Transferência de massa e secagem em leitos vibrofluidizados: uma revisão

O desenvolvimento de tecnologias de processamento e equipamentos requer a utilização de novos métodos e melhor qualidade do produto processado. Dentro do processo de secagem contínua, a utilização de equipamentos que promovem incremento nos coeficientes de transferência, é a de maior interesse. O uso de energia vibracional tem sido recomendado para materiais dispersos. Assim, uma revisão da literatura sobre a transferência de massa e a secagem em leitos vibrofluidizados foi realizada, envolvendo resultados experimentais e modelagem matemática.

Mecanismos de transferência de massa na desidratação osmótica de goiaba em soluções de sacarose, sucralose e açúcar invertido

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da concentração de soluções de sacarose, sucralose e açúcar invertido sobre a cinética da desidratação osmótica de pedaços de goiaba. Frações de 1/12 do fruto foram imersas em soluções de sacarose a 0,5 e 0,4 g mL-1; de sacarose a 0,3 g mL-1 + sucralose a 0,2 g L-1 e em xarope de açúcar invertido, a 50 ºC, por 2 h, sob agitação de 60 min. A solução de açúcar invertido promoveu maior perda de água e redução de massa nas amostras de goiaba submetidas à desidratação osmótica. O melhor desempenho foi obtido para o tratamento em solução de sacarose a 0,4 g mL-1; com perda de água e redução de massa semelhantes aos valores obtidos na imersão em solução de sacarose a 0,5 g mL-1 e ganho de sólidos similar ao observado em solução de sacarose a 0,3 g mL-1.

Cinética de transferência de massa de melão desidratado osmoticamente em soluções de sacarose e maltose

Cubos de melão de 20mm da variedade Cucumis melo inodorus, cultivar Gold Mine foram desidratados osmoticamente com o objetivo de se estudar a cinética de transferência de massa durante o processo. As amostras foram imersas em soluções hipertônicas de sacarose ou maltose nas concentrações de 40 a 60°Brix e a desidratação foi conduzida por 8 horas com temperatura controlada (30 ou 40°C) e agitação de 120rpm. Perda de água e incorporação de sólidos na fruta foram avaliados ao longo do processo em função da temperatura de tratamento, tipo e concentração da solução. Os coeficientes de difusão para a água e os açúcares foram estimados através de um modelo empírico da literatura, baseado na equação de Fick. Para todos os ensaios, a perda de água aumentou significativamente com a elevação da temperatura e da concentração da solução desidratante, entretanto, os ensaios com maltose promoveram uma maior taxa de saída de água da fruta e menor ganho de sólidos. O modelo empírico utilizado se ajustou adequadamente aos dados experimentais, apresentando valores do coeficiente de correlação (R²) superiores a 0,92.

Efeito do processo de desidratação osmótica a pulso de vácuo na transferência de massa e nas propriedades reológicas e de cor de fatias de manga

O presente trabalho teve como objetivo estudar as propriedades reológicas, de cor e a cinética do processo de desidratação osmótica, a pulso de vácuo, de fatias de manga. As fatias de manga foram imersas em soluções hipertônicas de sacarose, nas concentrações de 45, 55 e 65 ºBrix com temperatura controlada (20 e 30 ºC). No início do processo, aplicou-se ou não um pulso de vácuo, utilizando as pressões de 50 e 100 mbar por 10 minutos. As frutas foram desidratadas por 5 horas, sendo avaliadas em diferentes tempos em relação à perda de peso, perda de água, ganho de sólidos, a w, cor e propriedades reológicas (tensão e deformação na ruptura). O aumento da concentração e da temperatura da solução causou um aumento na perda de peso e de água enquanto que a incorporação de solutos foi favorecida em baixas concentrações e altas temperaturas e com a aplicação do pulso de vácuo. O amaciamento do produto, caracterizado pela diminuição da tensão máxima de ruptura, e o aumento da deformação na ruptura da amostra ocorreram nas condições de maior incorporação de solutos. Não houve alteração dos parâmetros de cor das mangas durante o processo de desidratação.

Efeito da impregnação a vácuo na transferência de massa durante o processo de salga de cortes de peito de frango

A impregnação a vácuo (IV) tem sido estudada como uma alternativa para reduzir o tempo dos processos de salga aplicados a diversos alimentos. Neste trabalho, foi investigada a influência da aplicação de vácuo no processo de salga de cortes de peito de frango. Os cortes foram submersos em soluções com diferentes concentrações de NaCl para a avaliação de dois processos distintos de impregnação de sal: a) processo inteiramente a pressão atmosférica (IPA); e b) com aplicação de vácuo seguido do restabelecimento da pressão atmosférica (IV). A transferência de massa entre a amostra e a solução salina foi avaliada através das determinações de ganho de água (GA), ganho de sal (GS) e ganho de massa total (GM) pelas amostras submetidas à IV e à IPA. A comparação entre os processos de IV e IPA, com 6 horas de imersão, indicou que a utilização de um período inicial de vácuo pode incrementar o GA, GS e GM em 78, 25 e 54%, respectivamente. Isso se deve à contribuição sinérgica do mecanismo hidrodinâmico (HDM) aos mecanismos osmóticos e difusivos existentes. Deste modo, a IV pode ser considerada como uma alternativa de processo para a salga de cortes de carne de frango. No entanto, deve-se estar atento para que os ganhos de água e sal sejam compatíveis com as exigências legais e tecnológicas.

Estimativa da composição gasosa em embalagem de atmosfera modificada contendo mangas (mangifera indica l.) Cv. Keitt

Foram determinadas as taxas de respiração e a perda de peso e composição gasosa no interior da embalagem, de mangas embaladas individualmente em filme de polietileno de baixa densidade com espessura de 24,5 μm, armazenadas a 7°C (80-90% UR); 12°C (75-85% UR); 17°C (70-80% UR); 22°C (65-75% UR) e 25°C (65-75% UR). A partir dos resultados experimentais e equações de transferência de massa foram calculadas a permeabilidade da casca da manga ao vapor de água e a concentração de gás carbônico do espaço livre, após ter sido atingido um estado estacionário de transferência de massa. A concentração de gás carbônico calculada foi comparada com a obtida experimentalmente, tendo sido encontradas diferenças, dependendo da temperatura, entre -16% e 29%. A permeabilidade calculada da casca foi cerca de 600 vezes maior que a do filme plástico.

Estimativa das propriedades térmicas efetivas de grãos em um secador de leito fixo

A secagem de grãos em leito fixo é um processo complexo, ocorrendo simultaneamente a transferência de calor e de massa, dificultando a estimativa dos parâmetros térmicos efetivos, pois estes podem sofrer variações significativas no decorrer da secagem em função de alterações no teor de umidade. Neste trabalho, este problema foi contornado estimando-se os parâmetros térmicos efetivos no final da secagem, quando o teor de umidade dos grãos que compõem o leito alcança valores de equilíbrio, deixando de existir a transferência de massa, persistindo apenas a transferência de calor em regime permanente. Nestas condições, o leito possui um teor de umidade constante e a estimativa dos parâmetros térmicos efetivos pode ser efetuada a partir do ajuste de um modelo pseudo-homogêneo bidimensional estático à várias medidas de temperatura no leito de grãos no final da secagem. Os resultados indicam que a estratégia utilizada para estimativa da condutividade térmica efetiva radial e do coeficiente efetivo de transferência de calor parede-leito foi adequada. Além do que, constatou-se que dentre os grãos estudados - soja, feijão, milho e trigo - a soja apresenta os menores valores de condutividade efetiva radial, enquanto o trigo apresenta o maior valor do coeficiente de transferência de calor parede-leito.

Influência de pré-influência de pré-tratamentos sobre a desidratação osmótica de carambolas

A desidratação osmótica (DO) de fatias de carambola (Averrhoa carambola L.) em solução de sacarose foi estudada, com o objetivo de otimizar o processo. Num primeiro conjunto de experimentos, aplicou-se revestimento de coberturas comestíveis (pectina ou pectina+amido) sobre as fatias, seguido de DO em solução aquosa de sacarose (50%, p/p, 27°C). Num segundo conjunto, foi realizada secagem parcial da cobertura, em estufa, antes da DO. Num terceiro conjunto de experimentos testou-se a adição de CaCl2 na solução osmótica. A aplicação dos revestimentos antes da DO não melhorou a eficiência (máxima perda água/ganho soluto) devido à grande retenção de umidade e à fácil impregnação de sacarose nos mesmos, enquanto que o tecido vegetal sem revestimento restringiu mais o ganho de soluto e propiciou maior saída de água. A utilização de CaCl2 a 0,04M, na própria solução osmótica de sacarose, melhorou ligeiramente a eficiência do processo, em relação à solução sem o sal. A DO em solução de sacarose, sem e com a adição de CaCl2, geraram resultados positivos na qualidade sensorial da carambola em fatias, desidratadas em secador (60 e 70°C), em comparação com a fruta não tratada, sendo que a melhor temperatura de secagem foi 60°C.

Estudo da desidratação osmótica de tomate em soluções ternárias pela metodologia de superfície de resposta

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da temperatura (20 - 40 °C), da composição da solução (0% NaCl/65% sacarose - 10% NaCl/55% sacarose) e do nível de agitação (0 - 1000 rpm), na desidratação osmótica de metades de tomate. O processo foi realizado em um tanque encamisado conectado a um banho termostático, sendo a agitação da solução osmótica promovida por um agitador mecânico e medida por um tacômetro digital. Os resultados foram analisados por metodologia de superfície de resposta, de acordo com um planejamento experimental fatorial 2³ completo. A perda de água, o ganho de sal e de sacarose e a atividade de água final dos produtos foram influenciados positivamente pela temperatura e pelo aumento do teor de sal na solução. A agitação influenciou somente a perda de água, indicando que, neste caso, a transferência de massa não é governada apenas por um mecanismo interno de difusão. A proximidade do equilíbrio atingida em cada ensaio foi verificada pela relação entre as atividades de água da solução e das amostras. As amostras processadas em soluções com maior quantidade de sal foram as que se apresentaram mais distantes do equilíbrio, após 3 h de processo.

Influência de revestimentos comestíveis na redução de ganho de sólidos em jenipapos desidratados osmoticamente

A desidratação osmótica é um processo que pode ser aplicado a frutos, para aumentar sua vida útil e, conseqüentemente, reduzir o percentual de perdas. Na aplicação deste processo em jenipapo, foi observada uma elevada incorporação de sólidos solúveis, considerada desvantajosa por reduzir a similaridade entre o produto e o fruto "in natura". Neste trabalho, foram empregados revestimentos comestíveis à base de alginato e pectina de baixa metoxilação, com o objetivo de diminuir a transferência de massa, cuja eficácia foi avaliada em jenipapos adquiridos nos supermercados da Região metropolitana do Recife, nas condições em que são comercializados. A pesquisa foi desenvolvida em duas etapas. A primeira, por meio de planejamento fatorial fracionário 2(3-1), com o objetivo de estudar a influência das coberturas, constituída por três tratamentos: A (frutos sem revestimento); B (frutos cobertos com alginato); e C (frutos cobertos com pectina. A segunda, por planejamento fatorial 2³, para determinar a influência das variáveis independentes, temperatura, tipo de cobertura e geometria sobre a perda de umidade, ganho de solutos, variação de peso e taxa de DEI (Dehydration Efficiency Index). Os resultados obtidos na 1ª etapa evidenciaram que: as coberturas foram eficientes na redução da incorporação de solutos, bem como no aumento de perda de umidade; os maiores DEI, em ambas as coberturas, foram obtidos a 50 °Brix, sendo o máximo a 30 °C e geometria representada por um quarto de fruta. Na 2ª etapa, foram confirmados maior influência da geometria sobre a perda de umidade e o ganho de solutos e das coberturas sobre a variação de peso e perda de umidade. Foi constatado que a temperatura exerce decisiva influência sobre as demais variáveis, com exceção dos DEI. Os resultados permitiram concluir que os menores ganhos de solutos, associados a uma satisfatória perda de umidade, foram obtidos com cobertura de alginato, geometria representada por um quarto de fruta, a 50 °Brix, independente das temperaturas, permitindo fixá-las em 50 °C.

Novo modelo de parâmetros concentrados aplicado à hidratação de grãos

Este trabalho apresenta um novo modelo fenomenológico de parâmetros concentrados para a hidratação de grãos de soja, obtido a partir de um balanço de massa em regime transiente nos grãos, admitindo duas hipóteses básicas: 1º) variação do volume do grão diretamente proporcional à variação da sua massa ao longo da hidratação; e 2º) variação exponencial do coeficiente de transferência de massa aparente em função da concentração de água na soja. Este modelo possui apenas dois parâmetros, os quais foram estimados a partir do ajuste deste às medidas da umidade do grão ao longo do tempo, avaliadas em várias temperaturas. Os resultados revelam que o modelo proposto é adequado, enquanto o coeficiente de transferência de massa aparente depende da temperatura e apresenta variações significativas ao longo da hidratação.

Otimização da desidratação osmótica de filés de mapará (Hypophthalmus edentatus) através da metodologia de superfície de resposta

A desidratação osmótica de filés de mapará tem sido utilizada como pré-tratamento antes da secagem e refrigeração de alimentos como um meio de reduzir a umidade dos produtos. O objetivo do trabalho foi otimizar a transferência de massa ocorrida durante a desidratação osmótica de mapará através da metodologia de superfície de resposta. A desidratação osmótica foi realizada de acordo com um planejamento fatorial completo 2³, com oito pontos fatoriais, três centrais e seis axiais, totalizando 17 ensaios, em que o valor das variáveis dependentes, a perda de peso (PP), a perda de água (PA), o ganho de sólidos (GS), GS/PA e ácido tiobarbitúrico (TBA), são funções das variáveis independentes, temperatura, concentração de NaCl e tempo de imersão. A análise estatística aplicada aos dados experimentais foi realizada através do erro puro e pelo SS residual. Aplicando a metodologia de superfície de resposta, a condição ótima de convergência de menor perda de peso, maior perda de água e menor ganho de sal correspondeu a uma concentração de cloreto de sódio de 22%, temperatura de 46 °C e tempo de 7 horas.

Modelagem matemática e análise da hidratação de grãos de ervilha

Desenvolveu-se um modelo matemático para estimar a concentração de água em grãos de ervilha durante sua hidratação, o qual foi obtido a partir de um balanço de massa em regime transiente, considerando-se volume constante e geometria esférica. Este modelo é representado por uma equação diferencial ordinária de primeira ordem e possui dois parâmetros: o coeficiente de transferência de massa (Ks) e a concentração de equilíbrio (ρAeq). Ambos foram ajustados numericamente tomando-se como critério a minimização da soma dos resíduos quadráticos, utilizando-se dados experimentais de hidratação de grãos de ervilha a 20, 30, 40, 50 e 60 ºC. Em todas as temperaturas, o modelo representou as principais tendências do processo de hidratação com desvios inferiores a 5%. Foi observado que Ks apresentou um comportamento segundo a equação de Arrhenius frente à temperatura, Ks = 182,8 exp (-3521/T), enquanto ρAeq permaneceu praticamente constante, obtendo-se um valor médio de 0,53 g.mL-1. Utilizando-se a correlação de Ks e assumindo-se o valor de ρAeq médio, obteve-se um modelo generalizado, o qual apresentou para todos os dados um desvio ligeiramente superior a 7%. Adicionalmente, constatou-se que a densidade dos grãos de ervilha permaneceu praticamente constante ao longo da hidratação independentemente da temperatura.

O impacto do índice de massa corpórea nos resultados de fertilização in vitro

OBJETIVO: avaliar o impacto do índice de massa corpórea (IMC) nos resultados de FIV/ICSI (Fertilização in vitro/injeção intracitoplasmática de espermatozoide) obtidos no Serviço de Reprodução Humana da Faculdade de Medicina do ABC. MÉTODOS: estudo retrospectivo que incluiu 488 ciclos de FIV/ICSI de 385 pacientes. As pacientes foram divididas em dois grupos de acordo com o IMC em peso normal (18,5 > IMC <25 kg/m²) e sobrepeso/obesidade (IMC >25 kg/m²). Foram avaliados a dose de hormônio folículo-estimulante recombinante (FSHr) utilizada, as taxas de cancelamento dos ciclos por resposta ovariana, e os resultados do laboratório de reprodução assistida como o número de oócitos, número de embriões de boa qualidade, número de embriões transferidos, e as taxas de gravidez, gestação química, abortamento e nascimentos. Para a comparação das variáveis quantitativas entre os grupos foi utilizado o teste t e o teste χ2 para comparação entre as variáveis qualitativas. Os valores de p<0,05 foram considerados significativos. RESULTADOS: considerando características da indução da ovulação, não houve diferença estatística significante entre os grupos quanto a dose de FSHr utilizada e a taxa de cancelamento, p=0,47 e p=0,85, respectivamente. Quanto aos resultados do laboratório, o número de oócitos recuperados por ciclo foi semelhante entre os grupos (p=0,09), bem como o número de embriões de boa qualidade obtidos e transferidos (p=0,7 e p=0,6). A taxa de gravidez por transferência embrionária foi de 27,6% no grupo com peso normal e 29,6% no grupo com sobrepeso/obesidade (p=0,76). As taxas de abortamento e de nascimentos foram semelhantes entre os grupos: p=0,54 e p=0,94. CONCLUSÃO: o IMC não influenciou os resultados de FIV/ICSI avaliados.

Influência da granulometria, do diâmetro e do comprimento de amostras de grãos triturados de soja na determinação de coeficientes simultâneos de transferência

Este trabalho teve como principal objetivo verificar a influência da granulometria de grãos de soja triturados, assim como do diâmetro e do comprimento do corpo-de-prova na determinação de coeficientes simultâneos de transferência de calor e massa. Utilizando-se equipamentos de coluna fechada e de coluna aberta, foram testadas três granulometrias, dois comprimentos e três diâmetros diferentes para as amostras, totalizando dezoito condições experimentais. Nos experimentos com o equipamento de coluna fechada, a maior influência na avaliação da condutividade térmica foi devida aos valores de fluxo de calor obtidos. Tanto nos experimentos de coluna fechada quanto de coluna aberta, a contribuição dos fenômenos simultâneos deve ser considerada. O comprimento e a granulometria têm influência na determinação da condutividade térmica e na difusividade mássica, ao passo que o diâmetro só interfere na obtenção do valor da difusividade mássica.