Datos experimentales de la cinética del secado y del modelo matemático para pulpa de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) en rodajas

En este trabajo fueron obtenidos experimentalmente la cinética del secado de la pulpa de cupuaçu en forma de rodajas con espesor de 0,5 cm. El secado fue realizado utilizándose un secador laboratorial de bandejas, a las temperaturas de 50, 60 y 70 ºC y a la velocidad del aire de secado de 1,5 m/s. De acuerdo con los datos de la cinética del secado se puede observar que cuanto mayor es la temperatura del secado mayor es la velocidad del secado. El tiempo requerido para secar el producto hasta una humedad del 20%, fueron 9,2, 8,1 y 7,3 horas para las temperaturas de secado de 50, 60 y 70 ºC respectivamente. Las curvas experimentales del secado fueron ajustados al modelo difusional de Fick considerándose la muestra como una lámina infinita y al modelo de Page. Los dos modelos se ajustaron bien a los datos experimentales. Los coeficientes de difusión del modelo de Fick variaron de 1.171 a 1.561 m/s².

Determinação da difusividade efetiva de raiz de chicória

Inulin is a fructooligosacharide found in diverse agricultural products, amongst them garlic, banana, Jerusalem artichoke and chicory root. Inulin generally is used in developed countries, as a substitute of sugar and/or fat due to its characteristics of fitting as functional and dietary food. Chicory root is usually used as source and raw material for commercial extration of inulin. The experiments consisted on drying sliced chicory roots based on a factorial experimental design in a convective dryer whose alows the air to pass perpendicularly through the tray. Effective diffusivity (dependent variable) has been determined for each experimental combination of independent variables (air temperature and velocity). The data curves have been fitted by the solution of the second Fick law and Page's model. Effective difusivity varied from 3.51 x 10-10 m² s-1 to 1.036 x 10-10 m² s-1. It is concluded that, for the range of studied values, air temperature is the only statistically significant variable. So, a first order mathematical model was obtained, representing effective diffusivity behavior as function of air temperature. The best drying condition was correspondent to the trial using the highest drying air temperature.

Estudo do processo de secagem em leito de espuma de cenoura, tomate, beterraba e morango

Em geral, produtos agrícolas são produzidos em larga escala e essa produtividade cresce proporcionalmente ao seu consumo. Entretanto, outro fator também cresce de forma proporcional, as perdas pós-colheita, o que sugere a utilização de tecnologias para aumentar a utilização desses produtos mitigando o desperdício e aumentando sua a vida de prateleira. Além disso, oferecer o produto durante o período de entressafra. No presente trabalho, foi utilizado à tecnologia de secagem em leito de espuma aplicada a cenoura, beterraba, tomate e morango, produtos amplamente produzidos e consumidos no Brasil. Neste trabalho, os quatros produtos foram submetidos à secagem em leito de espuma em secador com ar circulado em temperaturas controladas de 40, 50, 60, 70 e 80 °C. A descrição da cinética de secagem foi realizada pelo ajuste de modelos matemáticos para cada temperatura do ar de secagem. Além disso, foi proposto um modelo matemático generalizado ajustado por regressão não linear. O modelo de Page obteve o melhor ajuste sobre os dados de secagem em todos os produtos testados, com um coeficiente de determinação (R²) superior a 98% em todas as temperaturas avaliadas. Além disso, foi possível modelar a influência da temperatura do ar sobre o parâmetro k do modelo de Page através da utilização de um modelo exponencial. O coeficiente de difusão efetiva aumentou com a elevação da temperatura, apresentando valores entre 10-8e 10-7 m².s-¹ para as temperaturas de processo. A relação entre o coeficiente de difusão efetiva e a temperatura de secagem pôde ser descrita pela equação de Arrhenius.

Estudo da cinética e influência dos métodos de secagem sobre as propriedades físico-químicas de soro de leite

O soro de leite é um subproduto da fabricação do queijo, seja por acidificação ou por processo enzimático. Em condições ideais, a caseína do leite se agrega formando um gel, que posteriormente cortado, induz a separação e liberação do soro. É utilizado de diversas formas em toda a indústria alimentícia, possui rica composição em lactose, sais minerais e proteínas. A desidratação é um dos principais processos utilizados para beneficiamento e transformação do soro. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos métodos de secagem: liofilização, leito de espuma (nas temperaturas de 40, 50, 60, 70 e 80ºC) e spray-dryer (nas temperaturas de 55, 60, 65, 70 e 75ºC), sobre as características de umidade, proteína, cor e solubilidade do soro, bem como estudar o seu processo de secagem. O soro foi obtido e desidratado após concentração por osmose reversa, testando 11 tratamentos, em 3 repetições, utilizando um delineamento inteiramente casualizado. Os resultados demonstraram que o modelo matemático que melhor se ajustou foi o modelo de Page, apresentado um coeficiente de determinação ajustado acima de 0,98 e erro padrão da regressão em todas as temperaturas abaixo de 0,04 para o método por leito de espuma. Para o método de liofilização os respectivos valores foram 0,9975 e 0,01612. A partir disso, pode-se elaborar um modelo matemático generalizado, apresentando um coeficiente de determinação igual a 0,9888. No caso do leito de espuma, observou-se que à medida que se aumenta a temperatura do ar de secagem, o tempo de secagem diminui e os valores do coeficiente de difusão efetiva aumentam. Porém, a redução no tempo de secagem entre os intervalos de temperatura, diminui com o aumento da mesma. A energia de ativação para a difusão no processo de secagem do soro foi de 26,650 kJ/mol e para todas as avaliações físico-químicas e tecnológicas, a análise de variância apresentou um valor de F significativo (p<0,05), indicando que há pelo menos um contraste entre as médias dos tratamentos que é significativo.

Modelagem matemática da secagem em camada delgada de bagaço de uva fermentado

O objetivo deste trabalho foi determinar as características da secagem de bagaço de uva fermentado em secador com ar aquecido, avaliar a capacidade descritiva de conhecidos modelos matemáticos de secagem em camada delgada, e obter os valores de difusividade efetiva e a energia de ativação. Os experimentos de secagem foram conduzidos a 50, 60, 70, 80 e 90ºC, com a velocidade do ar de secagem de 1,0 m s-1. Foram comparados dez diferentes modelos matemáticos de secagem em camada delgada, de acordo com os valores do coeficiente de determinação (R²), qui-quadrado (χ²), raiz do quadrado médio residual (RQMR) e erro médio relativo (P), estimados pelas curvas de secagem. Os efeitos da temperatura de secagem nos coeficientes e nas constantes foram preditos pelos modelos de regressão. O modelo de Page modificado foi selecionado para representar o comportamento da secagem em camada delgada de bagaço de uva. Os valores médios da difusividade efetiva variaram de 1,0091 x 10-9 m² s-1 a 3,0421 x 10-9 m² s-1 nas temperaturas avaliadas. A dependência da difusividade efetiva pela temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius, com o valor de energia de ativação de 24,512 kJ mol-1.

Determinação da difusividade efetiva de raiz de chicória

A inulina é um frutooligossacarídeo encontrado em diversos produtos agrícolas, dentre os quais o alho, a banana, a alcachofra de Jerusalém e a raiz de chicória. A inulina é geralmente utilizada em países desenvolvidos, como substituto do açúcar e/ou gordura devido as suas características que a enquadram como alimento funcional e dietético. A raiz de chicória é utilizada como fonte e matéria-prima para a extração comercial de inulina. Os experimentos constituíram-se na secagem das raízes fatiadas em um secador convectivo com fluxo do ar perpendicular, com base em um planejamento fatorial. Pôde-se determinar a difusividade efetiva (variável dependente) para cada uma das combinações das variáveis independentes (temperatura e velocidade do ar), sendo as curvas desses resultados ajustadas pela solução da Segunda Lei de Fick e pelo modelo de Page. A difusividade efetiva variou de 3,51 x 10-10 m² s-1 até 10,36 x 10-10 m² s-1. Concluiu-se que, para a região de valores estudada, somente a temperatura do ar é estatisticamente significativa. Obteve-se, assim, modelo matemático de primeira ordem, representando o comportamento da difusividade efetiva em função da temperatura do ar. A melhor condição de secagem obtida foi a que utiliza a maior temperatura de ar de secagem.

Determinação da difusividade e da energia de ativação para feijão macassar (Vigna unguiculata (L.) Walp.), variedade sempre-verde, com base no comportamento da secagem

Neste artigo, teve-se o objetivo de determinar curvas de secagem em camada fina para grãos de feijão macassar, variedade sempre-verde. Visou-se, também, à determinação da difusividade efetiva da água no interior do produto, bem como a energia de ativação. Para tal, foram utilizadas amostras com 150 g de feijão com teor inicial de água de 37% (bu), nas temperaturas de 40; 50 e 60 ºC. A velocidade do ar do secador convectivo foi mantida em 1,0 m s-1 e, durante todo o processo, os valores médios da temperatura e da umidade relativa do ar ambiente foram, respectivamente, 29 ºC e 58%. A difusividade efetiva da água no produto foi determinada, em cada temperatura, por meio da lei de Fick, pressupondo um modelo esférico para os grãos. Uma expressão para a difusividade efetiva da água em função da temperatura foi determinada por meio do ajuste da equação de Arrhenius aos dados obtidos. A análise dos resultados possibilita concluir que a equação de Page representa, de forma satisfatória, o processo de secagem em todas as condições estudadas. O modelo esférico estabelecido para os grãos é satisfatório, resultando em difusividade efetiva que variou de 7,13x10-11 até 14,0x10-11 m²s-1, e em energia de ativação igual a 26,9 kJ mol-1. Foi observado que, para a temperatura do ar de secagem mantida em 60 ºC, houve a formação de fissuras em quantidade significativa de grãos.

Modelagem matemática e difusividade efetiva das sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) durante a secagem

O presente trabalho teve o objetivo de ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem de sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.), bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e obter a energia de ativação para a faixa de temperatura utilizada. As sementes de pinhão-manso com teor de água de 0,67 (decimal b.s.) passaram por um período de pré-secagem em ambiente natural para reduzir e homogeneizar o teor de água para 0,30 (decimal b.s.). Em seguida, a secagem foi realizada em secador experimental mantendo-se as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 ± 1 ºC e umidades relativas de 55,98; 41,44; 35,35; 26,21 e 13,37 ± 3%, respectivamente. Aos dados experimentais foram ajustados onze modelos matemáticos utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Conclui-se que, dentre os modelos analisados, Page e Henderson e Pabis Modificado apresentaram os melhores ajustes aos dados experimentais, sendo o modelo de Page selecionado para a descrição das curvas de secagem do pinhão-manso devido a sua simplicidade; o coeficiente de difusão efetiva aumenta com a elevação da temperatura, apresentando magnitudes entre 3,93x10-10 e 9,19x10-10 m² s-1 para o intervalo de temperatura de 30 a 70 ºC, respectivamente; e a energia de ativação para a difusão líquida do pinhão-manso durante a secagem foi de 15,781 kJ mol-1.

Influência da geometria e da temperatura na cinética de secagem de tomate (Lycopersicum esculentum)

O tomate é um fruto muito perecível por causa do seu conteúdo de umidade. A secagem é uma das práticas industriais mais utilizadas em alimentos para manter a qualidade do produto final. A pesquisa foi desenvolvida para estudo dos parâmetros de secagem de tomate (Lycopersicon esculentum Mill), cv Carmen, com relação ao tipo de corte (meio e um quarto) e à temperatura de processo (60 e 70 ºC), bem como à escolha do tempo de secagem para a obtenção de um produto com umidade de 45% (base úmida). As cinéticas de secagem foram determinadas experimentalmente por convecção forçada e ajustadas ao modelo de Page. Os resultados obtidos mostraram que a geometria de corte influenciou na taxa de secagem e no tempo de desidratação. Os tomates cortados em quatro partes e desidratados a 70 ºC alcançaram umidade de 45% em menor tempo (10 horas), quando comparados aos tomates com o corte em metades. O modelo de Page forneceu bom ajuste nas cinéticas de secagem

Desidratação de polpas de frutas pelo método foam-mat

This study aimed to investigate the foam mat drying process of pineapple and mango pulp, as well as to evaluate the final product quality. Initially, the selection of fruit and additives was conducted based on density and stability determinations of mango, seriguela, umbu and pineapple foams. After selecting pineapple and mango for further studies, the fruit pulps and fruit foams were characterized in regard to their physicochemical composition. The temperature (60oC or 70oC) and the foam thickness (4 and 11 mm) were evaluated in accordance to the obtained drying curves and after model adjustment. Mango and pineapple powders obtained at the best process conditions were characterized in regard to their physicochemical composition, solubility, reconstitution time. Yoghurts were prepared with the addition of pineapple and mango powders and they were evaluated for their sensory acceptance. Results show that the best drying rates were achieved by using 70o C and layers 4mm thick for both fruits. The Page model successfully fitted the drying experimental data and it can be used as a predictive model. Pineapple and mango powders showed acid pH, high soluble solids content, low water activity (approx. 0.25), lipids between 1.46% and 2.03%, protein around 2.00%, and ascorbic acid content of 17,73 mg/100g and 14.32 mg/100g, for mango and pineapple, respectively. It was observed higher ascorbic acid retention for pineapple and mango powders processed at 70o C, which would be explained by the lower drying time applied. The fruit powders exhibited high solubility and fast reconstitution in water. The sensory acceptance indexes for yoghurts with the addition of both fruit powders were higher than 70%, which reflect the satisfactory product acceptance

Estudo da desidratação osmótica da cenoura (Daucus carota) em fatias

In the area of food dehydration, drying of vegetables has a very representative position, it has the objective to preserve the surplus of crops and began with sun drying. Among the vegetable is the carrot, which had its origin in Southeast Asia and in Brazil is a vegetable cultivated enough. The principal objective of this works is to find alternative ways for the conservation of carrot slices by osmotic dehydration with additional drying in heart. Were initially defined the best conditions of pre-osmotic dehydration (temperature, immersion time, type of osmotic solution) based on the results of humidity loss, solid gain, weight reduction and efficiency ratio of predehydrated carrots slices. The osmotic solutions used were composed by NaCl (10%) and sucrose (50 ° Brix) named DO1 and sucrose (50 ° Brix) called DO2. Was made experiment of pre-osmotic dehydration of carrot slices in two temperature levels, with complementary drying in heart with air circulation at 70 º C. Sensory analysis was performed and the study of slices dehydration osmotically and the slices without osmotic treatment. The best results were obtained with the solution DO1 60°C with immersion time of 60 min. The drying of carrot slices presented period of constant rate and decreasing rate. The osmotic pre-treatment reduced the initial humidity of carrot slices, reducing the time to the product to reach the same humidity content. Fick's model, considering the shrinkage, and the Page s model, adapt satisfactorily to experimental datas, allowing the determination of effective diffusion coefficients, consistent with the references. The results of sensory analysis of dry product, showed greater acceptance of sliced carrots with osmotic treatment

Montagem e operação de um secador pneumático tipo flash

In this work, a pneumatic dryer has been designed and assembled in laboratory scale in order to study and evaluate configurations more efficient for application in drying of important materials of Northeast region in Brazil. The equipment was tested with drying of corn and rice grains, in conditions of temperature and air velocity at 80 oC and 35 m/s, respectively. For this type of dryer, it is recommended to work at temperatures above 200 °C and air velocity with higher dynamic pressure. However, even under operating conditions below what it is recommended, the results obtained with the pneumatic dryer were satisfactory. In addition, experiments of drying were performed by using a cabinet dryer (batch dryer) under the same conditions used in the pneumatic dryer. Flash one curves for the corn were fitted satisfactorily by applying of the Lewis model, while a better agreement was found for rice by using the Page model. The data obtained with both drying processes allowed to compare the performance between pneumatic and batch dryers. In respect to drying rate, the pneumatic dryer presented a similar performance to the batch dryer during processing with corn and a superior performance to the last one during processing with rice. Therefore, it was possible to verify that the pneumatic dryer assembled in this preliminar study can be applied for different materials and under different operating conditions

Influência da geometria e da temperatura na cinética de secagem de tomate (Lycopersicum esculentum)

O tomate é um fruto muito perecível por causa do seu conteúdo de umidade. A secagem é uma das práticas industriais mais utilizadas em alimentos para manter a qualidade do produto final. A pesquisa foi desenvolvida para estudo dos parâmetros de secagem de tomate (Lycopersicon esculentum Mill), cv Carmen, com relação ao tipo de corte (meio e um quarto) e à temperatura de processo (60 e 70 ºC), bem como à escolha do tempo de secagem para a obtenção de um produto com umidade de 45% (base úmida). As cinéticas de secagem foram determinadas experimentalmente por convecção forçada e ajustadas ao modelo de Page. Os resultados obtidos mostraram que a geometria de corte influenciou na taxa de secagem e no tempo de desidratação. Os tomates cortados em quatro partes e desidratados a 70 ºC alcançaram umidade de 45% em menor tempo (10 horas), quando comparados aos tomates com o corte em metades. O modelo de Page forneceu bom ajuste nas cinéticas de secagem

Dehydration of dedo de moça pepper: kinetics and phytochemical concentration

A pimenta vermelha é rica em vitamina C e outros fitoquímicos e pode ser consumida como produto desidratado. A avaliação das melhores condições de secagem pode garantir melhor qualidade do produto. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da temperatura do ar de secagem (55, 65, 75 ºC) sobre a cinética de secagem, conteúdos de vitamina C e fenólicos totais e cor do produto desidratado, comparando-os à pimenta in natura. A desidratação foi feita por convecção forçada em estufa. A cinética de secagem foi determinada por pesagens periódicas até peso constante. A umidade da pimenta in natura foi de aproximadamente 86%. As curvas de secagem foram ajustadas por três modelos diferentes, avaliados na literatura. O modelo de Page apresentou o melhor ajuste para este processo. A análise de variância mostrou que a temperatura de secagem influenciou significativamente (p < 0,05) os parâmetros de qualidade (conteúdo de vitamina C, conteúdo de fenólicos totais, cor) da pimenta desidratada quando comparados aos da pimenta in natura. Após a secagem, a retenção de vitamina C aumentou com a redução da temperatura de secagem. de maneira geral, a qualidade do produto foi favorecida na secagem com menor temperatura, devido à redução nas perdas de compostos bioativos.

Drying rates of Rubi grapes submitted to chemical pretreatments for raisin production

O objetivo deste trabalho foi selecionar o pré-tratamento químico mais apropriado para a secagem de uvas cv. Rubi para a produção de passas. Foram obtidas curvas de secagem convectiva com ar a 50ºC, em um secador de bandejas, para uvas submetidas a pré-tratamentos químicos com diferentes concentrações de carbonato de potássio e azeite de oliva, e diferentes tempos de imersão, de acordo com planejamentos fatoriais. Também foram obtidas curvas de secagem convectiva, para uvas pré-tratadas em suspensões aquosas de lecitina de soja, em várias concentrações de lecitina e diferentes tempos de imersão. O modelo de Page foi ajustado às curvas de secagem experimental, e os tempos de secagem calculados mostraram que o melhor pré-tratamento consistiu na imersão das uvas por 2 minutos, em uma emulsão de 5% de azeite de oliva e 6% de K2CO3, a 50ºC, o que resultou em tempos de secagem próximos aos do pré-tratamento com 2,5% de azeite de oliva, mas com um menor consumo dessa substância. Além disso, a imersão das uvas em uma suspensão aquosa de 2% de lecitina de soja, a 50ºC, por 5 minutos, resultou em um tempo de secagem total apenas levemente superior ao do pré-tratamento mais efetivo.