Baixe Eficiência de Máquinas Descascadoras de Amendoim no Beneficiamento de Mamona e outras Resumos em PDF para Cultura, somente na Docsity!
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA DE RECURSOS NATURALS
UNIDADE ACADEMICA DE ENGENHARIA AGRICOLA zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZ
ADAPTACAO DE UMA DESCASCADORA DE AMENDOIM DE ACIONAMENTO MANUAL PARA O DESCASCAMENTO DA MAMONA zyxwvutsrqpon
HELDER MORAIS MENDES B A R R O S
ORIENTADOR: Dr. Odilon Reny Ferreira da Silva
ORIENTADORA: Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia
Campina Grande/PB
NOVEMBRO, 2005
Biblioteca Setorial do CDSA. Abril de 2021.
Sumé - PB
D E D I C A T O R I A
A M I N H A F A M I L I A zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Que me ajudou sempre nessa caminhada, dando Amor e Carinho
Aos M E U S P A I S
Edivandro Souza Barros e Genilda Morais Mendes Barros, que me deram forcas para veneer essa etapa de minha vida, dando-me Amor, Carinho e Confianca.
Aos M E U S I R M A O S
Herbert e Hemmelly, pelo amor, companheirismo e acima de tudo pela Amizade.
Aos M E U S A V O S
Genival Pereira Mendes zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA(in memorian) e Maria de Lourdes Morais Mendes (in memorian), Edimundo Souza Barros e Maria Ina Palmeira Barros, por me darem amor e incentivo nesta conquista.
A minha N O I V A
Karinne Lopes, por estar sempre ao meu lado, nas horas faceis e dificeis da minha vida.
A G R A D E C I M E N T O zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA A zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBADeus, o meu pai eterno, aquele que me conhece melhor do que ninguem,aquele que esia sempre presente, em todos os momentos da minha vida. A t i Senhor que me deste a vida, o meu eterno agradecimento. A Universidade Federal de Campina Grande, por Ter me proporcionado todos os requisitos para obter o sucesso. A Papal e Main ha, se hoje estou comemorando essa vitoria, ela e dedicada a voces, que me deram a vida e ensinou a vive-la com dignidadc. Obrigado pelo sonho ralizado, me transformando de estudante a profissional. Aos meus irmaos, Herbert e Hemmelly, voces foram um dos pilares essenciais para a construcao dessa vitoria. Minha eterna gratidao. A minha noiva Karinne, que transformou meu sonho em seu objetivo, meu objetivo na sua propria luta, agradeco essa conquista, conquista essa que vencemos juntos. Desculpe a falta de tempo, desculpe a falta de espaco, a falta de um abraco, os dias eram assim, mas hoje posso dizer que a sua presenca foi muito importante para mim. "Te Amo, e nos conseguimos". Aos meus professores do Curso de Engenharia Agricola, em especial aos professores Josivanda Palmeiras Gomes de Gouveia, Juarez Paz Pedroza, Pedro Dantas, Jorgeson Pinto, Carlos Azevedo, Vera L. A. Lima e Jose Dantas Neto pelo que foi transmitido para mim com sabedoria, experiencia e dedicacao. A EMBRAPA, em especial ao Dr. Odilon Reny, por ter me ajudado no final desta etapa e Jane pela amizade que sei que sera para sempre. Aos todos os meus amigos, em especial, a Michele, Walter, Kaline, Cira,Thais, Karla, Denise, Conceigao, George, Jofran, Damdsio, Rafael, Sebastido, Val e Aline que compartilharam comigo os anos de estudo e expectativas no cotidiano desta vida, sabendo cultivar uma amizade que o tempo amadureceu, agradeco com um trecho de musica: "...Amigo e coisa para se guardar, debaixo de sete chaves, dentro do coracao...". As minhas Amigas, Joelma e Riuzuani que foram como Maes para mim, no final desta etapa, se preocupando e dando conselhos, que sempre levarei para toda minha vida. E a Silvana que sera sempre uma Irma, "Sil, nem preciso falar de nossa amizade, essa, Deus escreveu bem direitinho, e hoje, posso te chamar de minha Irmazinha e dizer que Te Amo Muito". Aos Coordenadores e o Chefe do Departamento de Engenharia Agricola, Juarez, Josivanda e Pedro Dantas pela amizade e apoio que mim deram nesses anos. A secretaria do Departamento de Engenharia Agricola, Aldaniza pelo apoio e amizade. Enfim, Agradeco a todos, que contribuiram direta e indiretamente com essa minha conquista. As palavras sao insuficiente para expressar todo o meu amor, carinho e gratidao. Muito Obrigado. zyxwvutsrqponmlkjihgfedc 4
1 I N T R O D U C A O zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
A mamoneira e uma oleaginosa de relevante importancia economica, apresentando inumeras apiicacoes na area industrial e com grande perspectiva de utilizacao como fonte energica. Vegetal proprio de lugares secos, a mamona tornou-se uma cultura tradicional no Nordeste brasileiro adequando-se muito bem as condicoes de clima no semi-arido constituindo-se como uma das principals alternativas de geracao de emprego e renda ao homem no campo. E originaria da Etiopia e regioes vizinhas, no continente africano. As operacoes de colheita. secagem e beneficiamento dos frutos de mamoneira sao extremamente imoortantes e. delas pode depender o lucro ou prejuizo do produtor. A semente apresenta o maximo de vigor e poder germinativo. O principal produto da mamona e o oleo extraido das sementes. Em torno de 50% do grao da semente e oleo que, desde os primeiros cultivos, teve fins terapeuticos como cosmeticos para protecao de pele. O oleo da mamona e tido como um dos mais versateis da natureza, so comparavel a do petroleo, como, vantagem, porem de ser renovavel, limpo e de preco competitivo. Por causa do oleo ser so comparavel a do petroleo, a planta esta sendo chamada de "petroleo verde". Produtores e estudiosos ressaltam que a grande vantagem e que a mamona nao queima como facilidade, quando isso ocorre, nao libera gases toxicos como os derivados do petroleo. Do vegetal pode-se produzir inumeros produtos, as folhas servem de alimentos para o bicho-da-seda e, misturadas a forragem, aumentam a secrecao Lactea das vacas. A haste, alem de celulose propria para a fabricacao de papel, fornece materia-prima para a producao de tecidos grosseiros. Na industria, e utilizado para a fabricacao de nylon, adesivo, vernizes, graxas, tintas graficas para impressoras, desinfetantes e do vegetal pode-se produzir o biodiesel (combustivel a base do oleo) ate orgaos artificiais para o corpo humano. O beneficiamento dos frutos inclui-se como fator limitante por exigir grande quantidade de mao-de-obra, uma vez que nossas variedades sao indeiscentes e semi-deiscentes e seu descascamento e feito por batimento de varas flexiveis sobre as sementes, que causam danos, alem de ser uma operacao morosa e de alto custo. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCB
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Ja existem maquinas movidas a motores eletricos ou acopladas ao trator que pode fazer o beneficiamento, mas essas maquinas tern alto preco de aquisicao e sua operacao para os agricultores do ramo da mamona do semi-arido nordestino se torna impraticavel. Com o intuito de atender aos pequenos produtores de mamona na regiao nordestina sobre o beneficiamento da mamona, com o presente estagio, objetivou-se avaliar a eficiencia operacional de uma maquina descascadora de amendoim adaptada para o descarocamento da mamona, frente ao processo manual, alem da vantagem de ter um baixo custo para os produtores da agricultura familiar.
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3 R E V I S A O D E L I T E R A T I ) R A zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
3.1. Sobre a Cultura
3.1.1. Origem e Classificacao
A Origem da mamoneira nao e bem definida e uma das razoes e a facilidade e rapidez com que se torna estabelecida com planta nativa. O leste africano, particularmente a Etiopia, parece ser o seu centra de origem (WEISS, 1983). Para melhoristas sovieticos ha quatro principals centra de origem. a regiao iraniana-afega-sovietica, a Palestina/Oeste asiatico, India/China e Peninsula arabica. A semente de mamona foi um importante item comercial no antigo Egito, sendo encontrada em tumbas e sarcofagos, datando de mais de quatro mil anos antes de Cristo (a.C). Para os Hebreus, a mamona foi a planta que, segundo o livro de Jonas, o Senhor fez crescer para oferecer protecao, a Jonas quando se encontrava proximo a cidade de Nevech. Hoje, Israel possui uma das maiores organizacoes mundiais de melhoramento de plantas, liberando a producao de sementes hidricas de mamona. Na India, ha referencias sobre mamona que datam de mais de dois mil anos (a.C). No Brasil, sua introducao ocorreu, provavelmente, com a importacao dos escravos africanos, associados as condicdes favoraveis para o seu crescimento na nova area, o que possibilitou tornar-se uma planta de grande dispersao no pais. A mamoneira apresenta a seguinte classificacao: Classe: Dicotiledonea Ordem: Geraniales Familia: Euforbiaceae Genera: Ricinus Especie: R. communis L. O genera e monotipico e, assim, a unica especie conhecida e a zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPRicinus communis L. Para alguns autores, no entanto, o genera engloba outras especies, dentre as quais a R. laciniatus e a R. sanguineus. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
3.1.2. A Planta
A mamoneira apresenta grande variacao quanto ao porte, a coloracao da folhagem e do caule, ao tamanho da semente, a cor e ao conteudo de oleo. Entre os seus parentes mais proximos estao a mandioca, a seringueira e o pinhao (WEISS, 1983). O sistema radicular secundario bem desenvolvido e carater de particular importancia na obtencao de cultivares resistente a seca. A mamona tern caule com coloracao que pode variar de verde e vermelha e arroxeada; pode ser ou nao coberto por uma substancia cerosa, branca, que ocorre tambem nos peciolos e inflorescencias. As folhas se desenvolvem em longos e firmes peciolos e sao medianamente toxicos para animais e alguns insetos (WEISS, 1983). As folhas da mamoneira sao caducas. A hasta principal comporta uma inflorescencia terminal chamada racemo primario; so apos o seu aparecimento e que surgem, nos nos, as ramificacoes laterais da haste, logo abaixo do primeiro racemo. O Fruto e uma capsula tricoca, podendo apresentar tipos diferentes quanto ao aspecto externo, isto e, muito papiloso, pouco papiloso, inerme liso e inerme rugoso. Quanto a deiscencia, as plantas se classifica em: indeiscnetes, semi-deiscentes e deiscentes (WEISS, 1983). A semente e carunculada, de forma e tamanho variados, podendo apresentar varias cores. O peso de 100 sementes pode variar de 10 a 100 g.
3.1.3. O C l i m a e o S o l o
Por se tratar de uma planta tolerante a seca e exigente em calor e luminosidade, esta disseminada por quase todo o Nordeste, cujas condicdes climaticas sao adequadas ao seu desenvolvimento, sendo a Bahia responsavel por mais de 90% da producao nacional (CO NAB, 2000). A variacao da temperatura deve ser de 20 a 30 °C, para que haja producoes com valor comercial ( C A N E C C H I O FILHO,1969; S I L V A , 1981), estando a temperatura otima para a olanta em torno de 28 °C ( T A V O R A , 1982). Experiencias tern demonstrado que o teor de oleo das sementes e proporcional a soma do calor recebido pela planta em todo o seu ciclo vegetative Embora se adapte com facilidade as regioes subtropicais, se nao houver bastante calor, a planta reduz a qualidade do oleo e a zyxwvutsrqpon 10
3.1.5- Produtos e Subprodutos
Do vegetal pode-se produzir inumeros produtos, as folhas servem de alimentos para o bicho-da-seda e, misturadas a forragem, aumentam a secrecao lactea das vacas. A haste, alem de celulose propria para a fabricacao de papel, fornece materia-prima para a producao de tecidos grosseiros. Na industria, e utilizado para a fabricacao de nylon, adesivo, vernizes, graxas, tintas graficas para impressoras, desinfetantes, alem de tudo isso, do vegetal pode-se produzir o biodiesel (combustivel a base do oleo) ate orgaos artificiais para o corpo humano. Segundo Coelho (1979), a mamona ou ricino e arbusto de cujo fruto se extrai um oleo de excelentes propriedades, de largo uso como insumo industrial. Da industrializacao da mamona, obtem-se como produto principal, o oleo e, como subproduto, a torta de mamona que possui a capacidade de restaurar terras esgotadas. Em torno de 50% do grao da semente e oleo que, desde os primeiros cultivos, teve fins terapeuticos como cosmeticos para protecao de pele. O oleo da mamona e tido como um dos mais versateis da natureza, so comparavel a do petroleo, como, vantagem, porem de ser renovavel, limpo e de preco competitivo. Por causa do oleo ser so comparavel a do petroleo, a planta esta sendo chamada de "petroleo verde". Produtores e estudiosos ressaltam que a grande vantagem e que a mamona nao queima como facilidade, quando isso ocorre, nao libera gases toxicos como os derivados do petroleo. A vantagem de utilizacao do biodisel e que no Brasil ha muitas terras cultivaveis que podem produzir uma enorme variedade de oleaginosas, principalmente nos solos menos produtivos, com um baixo custo de producao. O biodiesel e um otimo lubrificante e pode aumentar a vida util do motor. Usando o combustivel proporciona ganho ambiental para todo o planeta, pois colabora para diminuir a poluicao e o efeito estufa. E uma fonte limoa e renovavel de energia que vai gerar emprego e renda para o campo, pois o pais abriea o maior territorio tropical do planeta, com solos de alta qualidade que permitem uma agriculture auto-sustentavel do plantio direto; topografia favoravel a mecanizacao e e a nacao mais rica em agua doce do mundo, com clima e tecnologia que permitem a producao de duas safras ao ano. Por outro lado, o diesel do petroleo e um combustivel nao-renovavel. O petroleo leva milhoes de anos para se formar (BIODIESEL..2005). Outra grande vantagem e que, na formacao das sementes, o gas carbonico do ar e absorvido pela planta. O biodiesel e uma alternativa tecnicamente viavel para o diesel mineral, mas seu custo hoje, de 1,5 a 3 vezes maior, o torna nao competitivo, se externalidades positivas, como meio zyxwvutsrqpo 12
ambiente local, clima global, geracao e manutencao de emprego, balanco de pagamentos nao forem consideradas. Esses custos ja consideram todos os creditos por subprodutos (uso da torta residual; glicerina). Nao sao previstas possibilidades de reducoes significativas no custo de producao, para os oleos vegetais usados na Europa para biodiesel. Trata-se de processos agricolas e industrials muito conhecidos, "maduros" e eficientes. O custo de referenda, de diesel mineral, sem impostos, utilizado nesta analise e de US$ 0.22/ litro.
A torta de mamona e o mais tradicional e importante subproduto da cadeia produtiva da mamona, produzida a partir da extracao do oleo das sementes desta oleaginosa. Em todo o mundo, seu uso predominantemente tern sido como adubo organico de boa qualidade, pois e um composto ricamente nitrogenado, eficiente na recuperacao de terras esgotadas, embora possa obter valor significativamente maior se utilizada como alimento animal (apos ser moido e obtido o farelo), aproveitando o alto teor de proteinas. Porem este uso nao tern sido possivel devido a presenca de elementos toxicos e alergenicos em sua composicao e a inexistencia de tecnologia viavel em nivel industrial para seu processamento. (PERONE et al., 1966) Uma torta de boa qualidade e a obtida pelo processo de extracao dupla, isto e, submete-se a mamona a prensa e posteriormente a tratamento por solventes. A torta assim obtida tern baixo teor de oleo residual (1,5%), favorecendo a sua assimilacao rapida pelo solo e aproveitamento ao maximo o beneficio das chuvas.
3.1.6 Colheita e Secagem
A colheita, nas variedades deiscentes ou semi-deiscentes, devera ser feita quando 2/3 dos frutos estiverem secos. Para as cultivares exploradas no Nordeste, a colheita e manual e parcelada e, para complementar a secagem, recomenda-se espalhar os frutos ao sol por varios dias. Para cultivares indeiscentes, a colheita pode ser mecanica ou manual e devera ser unica. Mecanica: Com a obtencao de variedades hibridas, de porte anao, indeiscentes, com plantas de arquitetura compacta e perda parcial das folhas, foi possivel mecanizar totalmente o cultivo da mamona, sobretudo a colheita. Neste sentido, foram desenvolvidas, nos EUA, maquinas autopropelidas ou acopladas a um trator triciclo, dotados de mecanismo de batimento que golpeia as plantas diretamente a partir do racemo mais baixo. Manual: E indicada para pequenas e medias propriedades, em que a mao-de-obra e disponivel e abundante. Consiste em quebrar e/ou cortar os cachos pela base, utilizando-se faca,
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descascadas pela maquina; a capacidade de beneficiamento era de 450 kg/h. obtendo-se 99% de sementes inteiras, 0,4% de quebradas e 0,45% de capsulas inteiras Por outro lado, Arnold e Sharp (1944) citados por Mialhe et al. [s.d.] descrevem um mecanismo descascador que utiliza discos recobertos de borracha com diametro de 610 mm, para incrementar a capacidade de descascamento, de 70 a 105 L/h, com eficiencia de beneficiamento variando de 96,8 a 99,8% de frutos descascados. Ainda Schoconleber e Taylor (1954) citados por Mialhe et al. [s.d.] relatam o desempenho operacional de um mecanismo de descascamento composto por discos horizontals e concluem que, na velocidade de 500 a 700 rpm, com um disco de 457 mm de diametro e velocidade tangencial de 11,9 a 16,7 m/s, obteve-se maior percentual de frutos nao descascados. Com base nesses principios e resultados, Mialhe et al. [ s. d] desenvolveram um prototipo descascador de mamona, dotado de um mecanismo que content dois discos metalicos superpostos e axialmente coincidentes, sendo um fixo e outro movel. O disco superior apresentava diametro de 457 mm, provido de um orificio central; sua face inferior era revestida de um anel de borracha. Outro disco de igual diametro se localizava logo abaixo do primeiro, na posicao horizontal revestido, na face superior, por um anel de borracha de 50,8 mm de largura no topo, apresentando um angulo interno em bisel, de 34°. O disco inferior era acoplado a um eixo vertical dotado de movimento giratorio, alem de um sistema limpeza, composto de um ventilador axial que produzia uma corrente de ar, para a retirada das impurezas e cascas. Em avaliacdes sobre o desempenho operacional do prototipo, os resultados se mostraram bastante satisfatorios, com rendimento entre 1000 e 1500 kg/h, boa eficiencia de descascamento e inteiramente adaptado as condicoes brasileiras, uma vez que o mesmo e acoplavel aos tres pontos do trator, e de baixo custo, nao requer secagem previa dos frutos, de simples manutencao e facil regulagem ( M A M O N A. .1967). Outro equipamento acessivel ao pequeno produtor foi desenvolvido pelo Instituto Agronomico de Campinas ( I A C ) o qual demonstrou eficacia quanto ao rendimento operacional e a qualidade do produto final, com baixos indices de quebra e minima presenca de capsulas sem descascar (marinheiros) ( B E R N A R D I et al., 1994). Com base nesses prototipos e seus resultados, a industria nacional interessou-se por fabricar maquinas de acionamento motorizado para o descascamento da mamona; neste sentido foi que as Industrias Blase, Nux e Ecirtec, desenvolveram suas maquinas, porem de pouco acesso a produtores de base familiar.
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Por outro lado, Weiss, (1983) descreve que nas pequenas lavouras do continente africano e comum o uso de pequenas maquinas de concepcao simples, baixo custo e de acionamento manual, para o descascamento de frutos indeiscentes de mamona. Esses equipamentos constam, basicamente, de uma estrutura de ferro para suporte de uma moega de recepcao dos frutos, que fica junto a uma roda de madeira recoberta de borracha, para fazer o descascamento por meio do atrito entre ela e uma chapa contigua a moega. Para de medio e grande porte, Jarry (1962), descreve um modelo de descascador de mamona indeiscente, cujo mecanismo de descascamento e composto por uma moega de alimentacao, descascador tipo cone, peneiras vibratorias, camara de succao para a retirada de impurezas, bica para ensacamento e bica para saida das impurezas, cujo funcionamento consiste no abastecimento da moega com frutos secos, que penetram por gravidade na abertura existente entre os dois cones descascadores, sendo um interno e outro externo. O cone interno e animado por movimento uniforme de rotacao e o atrito e a compressao das paredes dos cones, recobertas de borracha, sobre as capsulas, fazem com que as mesmas destaquem as cascas das sementes; a seguir, o produto cai sobre uma peneira vibratoria com furos de 3 mm de diametro, para a retirada das impurezas pequenas e, logo, passa por uma camara de succao para retirada das impurezas leves entrando, apos, em outra peneira vibratoria de furos de 11mm para proceder a selecao das sementes das impurezas maiores. As sementes sao conduzidas a uma bica para o ensacamento. Os resultados sobre o rendimento operacional se situam entre 150 a 300kg de graos por hora, dependendo do tamanho da maquina; os percentuais de impurezas presentes na semente se situam na faixa de zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA2% e as quebras sao despreziveis. A maquina e acoplada no terceiro ponto do trator, que tambem serve como fonte de potencia para o seu acionamento.
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L E G E N D A 21 - -^ MolaAnteparo reguladora da altura do^ p/ recebimento das Vagens Semi-Cilindro em relacao ao concavo 4 - Concavo3 - Haste de^ SustentacaoDescascador 5 - Pc de Apoio
L E G E N D A 21 -Semi-Ciliiidro-^ Alavanca^ Manuai Descascador 3 - Eixo do Semi-Cilindro 4 - Grampo de Cerca Galvanizado
(a) (b)^ zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZY
Figura 1. Maquina descascadora de amendoim adaptada para o descascamento da mamona;
Para avaliacao da maquina conduziu-se um ensaio na Estacao Experimental da E M B R A P A Algodao, Municipio de Barbalha, CE, utilizando-se sementes de mamona zyxwvutsrqponmlkjihgfedc(Ricinus communis L. cv. BRS 149 Nordestina), cujos frutos, apos o procedimento de secagem em condicoes naturais, pelo periodo de 12 dias, sobre piso cimentado e cujas cascas apresentavam umidade media de 4%. Para realizar o experimento tomaram-se 30 amostras de 2,0 kg de frutos que foram submetidos a dois processos de beneficiamento observado na Figura 2: a) mecanico,
(c)
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por meio do descarocador adaptado de amendoim e b) manual, atraves do atritamento da semente com o piso cimento utilizando-se uma tabua de madeira. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com 15 repeticoes, e as variaveis estudadas foram. frutos beneficiados (kg/h), percentagem de sementes descascada, percentagem de marinheiros (sementes que nao ficaram livres da casca) obtido e percentagem de casca obtida. Estabeleceu-se, nos dois tratamentos, que os frutos seriam submetidos a uma intensidade de descasque ate a abertura normal dos frutos, pela friccao do semi-cilindro sobre a tela concava da maquina ou pela tabua no processo manual. Considerou-se, tambem, a eficiencia operacional de 80% para os dois tratamentos.
(a) (b) Figura 2. Processos de beneficiamento usado no experimento zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPON
1')
