.
Uma moderna máquina de descaroçar algodão foi criada pelo inventor americano Eli Whitney em 1793 e patenteada em 1794. A máquina de Whitney utilizava uma combinação de uma tela de arame e pequenos ganchos de arame para puxar o algodão, enquanto escovas removiam continuamente a fibra solta para evitar entupimentos. Isso tornou o cultivo de algodão mais lucrativo, levando a um boom na produção de algodão nos Estados Unidos. Isso, inadvertidamente, levou a um aumento no uso de escravos. Whitney esperava que sua invenção fizesse o oposto, reduzindo a quantidade de mão de obra necessária para processar o algodão, mas ele nunca inventou uma máquina para colher algodão. Esse trabalho ainda tinha que ser feito manualmente. As máquinas de colheita de algodão só apareceram na década de 1930. Assim, à medida que os produtores de algodão expandiam suas plantações, compravam mais escravos para colher o algodão.
As modernas máquinas automatizadas de descaroçamento de algodão utilizam múltiplos cilindros e serras de limpeza motorizados e oferecem uma produtividade muito maior do que as suas antecessoras manuais.
Propósito direita|miniaturadaimagem|Um capulho de algodão. Cada capulho contém várias dezenas de sementes. As fibras de algodão são produzidas nas cápsulas de sementes ("capsulos") da planta do algodão, onde as fibras ("linho") nos capulhos estão firmemente entrelaçadas com as sementes. Para tornar as fibras utilizáveis, as sementes e as fibras devem primeiro ser separadas, uma tarefa que antes era realizada manualmente, e a produção de algodão exigia horas de trabalho para a separação. Muitos dispositivos simples para remoção de sementes foram inventados, mas até a invenção da máquina de descaroçar algodão, a maioria exigia atenção significativa do operador e funcionava apenas em pequena escala.
Mecanismo A máquina de descaroçar algodão de Whitney é feita com dois cilindros giratórios. O primeiro cilindro possui fileiras de dentes ao redor da circunferência, e contra este cilindro, em um ângulo, encontra-se uma placa de metal com pequenos orifícios, as "nervuras de descaroçamento", pelos quais os dentes se encaixam com folgas mínimas. Os dentes agarram as fibras de algodão à medida que o mecanismo gira, arrastando-as através desses pequenos orifícios. As sementes são grandes demais para passar pelos orifícios e, portanto, são removidas do algodão giratório pela placa de metal, antes de caírem em um recipiente coletor. Do outro lado do primeiro cilindro, há um segundo cilindro, também giratório, com escovas acopladas. Este segundo cilindro limpa o algodão do primeiro e o deposita no recipiente coletor.
História
Índia medieval e do início da era moderna Entre os séculos XII e XIV, surgiram descaroçadores de rolos duplos na Índia e na China. A versão indiana do descaroçador de rolos duplos era predominante em todo o comércio de algodão do Mediterrâneo no século XVI.Baber, Zaheer (1996). The Science of Empire: Scientific Knowledge, Civilization, and Colonial Rule in India. Albany: State University of New York Press. p. 57. .
A descaroçadora de algodão com engrenagem helicoidal, inventada no subcontinente indiano durante o início do Sultanato de Déli, entre os séculos XIII e XIV, passou a ser utilizada no Império Mughal por volta do século XVI. Outra inovação, a incorporação da manivela na descaroçadora de algodão, surgiu no final do Sultanato de Déli ou no início do Império Mughal.
Estados Unidos esquerda|miniaturadaimagem|"A primeira máquina de descaroçar algodão", uma gravura da Harper's Magazine, 1869. Esta gravura retrata uma máquina de descaroçar algodão com rolos sendo usada por escravos africanos, que precedeu a invenção de Eli Whitney. A máquina de descaroçar algodão indiana, conhecida como churka ou charkha, foi introduzida nos Estados Unidos em meados do século XVIII, sendo adotada no sul do país. O dispositivo foi adaptado para a limpeza de algodão de fibra longa, mas não era adequado para o algodão de fibra curta, mais comum em certos estados, como a Geórgia. Diversas modificações foram feitas na máquina de descaroçar algodão indiana por Hugo Krebs em 1772 e Joseph Eve em 1788, mas seu uso permaneceu limitado à variedade de fibra longa até o desenvolvimento, por Eli Whitney, de uma máquina de descaroçar algodão de fibra curta em 1793.
Patente de Eli Whitney miniaturadaimagem|Patente original da máquina de descaroçar algodão de Eli Whitney, datada de 14 de março de 1794. Eli Whitney (1765–1825) solicitou uma patente para seu descaroçador de algodão em 28 de outubro de 1793; a patente foi concedida em 14 de março de 1794, mas só foi validada em 1807. A patente de Whitney recebeu o número 72X.
O modelo de descaroçador de algodão de Whitney era capaz de limpar de fiapos por dia. O modelo consistia em um cilindro de madeira coberto por fileiras de fios finos que capturavam as fibras dos capulhos de algodão. Cada fileira de fios passava então pelas barras de uma grade em forma de pente, puxando as fibras de algodão através da grade à medida que passavam. Os dentes da grade eram bem próximos uns dos outros, impedindo que sementes, fragmentos do cálice seco e duro da flor original do algodão, ou gravetos e outros detritos presos às fibras passassem.
Maquina de McCarthy's Embora a máquina de descaroçar algodão de Whitney facilitasse a limpeza das sementes do algodão de fibra curta, ela danificava as fibras do algodão de fibra extralonga (Gossypium barbadense). Em 1840, Fones McCarthy recebeu uma patente para uma "descaroçadora de algodão de cilindro liso", uma descaroçadora de rolos. A descaroçadora de McCarthy foi comercializada para uso tanto com algodão de fibra curta quanto com algodão de fibra extralonga, mas era particularmente útil para o processamento de algodão de fibra longa. Após a expiração da patente de McCarthy em 1861, descaroçadoras do tipo McCarthy foram fabricadas na Grã-Bretanha e vendidas em todo o mundo. Ela limpava o algodão várias vezes mais rápido do que as descaroçadoras mais antigas e, quando movida por um cavalo, produzia de 150 a 200 libras de fibra por dia. A descaroçadora McCarthy usava uma lâmina oscilante para separar as sementes da fibra. A vibração causada pelo movimento oscilante limitava a velocidade de operação da descaroçadora. Em meados do século XX, as descaroçadoras com lâmina rotativa substituíram as de lâmina oscilante. Esses descendentes da descaroçadora McCarthy são as únicas descaroçadoras atualmente usadas para algodão de fibra extralonga nos Estados Unidos.
Efeitos nos Estados Unidos esquerda|miniaturadaimagem|Descaroçador de algodão na plantação de Jarrell Antes da introdução da máquina de descaroçar algodão, o algodão exigia um trabalho considerável para limpar e separar as fibras das sementes. Com a máquina de descaroçar algodão de Eli Whitney, o algodão tornou-se um negócio extremamente lucrativo, criando muitas fortunas no Sul dos Estados Unidos antes da Guerra Civil. Além disso, a oferta de algodão, que aumentou consideravelmente, criou uma forte demanda por máquinas têxteis e projetos de máquinas aprimorados que substituíram peças de madeira por metal. Isso levou à invenção de muitas máquinas-ferramenta no início do século XIX.. Reprinted by McGraw-Hill, New York and London, 1926 (); and by Lindsay Publications, Inc., Bradley, Illinois, ().
A invenção da máquina de descaroçar algodão causou um crescimento massivo na produção de algodão nos Estados Unidos, concentrada principalmente no Sul. A produção de algodão expandiu de 750.000 fardos em 1830 para 2,85 milhões de fardos em 1850. Como resultado, a região tornou-se ainda mais dependente de plantações que utilizavam mão de obra escrava negra, com a agricultura de plantação tornando-se o maior setor de sua economia. Enquanto um único trabalhador levava cerca de dez horas para separar meio quilo de fibra das sementes, uma equipe de dois ou três escravos usando uma máquina de descaroçar algodão podia produzir cerca de 23 quilos de algodão em apenas um dia. O número de escravos aumentou em conjunto com o aumento da produção de algodão, passando de cerca de 700.000 em 1790 para cerca de 3,2 milhões em 1850. A invenção da máquina de descaroçar algodão levou a um aumento na demanda por mão de obra escrava no Sul dos Estados Unidos, revertendo o declínio econômico que havia ocorrido na região no final do século XVIII. Descaroçadores de algodão modernos miniaturadaimagem|250x250px|O mecanismo interno de uma máquina de descaroçar algodão. A máquina de descaroçar algodão utiliza os dentes de serras rotativas para puxar o algodão através de uma série de "ranhuras de descaroçamento", que separam as fibras das sementes que são grandes demais para passar pelas ranhuras. As sementes limpas são então removidas da máquina por meio de um sistema de esteira transportadora. As sementes são reutilizadas para plantio ou enviadas a uma fábrica de óleo para serem processadas em óleo e farelo de algodão. A máquina de limpeza de fibras utiliza novamente serras e grades, desta vez para separar as sementes imaturas e quaisquer impurezas restantes das fibras.
A prensa de fardos comprime o algodão em fardos para armazenamento e transporte. As máquinas de descaroçar modernas podem processar até de algodão por hora.
As modernas máquinas de descaroçamento de algodão geram uma quantidade substancial de resíduos de descaroçamento de algodão (RDA), compostos por galhos, folhas, terra, cápsulas imaturas e sementes de algodão. Atualmente, estão sendo realizadas pesquisas para investigar o uso desses resíduos na produção de etanol. Devido às flutuações na composição química durante o processamento, há dificuldade em criar um processo consistente para a produção de etanol, mas existe potencial para maximizar ainda mais a utilização dos resíduos na produção de algodão. Referências
Bibliografia
Categoria:Escravidão nos Estados Unidos Categoria:Invenções dos Estados Unidos Categoria:Maquinaria agrícola