Preparação de biofilmes a partir de resíduos da indústria de curtumes

A indústria dos curtumes é uma das indústrias mais antigas e tradicionais de Portugal e é também uma das mais poluentes. Esta indústria produz muitos resíduos sólidos, entre os quais, está o pelo de bovino. A valorização deste resíduo permite reduzir o impacto ambiental e aumentar a eco-eficiência da indústria dos curtumes. O pelo de bovino, rico em queratina, é um bom candidato para a produção de biofilmes. O objetivo deste trabalho foi a valorização de um resíduo de indústria de curtume (pelo de bovino) através da produção de filmes à base de queratina por termocompressão. Foi estudada a melhor formulação e as condições operatórias mais favoráveis com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas dos filmes. O trabalho realizado durante este projeto dividiu-se em 5 partes: preparação do material, caracterização do material, seleção do pré-tratamento, produção de filmes e caracterização dos filmes. Foram produzidos filmes para a seleção do pré-tratamento e para a respetiva caracterização. Os pré-tratamentos testados foram: tratamento com detergente, tratamento com detergente e sulfureto de sódio e, tratamento com detergente e éter de petróleo. O pré-tratamento selecionado foi o tratamento com detergente. Para a produção de filmes para a posterior caracterização, foram escolhidos 4 conjuntos de condições operatórias diferentes: 160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glicerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 30% glicerol; 160 oC – 147 kN – 8 min – 40% glicerol; 160 oC – 147 kN – 12 min – 40% glicerol; identificados como Conjuntos A, B, C e D, respetivamente. Na caracterização dos filmes foram analisados vários parâmetros, nomeadamente a espessura, a permeabilidade ao vapor de água ao vapor de água, as isotérmicas de sorção, a cor, a solubilidade e as propriedades mecânicas. Também foram feitas as análises de calorimetria diferencial de varrimento (DSC) e microscopia eletrónica de varrimento (SEM). Concluiu-se que os filmes do conjunto A (160 oC – 147 kN – 8 min – 30% glicerol) tiveram um melhor desempenho apresentando espessuras médias de 0,25 0,02 mm, permeabilidade ao vapor de água ao vapor de água igual a 1,20 x 10-8 6,79 x 10-10 g/(m.s.Pa), solubilidade igual a 27,9 0,4 %, tensão de rutura média igual a 9,23 1,19 N/mm2, deformação na rutura média igual a 1,9 0,2 % e módulo de elasticidade médio igual a 554 26 N/mm2. Verificou-se um bom ajuste do modelo de GAB aos resultados experimentais. A análise DSC indicou uma temperatura de fusão aos 170 ºC para a mistura de pelo e glicerol que não se verificou nos filmes formados e indicou a temperatura de degradação do material por volta dos 240-250 ºC. A análise SEM mostrou que os filmes não estão totalmente fundidos e provou a irregularidade da superfície dos mesmos. Provou-se que é possível a produção de filmes de pelo bovino sendo ainda necessário melhorar o processo de mistura do pelo com o glicerol.

Estudo das características de adsorção de água e da estabilidade das microcápsulas de óleo essencial de laranja na seleção de material de parede

Este trabalho consistiu no estudo e comparação das características de adsorção de água de três amostras de microcápsulas de óleo essencial de laranja, obtidas pela secagem por atomização de três diferentes emulsões preparadas pela adição de óleo essencial de laranja (oel), a uma solução aquosa de material de parede (mp) constituída de capsul (5,0, 0,0 e 10,0%), goma arábica (5,0, 10,0 e 0,0%) sendo constante para as três emulsões a maltodextrina (36,0%), água (44,0%) e óleo essencial (10,0%). A microencapsulação foi realizada a 220 e 110° C de ar de entrada e saída do secador usando um atomizador rotativo a 20.000rpm. Com base à determinação das isotermas de adsorção de água a 30, 40 e 50° C e usando o modelo de GAB para ajustar os pontos experimentais foram avaliadas as características das isotermas, a estabilidade e área superficial de adsorção de água das diferentes amostras de microcápsulas obtidas. Os resultados indicaram ser importante o estudo das características de adsorção de água para estimar a estabilidade das microcápsulas de oel e a comparação destas mostrou que as microcápsulas obtidas pela secagem por atomização da emulsão preparada com 5,0% de capsul e 5,0% de goma arábica apresentaram o melhor resultado.

Análise das características de secagem da proteína texturizada de soja

As proteínas vegetais vêm sendo largamente utilizadas na indústria alimentícia como substitutas da proteína animal, além de agir como um ingrediente funcional nos mais variados produtos. Dentre as proteínas mais utilizadas encontra-se a proteína texturizada de soja. Seu processamento envolve uma etapa de secagem que é uma das operações unitárias mais relevantes e desafiadoras para a indústria alimentícia. Neste trabalho, determinaram-se as curvas de secagem de três diferentes tipos de proteína texturizada de soja (PTS), através de diferentes experimentos, variando-se a temperatura do ar de secagem (T) – 90, 110 e 130°C – a velocidade do ar de secagem (v) – 100, 125 e 150 cm.s-1 – e a altura da camada de produto (h) – 3 e 6 cm para a PTS Tipo I, 2,5 e 5 cm para a PTS Tipo II e 5 e 10 cm para a PTS Tipo III. A partir dos dados experimentais obtidos de teor de umidade em função do tempo, fez-se o ajuste a um modelo exponencial de duas constantes. Todas as combinações de parâmetros apresentaram ajustes de boa qualidade, cujos coeficientes de correlação foram superiores a 0,99. Uma das constantes obtidas (C1) apresentou valores muito próximos à unidade para todos os casos (e para os três tipos de PTS), enquanto que a outra constante (C2) apresentou valores variáveis. Realizouse, então, uma análise estatística (Teste F), a fim de verificar quais dos parâmetros estudados (bem como seus efeitos de interação) eram significativos para a determinação da constante C2 do modelo exponencial. Para as PTS tipos I e II, a um nível de 95% de significância, todos os parâmetros e efeitos de interação apresentaram-se significativos para a determinação de C2 e desenvolveu-se, então, um modelo estatístico de dez constantes em função destes Obteve-se um ótimo ajuste dos dados de C2 em função dos parâmetros aos modelos testados, atingindo-se valores de erro médio relativo (EMR) sempre inferiores a 10% e coeficientes de correlação elevados. Para a PTS Tipo III apenas dois dos parâmetros testados, somados a dois efeitos de interação, mostraram-se significativos. Apesar disso, foram obtidos os melhores ajustes através, novamente, do modelo de 10 constantes. Assim, para os três tipos de PTS, foi possível a obtenção de um modelo que prevê o tempo de processo de cada tipo de PTS, para que se atinja uma determinada umidade final, ou vice-versa, em função da umidade inicial da amostra, de sua umidade de equilíbrio e dos parâmetros de processo (T, v e h). Paralelamente, determinaram-se as isotermas de sorção de dois tipos de PTS (um contendo cerca de 20% de açúcares e outro não contendo açúcares) para quatro temperaturas (10, 20, 30 e 40°C). Para o ajuste dos dados experimentais foram utilizados os modelos de Oswin, Halsey, BET, GAB, Peleg e Darcy-Watt. Os modelos de Peleg e GAB foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais, embora outros modelos como Halsey e Oswin também se mostraram representativos para temperaturas mais elevadas. As isotermas de sorção da PTS que continha açúcar apresentaram uma inversão de comportamento em uma atividade de água em torno de 0,9, enquanto que as curvas obtidas para a outra PTS não se cruzaram em nenhum momento. O calor de sorção foi estimado, pela equação de Clausius-Clapeyron, para ambos os tipos de PTS e este aumentou com a diminuição de umidade. Estimaram-se valores de umidade de monocamada, através do ajuste dos dados ao modelo de GAB, entre 4,6 e 7,4% para a PTS Tipo I e entre 4,4 e 5,4% para a PTS Tipo IV; os valores de umidade de monocamada diminuíram com o aumento de temperatura.

Moisture sorption isotherms of fresh and blanched pumpkin (Cucurbita moschata)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Enthalpy-entropy compensation based on isotherms of mango

Dados de equilíbrio da umidade da polpa de manga foram determinados utilizando-se o método estático gravimétrico. As isotermas de adsorção e dessorção foram obtidas na faixa de 30-70 ºC e as atividades de água (a w) de 0,02 a 0,97. A utilização do modelo de GAB nos resultados experimentais, através da análise de regressão não linear, proporcionou um bom ajuste entre os dados experimentais e os valores calculados. O calor isostérico de sorção foi estimado a partir dos dados de equilíbrio de sorção, utilizando-se a equação de Clausius-Clayperon. Notou-se que os calores isostéricos de sorção crescem com o aumento da temperatura e pode ser bem ajustado através de uma relação exponencial. A teoria da compensação entalpia-entropia foi aplicada às isotermas de sorção e gráficos deltaH versus deltaS forneceram as temperaturas isocinéticas, indicando um processo de sorção entalpicamente controlado.

Effect of drying method on the adsorption isotherms and isosteric heat of passion fruit pulp powder

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Study of adsorption isotherms of green coconut pulp

O Brasil é considerado um dos maiores produtores e consumidores de frutas tropicais. O coco verde (Cocos nucifera L.) se destaca tanto em termos de produção e consumo quanto em quantidade de resíduos gerada por indústrias de água de coco e pelo consumo in natura. Portanto, existe uma necessidade de aproveitamento deste subproduto. Este trabalho teve por objetivo estudar as isotermas de adsorção da polpa de coco verde e determinação do calor isostérico de sorção. As isotermas de adsorção para as temperaturas de 30, 40, 50, 60 e 70 °C foram analisadas e evidenciaram curvas do tipo III, típicas de alimentos ricos em açúcares. Os dados experimentais de umidade de equilíbrio foram correlacionados por modelos da literatura. O modelo de GAB apresentou melhor concordância com os dados experimentais, entre os modelos avaliados. O calor isostérico de sorção é considerado um indicativo de forças atrativas intermoleculares entre os sítios de sorção de vapor de água, consequentemente, um importante fator para predizer a vida de prateleira de produtos desidratados.

Water adsorption isotherms and isosteric sorption heat of spray-dried and freeze-dried dehydrated passion fruit pulp with additives and skimmed milk

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Propriedades físico-químicas de abacate submetido à secagem convectiva e desidratação osmótica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicações de secagem para o aproveitamento de resíduos da banana, visando sua aplicação na indústria

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da secagem de polpa de coco verde em leito de jorro e viabilidade de sua utilização na indústria

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Propriedades termodinâmicas de adsorção de água e cinética de secagem de subprodutos da industrialização de abacaxi (Ananás comosus L.): casca e cilindro central

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência de encapsulantes e do método de secagem nas propriedades físico-químicas e atributos de qualidade de polpa de maracujá (Passifora edulis f. flavicarpa)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Hygroscopic behavior of buriti (Mauritia flexuosa) fruit

Foram caracterizadas a casca, a polpa e a parte fibrosa do buriti (Mauritia flexuosa) e avaliados os seus comportamentos higroscópicos, visando estabelecer condições de secagem e de armazenamento para os produtos. Foram obtidas isotermas de adsorção e dessorção de umidade a 25 °C, determinado o valor da monocamada e avaliada a aplicabilidade dos modelos: Halsey, Handerson, Kuhn, Mizrahi, Oswin, Smith, BET e GAB, na predição das isotermas. A polpa foi classificada como rica em óleo de alta qualidade e juntamente com a casca e a parte fibrosa como ricas em fibra alimentar. As isotermas dos produtos foram classificadas como do tipo II e suas estabilidades microbiológicas a 25 °C asseguradas quando apresentarem umidade inferior a 8,5, 7,3 e 11,0 gH₂O.100 g^-1de base seca, respectivamente. Segundo a avaliação, os produtos serão mais bem conservados, se acondicionados em embalagens com baixa permeabilidade ao vapor de água, e os valores da monocamada indicaram que a casca, a polpa e a parte fibrosa não devem ser secas a umidades inferiores a 5,9, 5,0 e 6,4 H₂O.100 g^-1b.s., respectivamente. O modelo de GAB foi o que melhor descreveu as isotermas dos produtos.

Processamento de farinha de resíduo de polpa de amora-preta (Rubus sp.) e avaliação de biocompostos

Pós-graduação em Biociências - FCLAS