Propriedades termofísicas de soluções modelo similares a sucos - Parte I

Propriedades termofísicas, difusividade térmica e calor específico, de soluções modelo similares a sucos, foram determinadas experimentalmente e ajustadas a modelos matemáticos (STATISTICA 6.0), em função da sua composição química. Para definição das soluções modelo foi realizado um planejamento estrela mantendo-se fixa a quantidade de ácido (1,5%) e variando-se a água (82-98,5%), o carboidrato (0-15%) e a gordura (0-1,5%). A determinação do calor específico foi realizada através do método de Hwang & Hayakawa e a difusividade térmica com base no método de Dickerson. Os resultados de cada propriedade foram analisados através de superfícies de respostas. Foram encontrados resultados significativos para as propriedades, mostrando que os modelos encontrados representam significativamente as mudanças das propriedades térmicas dos sucos, com alterações na composição e na temperatura.

Propriedades termofísicas de soluções-modelo similares a sucos: parte II

Propriedades termofísicas, densidade e viscosidade de soluções-modelo similares a sucos foram determinadas experimentalmente. Os resultados foram comparados aos preditos por modelos matemáticos (STATISTICA 6.0) e obtidos da literatura em função da sua composição química. Para definição das soluções-modelo, foi realizado um planejamento estrela, mantendo-se fixa a quanti-dade de ácido (1,5%) e variando-se a água (82-98,5%), o carboidrato (0-15%) e a gordura (0-1,5%). A densidade foi determinada em picnômetro. A viscosidade foi determinada em viscosímetro Brookfield modelo LVF. A condutividade térmica foi calculada com o conhecimento das propriedades difusividade térmica e calor específico (apresentados na Parte I deste trabalho MOURA [7]) e da densidade. Os resultados de cada propriedade foram analisados através de superfícies de respostas. Foram encontrados resultados significativos para as propriedades, mostrando que os modelos encontrados representam as mudanças das propriedades térmicas e físicas dos sucos, com alterações na composição e na temperatura.

Análise da variação das propriedades físicas dos grãos de soja durante o processo de secagem

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de se avaliar o efeito da secagem nas propriedades físicas dos grãos de soja, e analisar as diferentes metodologias de determinação da massa específica aparente e da massa específica real. Além disso, avaliaramse a contração volumétrica dos grãos de soja durante a secagem e, ajustes de diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais das propriedades analisadas, em função do teor de água. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que a redução do teor de água provoca diminuição linear da porosidade na faixa entre 0,31 e 0,15 (b.s.) e aumento das massas específicas aparente e real. Além disso, os resultados obtidos para massa específica real e aparente, pelo método de determinação com base nos constituintes dos grãos de soja, apresentaram-se inferiores aos valores experimentais. Os modelos de BALA & WOODS [2] adaptado, RAHMAN, linear e exponencial são apropriados para descrição da contração volumétrica da massa de grãos de soja, enquanto o modelo de BALA & WOODS [2] adaptado é o mais apropriado para descrição da contração volumétrica unitária da soja.

Reconocimiento de alimentos vegetales: caracterización micro-gráfica del grano de avena

Se estudia la estructura micrográfica del grano de seis variedades de avena con la finalidad de su caracterización, para desarrollar parámetros de identificación en alimentos elaborados con la misma y, consecuentemente, determinar su autenticidad, contribuyendo a optimizar la producción, la comercialización y el consumo del cereal y sus derivados. El diseño experimental consistió en el estudio micrográfico de los granos vestidos y desnudos efectuando un análisis morfológico mediante observación con lupa binocular y fotografía, ultraestructural utilizando microscopio electrónico de barrido, micrográfico y micrométrico, empleando el sistema de video microscopia digitalizado y software adecuado. Dada su variabilidad natural, los estudios se efectuaron durante tres temporadas consecutivas sobre muestras cosechadas de variedades procedentes de cultivos de semillas certificadas, y sobre alimentos procesados (avena arrollada y salvado de avena comerciales). Los resultados consistieron en diseños micrográficos, y en valores micrométricos de gránulos de almidón relacionados, además, en modelos matemáticos. En todos los casos se validó estadísticamente. Como parámetros micrográficos de caracterización se seleccionaron las estructuras diferenciales, que revelaron una presencia constante en el vegetal y resistieron los tratamientos tecnológicos, y las características y dimensiones del almidón.

Efeito da extrusão sobre a adsorção de água de farinhas mistas pré-gelatinizadas de arroz e bagaço de jabuticaba

O efeito das variáveis de extrusão de misturas de farinha de arroz polido (FAP) e de bagaço de jabuticaba (FBJ) foi estudado em função das características de adsorção de água e da estabilidade dos produtos extrusados (FME). A metodologia de superfície de resposta (MSR) do tipo 2³ foi usada para a obtenção de um modelo matemático preditivo para a estabilidade das farinhas. O desenho experimental foi elaborado para verificar o efeito de dois níveis de substituição de FBJ como fonte de fibra (15 e 25%), dois níveis de velocidade de rotação do parafuso (100 e 200 rpm) e duas condições de aquecimento na 3ª zona do extrusor (120 e 180ºC), originando oito tratamentos. As características de adsorção de água das FAP, FBJ e de suas misturas foram comparadas e estudadas por meio de isotermas de adsorção expressas como atividades de água (A W), que variaram de 0,113 a 0,973, a temperatura de 25ºC. Os dados experimentais das isotermas foram ajustados a modelos matemáticos de GAB, o que originou o coeficiente Xm (umidade de equilíbrio na monocamada) aplicada à MSR como variável resposta para avaliar a estabilidade das farinhas extrusadas. Os resultados obtidos permitiram verificar a importância das três variáveis durante o processo de extrusão. As curvas das isotermas apresentaram características de superfícies hidrofílicas de forma sigmoidal do tipo II. A região de umidade intermediária das isotermas revelou que a FAP adsorve maior quantidade de água por unidade de A W, seguida pelas misturas extrusadas. A FBJ mostrou ser menos higroscópica neste caso. Quanto à estabilidade das misturas extrusadas, as três variáveis de extrusão foram significativas, verificando-se um aumento com o aumento da FBJ e com o aumento da temperatura, enquanto que houve um decréscimo com a velocidade de rotação, porém, de menor efeito. A combinação de valores elevados de temperatura e porcentagem de FBJ aumentou a estabilidade das farinhas extrusadas.

Isotermas e calor isostérico de sorção do feijão

O teor de água de equilíbrio dos grãos de feijão foi determinado pelo método dinâmico-gravimétrico para temperaturas entre 25 e 55 °C e atividades de água para cada temperatura, entre 0,20 e 0,75. Observou-se que o teor de água decresce com o aumento da temperatura para uma dada atividade de água à semelhança dos produtos higroscópicos. Aos dados experimentais foram ajustados diversos modelos matemáticos disponíveis na literatura (Brunauer-Emmett-Teller, Chung Pfost, Copace, Guggenhein-Anderson-de Boer, Halsey Modificado, Henderson, Henderson Modificado, Oswin, Sabbah e Sigma Copace). Segundo os parâmetros estatísticos de análise, o modelo de Halsey Modificado foi o que descreveu melhor a higroscopicidade do feijão. A partir dos resultados obtidos calculou-se o calor isostérico para cada teor de água de equilíbrio. Observou-se que o calor isostérico aumenta com a diminuição do conteúdo de água do produto, indicando que a redução do teor de água aumenta a energia necessária para a remoção de água. Os valores de calor isostérico para os grãos de feijão na faixa de umidade de 10,10 a 21,71 (% b.s.), variam de 3961 a 2718 kJ kg-1.

Comportamento higroscópico do resíduo seco de camarão-rosa

Estudou-se o comportamento higroscópico do resíduo seco de camarão-rosa (Peneaus subtilis), o qual foi caracterizado como sendo rico em proteínas totais (42,59%) e resíduo mineral fixo (22,01%). Foram construídas isotermas de adsorção e dessorção de umidade a 10, 25, e 40 °C. Determinou-se o valor da monocamada e o calor de dessorção, e testou-se a aplicabilidade de treze modelos matemáticos na predição dos dados de sorção. O produto apresentou isotermas do Tipo II. Os dados de adsorção mostraram que para que o produto apresente estabilidade microbiológica (a w < 0,6), o resíduo seco necessitará estar com umidade inferior a 13,0 g H2O.100 g -1 b.s. na adsorção e 14,0 g H2O.100 g-1 b.s. na dessorção. Os valores da monocamada, para a dessorção, indicam que o resíduo não deve ser seco a níveis de umidade inferiores a 7,29 g H2O.100 g -1 b.s., para evitar gasto desnecessário de energia. Os calores de dessorção evidenciaram a não necessidade de grandes quantidades de energia para secar o resíduo até níveis de umidade que o tornem microbiologicamente estável (a w< 0,6). De acordo com os ajustes os modelos de Oswin e Halsey (bi-paramétricos) e GAB, BET modificada, Hailwood-Horrobin, Anderson, Anderson-Hall e Gascoyne-Pethig (tri-paramétricos), podem ser utilizados na predição das isotermas de sorção do resíduo.

Determinação de umidade em café cru usando espectroscopia NIR e regressão multivariada

A espectroscopia na região do infravermelho próximo (NIR) foi usada para determinar o teor de umidade em amostras de café cru. Foram construídos modelos de regressão usando o método dos mínimos quadrados parciais (PLS) com diferentes pré-tratamentos de dados e 157 espectros NIR coletados de amostras de café usando um acessório de reflectância difusa, na região entre 4500 e 10000 cm-1. Os espectros originais passaram por diferentes transformações e pré-tratamentos matemáticos, como a transformação Kubelka-Munk; a correção multiplicativa de sinal (MSC); o alisamento com SPLINE e a média móvel, e os dados foram escalados pela variância. O modelo de regressão permitiu determinar o teor de umidade nas amostras de café cru com erro quadrático médio de calibração (SEC) de 0,569 g.100 g -1; erro quadrático médio de validação de 0,298 g.100 g -1; coeficiente de correlação (r) 0,712 e 0,818 para calibração e validação, respectivamente; e erro relativo médio de 4,1% para amostras de validação.

Aplicação de lipase e monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras

Neste trabalho, estudou-se a aplicação da enzima lipase e do emulsificante monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras, com o objetivo de verificar a possibilidade de substituição do emulsificante pela enzima. Inicialmente, foi realizada a caracterização das matérias-primas principais (farinha e farelo de trigo). Os pães de forma foram elaborados pelo método de massa direta. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo composto central rotacional com duas variáveis independentes: i) dosagem de lipase; e ii) dosagem de monoglicerídeo e, paralelamente, realizou-se um teste controle (sem adição de lipase e monoglicerídeo) para comparação. As variáveis dependentes foram as características de qualidade dos pães: i) volume específico; ii) aceitação sensorial (aparência, textura, aroma e sabor); e iii) vida de prateleira avaliada pela umidade do miolo e firmeza dos pães após 1, 4 e 7 dias do forneamento. Dentro das faixas estudadas, foi possível verificar que somente a umidade dos pães no quarto e sétimo dia após o processamento foi influenciada pela variação das dosagens de lipase e monoglicerídeo. Na avaliação sensorial, verificou-se que as notas médias atribuídas aos pães do teste controle foram inferiores à menor nota média dos ensaios do planejamento experimental, com exceção do sabor e aroma. Como não foi possível obter modelos matemáticos para todas as respostas, foram selecionados os ensaios 5 (1% monoglicerídeo), 7 (25 ppm lipase) e 9 (25 ppm lipase e 1% monoglicerídeo) do planejamento experimental, e o teste controle, para a avaliação dos resultados por análise de variância. Nas condições em que os ensaios foram conduzidos e para as faixas de lipase (0 a 50 ppm) e monoglicerídeo (0 a 2%) estudadas, verificou-se a possibilidade de substituir o monoglicerídeo por lipase em formulação de pão de forma enriquecido com fibras.

Comportamento higroscópico do açaí e cupuaçu em pó

Neste trabalho, isotermas de adsorção e dessorção do açaí (Euterpe oleracea Mart.) e do cupuaçu (Theobroma grandiflorum Schum.) em pó foram determinadas experimentalmente com o auxílio de higrômetro AQUAlab3TE da Decagon nas temperaturas de 15, 25 e 35 °C. As curvas obtidas apresentaram um comportamento do tipo III, característico de materiais ricos em carboidratos. Os dados experimentais de adsorção e dessorção dos produtos foram ajustados, por análise de regressão não-linear, usando o aplicativo STATISTICA para Windows 5.1B, aos modelos matemáticos de Handerson, Oswin, GAB e BET-modificado. Os modelos de Oswin e GAB foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais de sorção de umidade para o açaí e cupuaçu em pó, respectivamente. Determinou-se ainda a monocamada para os dois produtos e o calor de dessorção para o açaí em pó.

Secagem de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação: cinética e avaliação de modelos

O presente estudo teve como objetivos investigar o efeito da impregnação de sacarose e de açúcar invertido na taxa de secagem por convecção de abacaxi e avaliar a adequação de nove modelos matemáticos na descrição das curvas de secagem. Os testes experimentais foram feitos empregando-se coroas circulares de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação em soluções de sacarose (0,40, 0,44 e 0,47 g.mL-1) e em xarope de açúcar invertido. A pré-desidratação osmótica foi realizada a 40 e 50 ºC, por 2 horas, sob agitação de 60 min-1. A secagem por convecção foi feita em secador do tipo gabinete com bandejas, a 60 ºC e 1,25 m.s-1. O grau de ajuste dos modelos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação, da raiz do erro quadrático médio, do erro percentual absoluto médio e por análise de dispersão de resíduos. As maiores taxas de secagem foram obtidas para amostras in natura; naquelas pré-desidratadas osmoticamente, o aumento da concentração da solução ocasionou a diminuição da taxa de secagem. O modelo de Wang e Singh foi o que melhor descreveu a secagem por convecção de coroas circulares de abacaxi.

Propiedades termofísicas del jugo concentrado de lulo a temperaturas por encima del punto de congelación

En este trabajo fueron determinados experimentalmente el calor específico, conductividad térmica, difusividad térmica y densidad del jugo de lulo en el rango de contenido de agua de 0.55 a 0.90 (p/p en base húmeda) y en temperaturas variando de 4 a 78.6 °C. La conductividad térmica y el calor específico fueron obtenidos utilizando el mismo aparato - una célula constituida de dos cilindros concéntricos - operando en estado estacionario y no- estacionario, respectivamente. La difusividad térmica fue obtenida a través del método de Dickerson y la densidad determinada por picnometria. Tanto la temperatura como el contenido de agua presentaron una fuerte influencia en los datos experimentales de las propiedades termofísicas del jugo de lulo. Los resultados obtenidos fueron utilizados para obtener modelos matemáticos y predecir estas propiedades en función de la concentración y la temperatura.

Ajuste de isotermas de sorção de sementes de cultivares de feijoeiro

É possível estabelecer uma relação entre o teor de água livre na semente e sua conservação, expresso pela atividade de água, através da relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio na semente e a pressão de vapor de água pura, à mesma temperatura. Uma isoterma é uma curva que descreve a relação de equilíbrio de uma quantidade de água sorvida por componentes da semente e a pressão de vapor ou umidade relativa, a uma temperatura específica. O objetivo deste trabalho foi estudar as isotermas de sorção para sementes de feijoeiro dos cultivares Tibatã e Una. Os graus de umidade das sementes foram ajustados, antes do armazenamento, em dessecadores com sílica gel ou através de reidratação sobre água. Para o controle da quantidade de água removida ou absorvida, as subamostras foram pesadas periodicamente, sendo o processo encerrado ao ser atingido o peso correspondente ao grau de umidade final desejado para cada tratamento. Foram realizadas determinações de umidade e de atividade de água e utilizados diferentes modelos de equações empíricas que correlacionam dados experimentais das isotermas de sorção em materiais biológicos. O melhor ajuste das isotermas de sorção foi alcançado pelos modelos de Oswin e Peleg para sementes de feijoeiro, cultivares Tibatã e Una, respectivamente.

Avaliação de modelos de secagem em camada fina de sementes de maracujá amarelo

Este trabalho foi realizado com o objetivo de determinar o modelo, dentre cinco modelos matemáticos pré-selecionados, que melhor descreve a secagem por convecção em camada fina de sementes de maracujá-amarelo. Os testes de secagem foram realizados em protótipo de secador de leito fixo, com fluxo de ar ascendente, empregando-se três níveis de temperatura (30, 37 e 40 ºC), três níveis de fluxo de ar (0,4; 0,8 e 1,0 m³ s-1 m-2) e dois teores iniciais de água (23,3 e 32,9% b.u.). Todos os experimentos foram realizados em ambiente com temperatura de 29,3±1,5 ºC e razão da mistura de 0,016±0,003 kg kg-1. O modelo exponencial duplo com quatro parâmetros descreveu de forma mais acurada as curvas de secagem. O coeficiente de determinação obtido foi de 0,9056 e o erro padrão de ajustamento foi igual a 1,4 pontos percentuais de teor de água.