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ISSN:1517-8595
ISSN:1517-8595
Volume
5, Número
janeiro
- julho, 2003.
volume
9, número
2, 1,
julho
- dezembro,
2007
Universidade Federal de Campina Grande
Centro
Centro
de Tecnologia
de Ciências
e Recursos
e Tecnologia
Naturais
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais
Brazilian Journal Agro-industrial Products
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
Reitor: Thompson Fernandes Mariz
Vice-Reitor: José Edilson de Amorim
ISSN 1517-8595 Campina Grande, PB v.9, n.2, p.101-202, 2007
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
Pró-Reitor: Michel François Fossy
EDITOR
Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
Diretor: João Batista Queiroz de Carvalho
EDITOR ASSISTENTE
Maria Elita Martins Duarte
CORPO EDITORIAL
Alexandre José de Melo Queiroz - DEAg/UFCG/Paraíba
Carlos Alberto Gasparetto - FEA/UNICAMP/São Paulo
Evandro de Castro Melo - DEA/UFV/Minas Gerais
Francisco de Assis Santos e Silva - DEAg/UFCG/Paraíba
José Helvécio Martins - DEA/UFV/Minas Gerais
Jose Manuel Pita Villamil - DB/UPM/Espanha
Josivanda Palmeira G. de Gouveia - DEAg/UFCG/Paraíba
Leda Rita D'antonino Faroni - DEA/UFV/Minas Gerais
Francisco de Assis Cardoso Almeida - DEAg/UFCG/Paraíba
INFORMAÇÕES GERAIS
A Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais é publicada
semestralmente, podendo editar números especiais caso exista
essa necessidade. A Revista tem por objetivo divulgar trabalhos
técnicos científicos, técnicos, notas prévias e textos didáticos,
originais e inéditos, escritos em português, espanhol e inglês, nas
áreas do conhecimento em: Propriedades Físicas dos Materiais
Biológicos; Armazenamento e Secagem de Produtos Agrícolas;
Automação e Controle de Processos Agroindustriais;
Processamento de Produtos Agropecuários; Embalagens;
Qualidade e Higienização de Alimentos; Refrigeração e
Congelamento de Produtos Agrícolas e Processados, além do
Desenvolvimento de Novos Equipamentos e de Produtos
Alimentícios. Os artigos publicados na Revista estão indexados
no AGRIS AGROBASE e no CAB ABSTRACT.
INFORMACIONES GENERALES
Lincoln de Camargo Neves Filho - FEA/UNICAMP/São Paulo
Odilon Reny Ribeiro Ferreira da Silva - EMBRAPA/Paraíba
Rogério dos Santos Serôdio - CEPLAC/Bahia
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo
Sandra Maria Couto - DEA/UFV/Minas Gerais
Satoshi Tobinaga - FEA/UNICAMP/São Paulo
Silvio Luis Honório - FEAGRI/UNICAMP/São Paulo
Tetuo Hara - CENTREINAR/Minas Gerais
Vicente de Paula Queiroga - EMBRAPA/Paraíba
Vivaldo Silveira Junior - FEA/UNICAMP/São Paulo
REVISÃO DE TEXTOS
Português: Marli de Lima Assis
José Salgado de Assis
Inglês: Ápio Cláudio de Lima Assis
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Renato Fonseca Aragão
Os assuntos, dados e conceitos emitidos por esta Revista, são da
exclusiva responsabilidade dos respectivos autores. A eventual
citação de produtos marcas comerciais não significa
recomendação de utilização por parte da Revista.
REVISTA BRASILEIRA DE PRODUTOS AGROINDUSTRIAIS
PUBLICAÇÃO SEMESTRAL
Av Aprígio Veloso, 882 - Caixa Postal 10.087
La Revista Brasileña de Productos Agroindustriales tiene una
edición semestral, pudiendo editar números especiales caso exista
esta necesidad. La Revista tiene por objetivo hacer una divulgación
de los trabajos científicos, técnicos, notas previas y textos
didácticos, originales e inéditos, escritos en portugués, español o
ingles, en las áreas de conocimiento en: Propiedades Físicas de los
Materiales Biológicos; Almacenamiento y Secado de Productos
Agrícolas; Automación y Control de los Procesos
Agroindustriales; Procesamiento de los Productos Agro-pecuarios;
Embalajes; Calidad y Higienización de los Alimentos;
Refrigeración y Congelamiento de los Productos Agrícolas y
Procesados, así como también el Desarrollo de nuevos Equipos y
de nuevos Productos Alimentares. Los artículos publicados en la
Revista están indexados en AGRIS AGROBASE y en el CAB
ABSTRACT.
GENERAL INFORMATION
The Brazilian Journal of Agro-industrial Products will have a has
a semestral edition, but it can have special numbers if this is
necessary. The purpose of the Journal is to spread Scientific and
technical works, previous notes and didactic, original and
unpublished works, written in Portuguese, Spanish and English
about Physical Proprieties of Biological Materials; Storage and
Drying of Agricultural Products; Automation and Control of
Agro-industrial Processes; Processing of Vegetal and Animal
Products; Packing; Quality and Healthily of Foods;
Refrigeration and Freezing of Agricultural Products already
processed besides the Development of New Equipment
FICHA CATALOGRÁFICA
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais/ Brazilian Journal
Agro-Insustrial Products v.9, n.2, (2007). Campina Grande:
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e
Tecnologia, 2007.
Campina Grande, Volume 9, Número 2, Julho-Dezembro, 2007.
Semestral
ISSN 1517-8595
ISSN 1517-8595
Tiragem 500 exemplares.
CAPA: silos metálicos, sementes de feijões.
Site da RBPA http://www.deag.ufcg.edu.br/rbpa.
1. Engenharia Agroindustrial-Períodicos. 2. Agroindústria. 3. Produtos
Agroindustriais. 4. Engenharia de Alimentos. 5. Engenharia Agrícola.
CDD 631.116
ISSN 1517-8595
Volume 9, Número 2, Julho-Dezembro, 2007
SUMÁRIO/ CONTENTS
Artigos Científicos
Página
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE DESTILAÇÃO NA ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA DE
AGUARDENTE DE CANA-DE-AÇÚCAR (Evaluation of the influence of distillation rate on the physico-chemical
cherectrstics of sugar cane spirit )
Hermeval Jales Dantas, Francisco de Assis Vilar, Flavio Luiz Honorato da Silva, Adriano Santana
Silva...............................................................................................................................................................................................
101
ARMAZENAMENTO DE PIMENTÃO EM PÓ EM EMBALAGEM DE POLIETILENO (Storage of green pepper powder
in polyethylene bags.)
Daniely Medeiros Arlindo, Alexandre José de Melo Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueiredo.......................................
111
APLICAÇÃO DO SPECKLE DINÂMICO NA ANÁLISE DE SEMENTES DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris
L)(Application of dynamic speckle in analyses bean seeds (Phaseolus vulgaris L))
Silvestre Rodrigues, Roberto Alves Braga Júnior, Giovanni Francisco Rabelo, Inacio Maria Dal Fabbro, Adilson Machado
Enes ..............................................................................................................................................................................................
119
ALTERAÇÃO DA COR DA CARNE DE MAPARÁ (HYPOPHTHALMUS EDENTATUS) DESIDRATADA
OSMOTICAMENTE E SECA (Color change of the mapará (Hypophthalmus edentatus) meat dehydrated osmotically
and dried )
Suezilde da C. A. Ribeiro, Carmelita de F. A. Ribeiro, Kil Jin Park, Eder A.F. Araujo, Satoshi Tobinaga................................
125
EMPREGO DO BAGAÇO SECO DO PEDÚNCULO DO CAJU PARA POSTERIOR UTILIZAÇÃO EM UM
PROCESSO DE FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA (Use of dry bagasse of cashew peduncle to be utilized in solid-state
fermetnation)
Siumara Rodrigues Alcântara, Francisco de Assis Cardoso de Almeida, Flávio Luiz Honorato da Silva ................................
136
SECAGEM E AVALIAÇÃO SENSORIAL DE BANANA DA TERRA (Drying and evaluation sensorial of banana of the
earth)
Silvania Farias Oliveira Pontes, Renata Cristina Ferreira Bonomo, Leonardo Vieira Pontes, Angélica da Costa Ribeiro,
Joel Camilo Souza Carneiro.........................................................................................................................................................
142
AVALIAÇÃO COMPARADA DOS ÍNDICES QUÍMICOS NITROGÊNIO E FÓSFORO NAS PORÇÕES
MORFOLÓGICAS DAS ESPÉCIMES DE FAVELEIRA COM E SEM ESPINHOS (Cnidoscolus quercifolius)
(Compared evaluation of the indexes chemical nitrogen and match in the morphologic portions of the specimens of
faveleira with and without thorns (Cnidoscolus Quercifolius))
Normando Mendes Ribeiro Filho, Vinícius Patrício da Silva Caldeira, Isanna Menezes Florêncio, Danilton de Oliveira
Azevedo, José Pires Dantas..........................................................................................................................................................
149
SECAGEM PRECEDIDA DE DESIDRATAÇÃO OSMOTICA DE PSEUDOFRUTO DE CAJU: COMPARAÇÃO
ENTRE MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS (Drying preceded of osmotic dehydration of cashew’s pseudo
fruit:comparison being the mathematical models applied)
Luciana Façanha Marques, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Leila de Sousa Nunes,
Ticiana Leite Costa, Priscila Beserra de Santana Costa, Sible Thais Gimarães Duarte ...........................................................
161
INFLUÊNCIA DO TIPO DE PAVIMENTO NA SECAGEM DE CLONES DE CAFÉ (Coffea canephora Pierre) EM
TERREIROS DE CONCRETO E CHÃO BATIDO (Influence of pavement type in coffee berry clones drying (coffea
canephora pierre) in concrete and ground yards)
Osvaldo Resende, Renan Vieira Arcanjo, Valdiney Cambuy Siqueira, Silvestre Rodrigues, Adrieli Nagila Kester, Poliana
Perrut De Lima ............................................................................................................................................................................
171
SELEÇÃO DE SECADORES: FLUXOGRAMA (Dryer selection: flowsheet)
Kil Jin Brandini Park, Luís Felipe Toro Alonso, Félix Emilio Prado Cornejo, Inácio Maria Dal Fabbro, Kil Jin Park ..........
179
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.9, n.2, p.101-109, 2007
ISSN 1517-8595
101
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE DESTILAÇÃO NA
ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA DE AGUARDENTE DE CANA-DE-AÇÚCAR
Hermeval Jales Dantas1, Francisco de Assis Vilar2, Flavio Luiz Honorato da Silva3,
Adriano Santana Silva4
RESUMO
A legislação brasileira sobre bebidas define a aguardente de cana como a bebida com graduação
alcoólica de trinta e oito a cinqüenta e quatro por cento em volume, a vinte graus Celsius, obtida
do destilado alcoólico simples de cana-de-açúcar, ou ainda, pela destilação do mosto
fermentado de cana-de-açúcar, podendo ser adicionado de açúcares até seis gramas por litro.
Este trabalho teve o objetivo de estudar a influência da velocidade no processo de destilação
(três velocidades de 0,70 L.min-1, 1,10 L.min-1 e 1,50 L.min-1) sobre as características físicoquímicas da aguardente produzida e sua conformidade com os padrões de identidade e
qualidade para aguardentes de cana simples, segundo legislação brasileira. As três velocidades
de destilação analisadas na produção de aguardente não apresentaram diferenças significativas
estatisticamente entre si, ao nível de 95% de confiança.
Palavras-chave: fermentação alcoólica, caracterização físico-química, destilado de cana-deaçúcar
EVALUATION OF THE INFLUENCE OF DISTILLATION RATE ON THE PHYSICOCHEMICAL CHERECTRSTICS OF SUGAR CANE SPIRIT
ABSTRACT
The Brazilian legislation on alcoholic drinks defines the sugar cane spirit as the drink with
alcoholic content of 38 to 54 per cent in volume, at 20 0C, for a simple alcoholic distillate of
sugar-cane, obtained by distillation of the fermented sugar-cane must, containing added sugars
up to six grams per liter. The objective of the present work was to study the influence of
distillation process rate ( 0.70 L.min-1, 1.10 L. min-1 and 1,50 L. min-1) on the physico-chemical
characteristics of the produced sugar cane spirit and its confirmation with the specification
established by Brazilian legislation for spirit of sugar cane. The three distillation rates analyzed
in the production of spirit did not present any significant statistical differences among them, at
the level of 95 % of confidence.
Keywords: alcoholic fermentation, physico-chemical characterization, sugar-cane distillate
Protocolo 927 de 27/09/2006
1 Químico Industrial, E-mail: [email protected]
2
Agrônomo, E-mail: [email protected]
3
Professor Dr. da Unidade Acadêmica de Engenharia Química, UFCG, Av. Aprígio Veloso 882 CEP 58.109-970, Campina
Grande, Paraíba, E-mail: [email protected]
4 Químico Industrial, doutorando em Engenharia de Processos, E-mail: [email protected]
102
Avaliação da influência da velocidade de destilação na análise físico-química de aguardente de cana-de-açúcar. Dantas et al.
INTRODUÇÃO
A necessidade de um produto competitivo e
que atenda ás novas exigências do mercado tem
atraído investimentos para o setor de cachaça e
aguardente buscando estimular a qualidade e a
elitização do consumo. O estado de Minas
Gerais tem investido na produção de cachaça
artesanal do alambique e vem conseguindo
agregar qualidade a este produto (Carvalho,
2004).
Cardello & Faria (1998), pesquisadores
bastante envolvidos com estudos de produção e
qualidade da cachaça, destacam que apesar da
importância econômica e social da aguardente
brasileira, são ainda muito escassos os estudos
sobre sua qualidade sensorial. Porém, as
crescentes exigências do mercado têm feito
crescer a preocupação com a qualidade dessa
bebida.
Ainda segundo Carvalho (2004), a
qualidade da cachaça pode ser influenciada,
principalmente, pelos seguintes fatores;
matéria-prima, fermentação, destilação e
envelhecimento.
Uma boa cachaça não deve possuir em sua
composição teores não permitidos de
substâncias que possam ser nocivas ao
consumidor mesmo quando estas não
prejudiquem as propriedades sensoriais da
bebida (cor, aroma, sabor). Assim, a cachaça
deve ser submetida aos controles de qualidade
físico-químico e sensorial (Isique et al., 2002).
A aguardente de cana deve possuir
graduação alcoólica de 38 a 54% em volume, a
20 °C, obtida de destilado alcoólico simples de
cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) ou
pela destilação do mosto fermentado de canade-açúcar, podendo ser adicionada de açúcares
até 6 g L-1 (Brasil, 1997).
A produção de aguardente de cana no Brasil
está concentrada em torno de 50% no estado de
São Paulo, 30% em estados do Nordeste (Bahia,
Pernambuco, Ceará e Paraíba), 10% em Minas
Gerais e 10% nos demais estados, destacandose Paraná, Rio Grande do Sul e Rio de Janeiro
(Estanislau et al., 2002).
Segundo Jeronimo (2004), a produção de
cachaça no Brasil está buscando uma imagem
fortemente vinculada à qualidade da bebida e
investindo no desenvolvimento de um mercado
consumidor mais exigente, de modo a
diversificar e desvincular-se parcialmente de
sua linha tradicional de bebida popular. Neste
sentido, principalmente os pequenos e médios
produtores já se estruturaram e conseguiram
resultados, colocando no mercado aguardentes
de
qualidade,
abrindo
espaço
para
consumidores diferenciados e exportação do
produto. Essa aguardente de qualidade tem
permitido a agregação de valor ao seu preço,
remunerando e permitindo um ciclo de
expansão aos produtores artesanais. Um
exemplo concreto é encontrado na iniciativa de
produtores tradicionais de Minas Gerais, que se
organizaram e fundaram a AMPAQ Associação Mineira de Produtores de
Aguardente de Qualidade, que instituiu um
"selo de qualidade" para orientação e garantia
do consumidor.
De acordo com Oliveira (2001), a
destilação influência nas características
sensoriais de uma bebida alcoólica pela
alteração nas quantidades de compostos voláteis
absolutos e relativos resultantes, e pelas reações
químicas que ocorrem devido ao aquecimento.
Segundo Lima (1999), a destilação deve ser a
mais lenta possível, dentro de limites
econômicos, para se obter altos rendimentos e
boas aguardentes. Os alambiques aquecidos a
fogo não podem receber calor exagerado; por
isso a destilação é lenta e os destilados têm
melhor aroma e gosto mais fino.
Considerando todos estes aspectos, e ainda
a falta de informações na literatura acerca da
influência do modo de operação do processo de
destilação (velocidade) sobre a qualidade da
aguardente final, o objetivo deste trabalho foi:
investigar a influência da velocidade no
processo de destilação sobre as características
físico-químicas
do
destilado
e
sua
conformidade com os padrões de identidade e
qualidade para aguardentes de cana simples,
segundo Decreto Nº 2.314, de 4 de setembro de
1997 (Brasil, 1997).
MATERIAL E MÉTODOS
O presente estudo foi realizado na indústria
alambique da Samanaú em Caico, Rio Grande
do Norte, onde foram realizadas 15 destilações
ao todo. Foram escolhidas três velocidades de
destilação de 0,70 L.min-1, 1,10 L.min-1 e 1,50
L.min-1, tendo como referência operações
médias de velocidades de destilação dos
alambiques de aguardentes.
Como matéria-prima utilizou-se a cana-deaçúcar da variedade SP 79-1011, oriunda do
próprio engenho. Para a extração do caldo de
cana foi utilizado um terno de moenda da marca
Rani Pierotti, Engenho RP04 (12X16) completo
com motor de 25cv trifásico, com capacidade
de moagem de 2.000 a 2.500 kg.h-1 e extração
de 1.500 a 1.800 litros.h-1. Depois da extração,
o caldo da cana passou por um processo de
filtração para eliminação do bagacilho
utilizando peneiras de aço inox com espessura
de 2 mm, em seguida decantou-se o caldo em
um decantador para eliminação de outros
contaminantes e substâncias minerais. Diluiu-se
o caldo de cana , com água potável, para
padronizar os açúcares solúveis em 14 °Brix.
Após a padronização com 14 °Brix, o
mosto foi enviado para as dornas de
fermentação as quais são construídas em aço
inoxidável com capacidade máxima de 1500
Litros. Utilizou-se como fermento nas dornas
uma espécie de levedura selecionada da
variedade CA 116 específica para a produção
de cachaça, a mesma produzida e adquirida na
Universidade Federal de Lavras em Lavras –
MG. Registrou-se o tempo de fermentação
próximo de 20 horas em média para cada dorna.
Depois de completada a fermentação, o vinho,
que é o fermentado do caldo de cana, foi
transferido para os alambiques de cobre com
capacidade de 1000 Litros.
Na destilação, regulou-se a velocidade a
qual seria conduzida à destilação do alambique,
Utilizou-se uma proveta graduada de 1 Litro e
um cronômetro para fixar a velocidade de
destilação na saída do condensador. Controlouse a velocidade realizando coletas a cada meia
hora com a proveta e registrando o tempo de
vazão em litros por minutos que foram
previamente fixados durante todo o processo até
o final da operação de destilação.
Depois de destilado o mosto fermentado de
caldo de cana, a aguardente, foi engarrafada em
garrafas PET de capacidade de 1 litro. As
amostras foram enviadas para o Laboratório de
Análises Físico-Químicas de Aguardente
103
(LAFQA) – Departamento de Química da
Universidade Federal de Minas Gerais. Foram
realizadas as análises de Cobre (mgL-1), Grau
alcoólico Real a 20°C (%V/V), Acidez volátil
em ácido acético (mg/100mL de álcool anidro),
Álcool superior (mg/100mL de álcool anidro),
Furfural (mg/100mL de álcool anidro),
Aldeídos em aldeído acético (mg/100mL de
álcool anidro), Ésteres em acetato de etila
(mg/100mL de álcool anidro), Soma dos
componentes secundários (mg/100mL de álcool
anidro), para aguardente simples e Adoçada.
As análises foram realizadas com 5
repetições. Os resultados obtidos nos
experimentos foram submetidos à análise de
variância e as médias comparadas pelo teste de
Tukey, a 5% de probabilidade, utilizando-se o
programa Assistat, versão 7.2 beta (Silva &
Azevedo, 2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados das análises das amostras de
aguardentes em cinco repetições e três
velocidades de destilação de 0,70 L.min-1, 1,10
L.min-1, 1,50 L.min-1; estão apresentadas nas
Tabelas 1, 2 e 3.
Os parâmetros físico-químicos analisados
foram: Grau alcoólico real a 20°C (%V/V),
Acidez volátil em ácido acético (mg/100mL de
álcool anidro), Cobre (mg.L-1), Álcool superior
(mg/100mL de álcool anidro), Furfural
(mg/100mL de álcool anidro), Aldeídos em
aldeído acético (mg/100mL de álcool anidro),
Ésteres em acetato de etila (mg/100mL de
álcool anidro), Soma dos componentes
secundários (mg/100mL de álcool anidro).
Na Tabela 1 estão apresentados os valores
do comparativo do grau alcoólico em três
velocidades de destilação em 5 repetições.
Tabela 1. Valores do comparativo do grau alcoólico
Grau Alcoólico Real a 20°C (%V.V-1)
Médias
Velocidade.
I
01
50,5
02
49,9
03
47,8
04
47,6
05
48,4
48,8a
II
47,6
49,3
45,4
49,4
48,5
48,0 a
III
45,6
48,7
48,3
53,8
47,7
48,8 a
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si. Foi aplicado o Teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
DMS (Diferença mínima significativa) = 3,57. MG (Média geral) = 48,60. CV% (Coeficiente de variação em %) = 4,36.
104
As três velocidades de destilação testadas
não apresentaram influência significativa sobre
o teor de grau alcoólico real. Provavelmente o
teor do grau alcoólico do mosto fermentado
(vinho) e o modo de operação do destilador
tenham contribuído muito mais que a própria
velocidade de destilação. Observa-se, na
Tabela 1, que a concentração dos destilados é
praticamente uniforme e dentro das
especificações da legislação brasileira (Brasil,
1997) acerca de bebidas, que é para aguardente
de 38 a 54ºGL.
A Tabela 2 apresenta os valores do
comparativo da acidez volátil em ácido acético
nas três velocidades de destilação e em 5
repetições.
Tabela 2. Valores do comparativo da Acidez volátil em ácido acético
Acidez volátil em ácido acético (mg/100mL de
álcool anidro)
Médias
Veloc.
I
01
18,5
02
25,0
03
39,1
04
16,4
05
16,1
23,0 a
II
32,8
19,0
17,2
16,0
25,7
22,1 a
III
37,6
16,0
19,4
17,4
29,4
24,0 a
probabilidade.
DMS (Diferença mínima significativa) = 14,75; MG (Média geral) = 23,03; CV% (Coeficiente de variação em %) = 37,99
Em relação à acidez volátil em ácido
acético, Tabela 2, observa-se que todas as
amostras não sofreram influência dos
tratamentos, mantendo-se bem abaixo do limite
máximo permitido que é de 150 mg/100mL de
álcool anidro (Brasil, 1997). O uso de cana-deaçúcar limpa e com baixo grau de contaminação
de bactérias acéticas são fatores preponderantes
para se obter uma aguardente com baixos teores
de acidez, assim como, a não aeração do mosto
(Boza & Horii,1998). De acordo com Lima
(2001), o grau de acidez das cachaças constitui
fator de qualidade, pois durante sua produção os
ácidos reagem com os álcoois presentes e
aumentam a formação de ésteres. Cherubin
(1998), diz que o excesso de acidez promove
sabor indesejado e ligeiramente “agressivo” em
aguardente de cana, depreciando a qualidade da
bebida.
do comparativo de cobre em três velocidades de
destilação e em 5 repetições.
Tabela 3. Valores do comparativo da Cobre (mg.L-1)
Cobre (mg.L-1)
Médias
Velocidade
I
01
2,7
02
3,4
03
2,8
04
3,1
05
2,6
2,9 a
II
3,2
3,1
2,9
2,5
2,4
2,8 a
III
2,7
2,8
2,0
1,8
2,5
2,4 a
probabilidade.
DMS (Diferença mínima significativa) = 0,62; MG (Média geral) = 2,69; CV% (Coeficiente de variação em %) = 13.61
Na comparação com as velocidades de
destilação pode-se observar que a forma como
foi conduzido o processo de destilação não teve
influência significativa sobre uma redução ou
aumento no teor de cobre do destilado, mas em
todos os ensaios o cobre ficou bem abaixo do
limite máximo estabelecido por legislação
brasileira (Brasil, 1997) que é de 5 mg.L-1. O
cobre é o elemento de constituição dos
alambiques e por isso uma fonte de
contaminação para destilados como aguardente
de cana-de-açúcar é ocasionado principalmente
pela falta de limpeza do aparelho de destilação.
O material do alambique construído com cobre
contribui para a eliminação de determinados
odores desagradáveis observados em cachaças e
aguardentes destiladas em alambiques feitos
com outros materiais, como o aço inoxidável
(Cardoso, 2001). Siebald et al. (2002)
descreveram que a contaminação de íons cobre
em aguardente brasileira é ainda considerada
um entrave à exportação da bebida. O íon cobre
105
em excesso no organismo causa hemólises,
vômito, irritação gastrintestinal, diarréia,
convulsão e sérias disfunções hepáticas.
Labanca et al. (2006), afirmam que a maioria
dos produtores de aguardente não encontrarem
barreira sanitária para o cobre no mercado
interno, o mesmo não ocorreu quando se tratou
do mercado internacional. Entre 71 amostras
analisadas, apenas 50,7% atenderam ao limite
de 2 mg L-1 de cobre nos destilados alcoólicos
imposto pelo mercado internacional. Neves et
al. (2007) utilizaram carbonato de cálcio e
magnésios combinados para remoção do
excesso de cobre em aguardentes, apresentando
excelente desempenho principalmente com
MgCO3 eliminando os íons de cobre em níveis
de rastros, mas com arraste de componentes do
aroma da bebida.
Na Tabela 4 estão apresentados os
valores do comparativo de álcool superior em
três velocidades de destilação e em 5 repetições.
Tabela 4. Valores do comparativo de concentração de álcoois superiores
Álcoois Superiores (mg/100mL de Álcool
Anidro)
Médias
Velocidade
I
01
352,5
02
370,2
03
359, 4
04
500,0
05
478,1
412,0 a
II
344,4
324,4
447,8
350, 9
350,5
363,6 a
III
305, 9
396, 5
367,4
425,2
329,4
364,9 a
probabilidade.
Os valores da concentração de álcoois
superiores, Tabela 4, não apresentaram
diferenças estatisticamente significativas, ao
nível de 95% de confiança, com os tratamentos
aplicados na operação de destilação, mas em
vários ensaios obtidos os valores ultrapassaram
o limite máximo aplicado para este componente
(concentração
máxima
permitida,
pela
legislação brasileira, para os álcoois superiores
é de 360 mg por 100 mL de álcool anidro)
(Brasil, 1997). O maior valor está representado
por 500 mg no ensaio 4 com a velocidade de
0,70 L.min-1. A quantidade formada é
influenciada pela composição do meio
(concentração de açúcar, pH, concentração e
tipo de fonte de nitrogênio), pela temperatura,
pelo grau de aeração durante a fermentação e a
linhagem da levedura, bem como pela
concentração de aminoácidos, principalmente a
leucina (Cleto & Mutton, 2004). A formação de
álcoois superiores é maior quando a
fermentação for mais demorada, resultante da
atividade de fermento mais fraco. Opostamente
aos ésteres, a síntese de álcoois superiores é
estimulada por oxigênio e está relacionada
linearmente ao crescimento da levedura
(Janzantti, 2004).
De acordo com Yokoya (1995), o excesso
de compostos nitrogenados, adicionados na
suplementação do mosto, pode resultar no
incremento anormal de aminoácidos e
conseqüente aumento dos teores de álcoois
superiores, podendo assim a aguardente
ultrapassar o limite legal para esta classe de
compostos. A adição de íons amônio no meio
de fermentação pode também bloquear a síntese
106
de álcoois a partir de carboidratos. Boscolo et
al. (2000) pesquisaram 31 álcoois superiores em
25
aguardentes
de
cana
comerciais.
Quantificaram
15
compostos
numa
concentração total média de 262±34mg/100mL
de álcool anidro. Os álcoois superiores
isoamílico, isobutanol, n-propanol, cinâmico,
cetilico, n-butanol e amílico representaram
138±26, 62±14, 46±7, 6,95±1,94, 6,13±2,43,
1,15±0,21 e 0,13±0,04 mg/100mL de álcool
anidro, respectivamente.
A Tabela 5 apresa os valores do
comparativo de concentração de furfural no
destilado (aguardente) em três velocidades de
destilação e em 5 repetições.
Tabela 5. Valores do comparativo de Furfural
Furfural (mg/100mL de Álcool Anidro)
Médias
Velocidade
I
01
0,14
02
0,19
03
0,56
04
nd
05
nd
0,18a
II
0,31
nd
0,25
0,18
0,17
0,18a
III
0,25
nd
0,18
0,13
0,14
0,14a
probabilidade.
Para a concentração de furfural na
aguardente, Tabela 5, verifica-se que as
variações na velocidade da operação do
processo de destilação não tiveram efeito
significativo nas comparações, e que em todos
os ensaios os valores encontrados são bem
inferiores ao limite máximo que é de 5,0
mg/100 mL de álcool anidro (Brasil, 1997). A
cana-de-açúcar envolvida no processo de
produção da aguardente não foi queimada. A
queima da cana é um dos principais fatores para
a formação de substâncias secundárias. A
eficiente filtração do caldo evita a entrada de
bagacilho na fermentação reduzindo a formação
de furfural e por último uma destilação com
temperatura controlada previne também a
formação do furfural. Segundo Masson (2005),
comparando as aguardentes artesanais obtidas
de cana-de-açúcar com e sem queima prévia,
oriundas de um mesmo processo de produção
(fermentação, destilação e equipamentos),
concluiu que a queima da palha da cana-deaçúcar propiciou um aumento na concentração
de furfural.
De acordo com Cantão (2006), ao realizar
análises físico-químicas de 10 marcas de
aguardente em Minas Gerais, e avaliar a
presença de cobre em aguardente de cana por
aluminossilicatos observou com base no
coeficiente de variação, que o componente
furfural foi o mais variável com CV = 102,5%.
do comparativo da concentração de aldeídos na
aguardente em três velocidades de destilação e
em 5 repetições.
A presença de aldeídos em excesso é
extremamente indesejável para uma aguardente
de qualidade. Observa-se que apenas a média
do tratamento 3 se encontra com valor inferior
ao limite máximo definido pela legislação
vigente que é de 30,0 mg/100mL de álcool
anidro (Brasil, 1997). Não se encontrou
diferenças significativas, na média, mas cerca
de mais de 50 % dos ensaios realizados
obtiveram valores bem acima do limite
permitido. A velocidade II de 1,10 L.min-1 no
ensaio 3 apresentou um valor de 60,32
mg/100mL. Cardoso (2006) afirma que a
concentração de acetaldeidos pode ter origem
como resultado na ação das leveduras durante
estágios preliminares do processo de
fermentação, principalmente o acetaldeído
acético, que tende a desaparecer no final, pela
oxidação a ácido acético; a intoxicação por
aldeídos pode levar a sérios problemas
relacionado com o sistema nervoso central. De
acordo com Braga (2006), os aldeídos com até
oito átomos de carbono possuem aromas
penetrantes,
geralmente
enjoativos,
considerados
indesejáveis
em
bebidas
destiladas. Os aldeídos que contêm acima de
dez átomos de carbono, apresentam aroma
agradável. Esses aldeídos podem ser formados
pela redução de ácidos graxos, mas são de
ocorrência restrita na fermentação.
107
Tabela 6. Valores do comparativo da concentração de Aldeídos
Velocidade
I
Aldeídos em aldeído Acético (mg/100mL
de Álcool Anidro)
01
02
03
04
05
32,6
19,2
41,3
36,5
36,7
Médias
33,3 a
II
33,9
14,5
60,3
17,6
28,6
31,0 a
III
18,1
30,1
25,8
33,9
15,7
24,7 a
probabilidade.
DMS (Diferença mínima significativa) = 20,91
MG (Média geral) = 29,66
CV% (Coeficiente de variação em %) = 41,80
do comparativo da concentração de ésteres na
aguardente nas três velocidades de destilação e
em 5 repetições.
Em relação aos ésteres, Tabela 7 verificase que há um comportamento semelhante aos
outros componentes secundários quando
aplicados às três velocidades de destilação, não
havendo influência significativa entre os
tratamentos, ao nível de confiança de 95%.
Mas, ao contrário dos aldeídos que estavam em
excesso, em dois tratamentos, os ésteres
mantiveram-se dentro do limite máximo de
200,0 mg/100mL de álcool anidro (Brasil,
1997). Janzantti (2004) afirma que a maior
parte dos ésteres é constituída por ésteres de
etila, formados por reações enzimáticas da
levedura durante a fermentação e destilados
junto com o etanol. Estas reações ocorrem
porque o etanol pode reagir com ácidos
derivados do ácido pirúvico, como ácido
láctico e acético, bem como ácidos orgânicos
de cadeias curtas (butírico, capróico, caprílico,
cáprico e láurico).
Tabela 7. Valores do comparativo da concentração de Ésteres
Ésteres em Acetato de Etila (mg/100mL
de Álcool Anidro)
Médias
Velocidade
I
01
14,4
02
29,0
03
28,4
04
17,1
05
16,9
21,2 a
II
30,5
9,2
14,0
22,0
56,0
26,3 a
III
13,9
20,5
24,4
32,0
38,0
25,8 a
probabilidade.
A Tabela 8 apresenta os valores do
comparativo da Soma dos componentes
secundários. A Soma dos componentes
secundários na aguardente também não sofreu
alterações significativas com a aplicação das
velocidades de destilação, e todos os 15 ensaios
estão dentro do limite estabelecido pela
legislação brasileira (Brasil, 1997) que é de no
mínimo 200 e no máximo de 650 mg/100mL de
álcool anidro.
108
Tabela 8. Valores do comparativo soma dos componentes secundários
Soma dos componentes secundários (mg/100mL
de Álcool Anidro)
Médias
Veloc.
I
01
418,1
02
443,6
03
468,6
04
570,0
05
547,8
489,6a
II
441,9
367,2
539,6
406,5
461,0
443,2a
III
375,8
463,1
437,1
508,6
412,7
439,4a
probabilidade.
CONCLUSÕES
Com relação às três velocidades de
destilação aplicadas, as amostras de aguardentes
analisadas não apresentaram diferenças
significativas estatisticamente entre si, ao nível
de 95% de confiança.
A soma dos componentes secundários nas
aguardentes, submetidas a três diferentes
velocidades de destilação, apresentaram níveis
dentro do estabelecido pela legislação brasileira
sobre a bebida.
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110
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.9, n.2, p.110, 2007
ISSN 1517-8595
111
ARMAZENAMENTO DE PIMENTÃO EM PÓ EM EMBALAGEM DE
POLIETILENO
Daniely Medeiros Arlindo1, Alexandre José de Melo Queiroz2,
Rossana Maria Feitosa de Figueiredo2
RESUMO
Foi acompanhada a evolução das características do pimentão em pó acondicionado em
embalagem de polietileno durante 100 dias de armazenamento a temperatura ambiente. As
amostras foram avaliadas a cada 20 dias por meio de determinações de umidade, pH, acidez
total titulável, ácido ascórbico, clorofila total, amido, cinzas, extrato alcoólico e medida
instrumental da cor, expressa em termos de luminosidade, intensidade de vermelho e
intensidade de amarelo. As amostras sofreram alterações das características ao longo do
armazenamento, exceto para o teor de clorofila. No final do armazenamento o teor de ácido
ascórbico do pimentão em pó ainda permaneceu dentro do índice de Ingestão Diária
Recomendada (IDR) para adultos.
Palavras-chave: Capsicum annuum, características físico-químicas, atmosfera modificada passiva
STORAGE OF GREEN PEPPER POWDER IN POLYETHYLENE BAGS
ABSTRACT
The evolution of the characteristics of the green pepper powderl was accompanied conditioned
in packing of polyethylene for 100 days of storage to room temperature. The samples were
analyzed by moisture, pH, titratable acidity, ascorbic acid, total chlorophyll, starch, ash,
alcoholic extract and parameters of colour lightness (L*), redness (+a*) and yellowness (+b*)
every 20 days. The samples suffered alterations of the characteristics along the storage, except
for the chlorophyll content. In the end of the storage the ascorbic acid content stayed inside of
the Recommended Daily Allowance (RDA) for adults.
Keywords: Capsicum annuum, physiochemical characteristics, passive modified atmosphere
INTRODUÇÃO
O pimentão (Capsicum annuum) é uma
solanácea perene, porém cultivada como cultura
anual. Destaca-se pelo grande aproveitamento
na alimentação humana, como hortaliça de
acompanhamento ou na forma de pó, como
flavorizante ou corante (Diaz Rodriguez, 1990).
Como ocorre com hortaliças, em geral de alta
perecibilidade, um dos desafios da cadeia
produtiva do pimentão é melhorar a eficiência
no processo de comercialização, momento em
que ocorrem perdas pós-colheita elevadas. No
que se refere à demanda, o consumidor vem
apresentando cada vez mais exigência na
escolha de sua alimentação, porém, com menor
tempo disponível para o preparo de refeições.
Como resultado, a oferta e a procura por
hortaliças processadas têm aumentado, dando
lugar a um mercado crescente de vegetais
minimamente processados e desidratados.
Dentre as técnicas empregadas para manu-
___________________
Protocolo 912 10/02/2007
1
Mestre em Engenharia Agrícola, Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, UFCG, Campina Grande - PB.
2
Eng. Agrícola, Prof. Associado, Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais,
UFCG, Campina Grande -PB, Caixa Postal 10.087, Campina Grande - PB. E-mail: [email protected];
[email protected]
112
Armazenamento de pimentão em pó em embalagem de polietileno.
tenção da qualidade pós-colheita de vegetais, a
desidratação é um segmento do setor de
alimentos atualmente em larga expansão, sendo
possível encontrar vários produtos em
exposição em supermercados (Fioreze, 2004).
Após desidratação, dependendo do teor de
umidade remanescente, torna-se possível
fragmentar o material da forma mais
conveniente, possibilitando a apresentação em
forma de pó. Os produtos alimentícios em pó
são cada vez mais utilizados pela indústria
nacional, tendo em vista que tais produtos
reduzem significativamente os custos de certas
operações, tais como embalagem, transporte,
armazenamento e conservação, elevando o
valor agregado dos mesmos (Costa et al., 2003).
O pimentão constitui-se em hortaliça que se
presta bem à secagem, agregando vantagens de
um produto que além de se conservar em
condições de uso sem refrigeração mantém
componentes voláteis do aroma mesmo em
forma de pó, podendo ser usado como
condimento pronto para consumo direto e pela
indústria de alimentos como flavorizante.
A qualidade dos produtos desidratados se
altera com o tempo de armazenamento, devido
a diversas reações de natureza enzimática,
oxidativa e microbiológica. De maneira geral
tais produtos quando convenientemente
embalados apresentam maior vida útil, devido,
entre outros, à redução no ganho de umidade.
Em produtos alimentícios armazenados o tipo
de embalagem empregada influencia as reações
metabólicas, diminuindo o seu ritmo por meio
da modificação do microclima criado em seu
interior, constituindo-se numa barreira que
impede ou dificulta o contato entre o ambiente
externo e o produto (Garcia et al., 1989). A
utilização de embalagens mantém a qualidade
durante o armazenamento e leva a modificação
na atmosfera, o que retarda a respiração, o
amadurecimento, a senescência, a perda de
clorofila, a perda de umidade, o escurecimento
enzimático e, conseqüentemente, os prejuízos
na qualidade devido ao processamento
(Sarantopóulos, 1999). Devido ao baixo custo e
aplicação diversificada, inúmeras opções de
embalagens plásticas flexíveis, semi-rígidas e
rígidas, estão disponíveis no mercado, com
diferentes características de barreira. Dentre os
plásticos mais utilizados e de menor preço em
todo o mundo o polietileno é dos mais versáteis,
apresentando resistência e flexibilidade que o
tornam aplicável a um elevado número de
opções de embalagem (Cabral et al., 1980).
Arlindo et al.
O presente trabalho foi realizado com o
objetivo de se avaliar a influência do tempo de
armazenamento
no
pimentão
em pó
acondicionado em embalagem de polietileno de
baixa densidade exposto à temperatura
ambiente.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido no Laboratório
de Armazenamento e Processamento de
Produtos Agrícolas da UFCG, em Campina
Grande, PB.
Amostras de pimentão da variedade All Big
foram adquiridos na CEASA em Campina
Grande. Os pimentões (Capsicum annuum) in
natura foram cortados em anéis, com
aproximadamente 1 cm de espessura, e estes
divididos ao meio. Nesta forma foram levados
para secar em camada fina, em secador vertical
de bandejas, sob temperatura de 70ºC. Após
seco o produto foi triturado em moinho
industrial para obtenção do material em pó.
As amostras em pó foram acondicionadas
em embalagens de polietileno de baixa
densidade (18 amostras), em sacos de 8 cm de
largura x 12 cm de comprimento, contendo cada
um 40g do produto. Essas amostras foram
armazenadas a temperatura ambiente por 100
dias. Durante o armazenamento acompanhou-se
a evolução da umidade, pH, acidez total
titulável, ácido ascórbico, clorofila total, amido,
cinzas, extrato alcoólico e medida instrumental
da cor, por meio de análises periódicas,
realizadas no material a cada 20 dias, em
triplicata.
Para as determinações de umidade, amido e
extrato alcoólico utilizou-se os métodos
descrito no manual do Instituto Adolfo Lutz
(1985). Nas determinações da acidez total
titulável, cinzas e ácido ascórbico utilizou-se o
método da AOAC (1997), este último
utilizando a modificação proposta por Benassi
& Antunes (1988). A clorofila total foi avaliada
pelo método de Arnon (1949) modificado por
Linder (1974). O pH foi determinado usando-se
o método potenciométrico. A medida
instrumental da cor foi realizada utilizando-se
um colorímetro Minolta, modelo CR 10,
obtendo-se os valores de L*, a* e b*, em que L*,
é a luminosidade, a* define a transição da cor
verde (-a) para a cor vermelha (+a), e b*
representa a transição da cor azul (-b) para cor
amarela (+b).
A
análise
estatística
dos
dados
experimentais foi realizada utilizando-se o
programa computacional ASSISTAT versão 6.0
(Silva & Azevedo, 2002).
Inicialmente foi utilizado o delineamento
inteiramente casualizado com a comparação
entre médias feita pelo teste de Tukey a de 5%
de probabilidade. A seguir foi feita a regressão
na análise de variância determinando-se a
significância das equações de regressão
polinomiais, para expressar as características
avaliadas em função do tempo de
armazenamento.
Na Tabela 1 são mostrados os valores
médios da umidade, cinzas e amido do
pimentão em pó acondicionados na embalagem
de polietileno durante 100 dias de
armazenamento.
Verifica-se que a umidade inicial (12,09%)
do pimentão em pó tem valor próximo ao dos
pós de beterraba e de abóbora determinados por
Costa et al. (2003), que foram de 13,0 e 13,3%,
respectivamente. Nota-se que o percentual de
umidade inicial (tempo zero) presente no
pimentão em pó permaneceu inalterado até os
20 dias de armazenamento, aumentando
significativamente entre 20 e 80 dias e
estabilizando-se dos 80 aos 100 dias. Constatase que as amostras sofreram aumento de
47,02% no teor de umidade no final do período
de armazenamento em relação ao período
inicial. Silva et al. (2005) ao estudarem a
estabilidade do umbu-cajá em pó também
acondicionados em embalagem de polietileno
durante o armazenamento a temperatura
ambiente, constataram aos 60 dias de
estocagem um aumento da umidade em torno
de 24%, sendo inferior ao do pimentão em pó
(33,47%). A capacidade higroscópica dos
diferentes produtos alimentícios depende
principalmente da composição química e das
condições
ambientais
do
local
do
armazenamento, daí tem-se a razão destas
diferenças no ganho de umidade.
Analisando-se os resultados dos valores
médios do teor de cinzas do pimentão em pó ao
longo do armazenamento, constata-se tendência
de redução em seus valores médios. Nota-se
diferença significativa entre as médias nos
tempos zero e 20 dias; estabilidade entre 20 dias
e 40 dias, entre 40, 60 e 80 dias, e entre 60, 80 e
100 dias. Observa-se, ainda, que o teor de
cinzas no final do armazenamento com relação
ao início foi reduzido em 2,34%; este
comportamento deve ter ocorrido em razão do
Arlindo et al.
113
aumento da umidade das amostras, provocando,
conseqüentemente, uma redução nas cinzas.
Este fato também foi verificado por Ferreira
Neto et al. (2003) ao armazenarem farinhas de
mandioca durante 180 dias em embalagem de
polipropileno pigmentado. Para o tempo zero, o
valor das cinzas de 5,13% foi inferior ao
determinado por Santos et al. (2002), ou seja,
de 7,66% para berinjela desidratada.
Com relação aos valores médios do amido
vê-se que não houve diferença significativa
entre as médias durante o tempo de
armazenamento. Verifica-se que o teor de
amido inicial foi de 35,69% valor superior ao
obtido por Soares et al. (2001) que foi de
28,07% para o pó de acerola e aos determinados
por Melo et al. (1998) de 16,07 e 17,30% para
amêndoas de castanha crua e tostada,
respectivamente.
Tabela 1 - Valores médios da umidade, cinzas
e amido do pimentão em pó, acondicionado em
embalagem de polietileno, durante o
armazenamento
Tempo de
Umidade Cinzas Amido
armazenamento
(%)
(%)
(%)
(dia)
0
12,10d
5,13a
35,69a
20
12,60d
5,08b
35,58a
40
15,38c 5,08bc 35,80a
60
16,15b 5,04cd 35,56a
80
17,37a 5,04cd 35,67a
100
17,79a
5,01d
35,48a
DMS
0,63
0,03
0,05
MG
15,23
5,06
35,63
CV (%)
1,50
0,28
0,56
DMS - Desvio mínimo significativo; MG - Média geral; CV Coeficiente de variação
Obs: As médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas
não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade
Os valores médios do pH, acidez total
titulável e ácido ascórbico do pimentão em pó,
acondicionado em embalagem de polietileno,
durante o período de armazenamento
encontram-se na Tabela 2.
Verifica-se que o pimentão em pó
apresentou oscilações nos valores médios do
pH durante o armazenamento. Observa-se que
não existe diferença significativa entre o valor
do pH inicial e o do tempo de 80 dias,
entretanto existem diferenças significativas
entre o valor no tempo zero e os outros tempos.
Comparando-se o valor do pH inicial com o
valor no final do armazenamento constata-se
um aumento de 1,2%. Aumento de 17,1% foi
verificado por Pilon et al. (2006) entre o
114
primeiro e o 21o dia de armazenamento no pH
de pimentões minimamente processados.
Embora ocorram oscilações na acidez total
titulável ao longo do armazenamento, existe
uma redução acentuada entre o valor
determinado no tempo zero e os demais,
prevalecendo esta redução em relação às
oscilações, por ser de magnitude mais
expressiva, cujo comportamento se contrapõe
ao observado por Galdino et al. (2003) para
umbu em pó armazenado durante 60 dias em
embalagem de polietileno, no qual não houve
variação da acidez, mas de acordo com o
comportamento constatado por Benedetti et al.
(2002), que verificaram decréscimo no teor de
acidez em pimentões verdes minimamente
processados armazenados por 10 dias em
embalagem de poliestireno. A redução da
acidez total titulável do pimentão em pó no
final do armazenamento (100 dias) em relação
ao início foi de 8%; a diminuição na acidez no
final do armazenamento foi superior à variação
do pH também no final do armazenamento.
Chitarra & Chitarra (1990) justificam que a
capacidade tampão de alguns produtos permite
grandes variações na acidez sem, no entanto, ter
variações apreciáveis no pH.
Observa-se que ocorreram reduções no
teor de ácido ascórbico durante o período de
Arlindo et al.
armazenamento, com diferença significativa
entre todos os tempos. Entre o início e o final
do
armazenamento,
esta
diminuição
corresponde a uma perda neste teor de 51,14%.
Galdino et al. (2003), constataram perdas
semelhantes, de cerca de 38,4% no teor do
ácido ascórbico do umbu em pó, acondicionado
também em embalagem de polietileno, aos 60
dias. Segundo Klein (1987) o ácido ascórbico é
um dos compostos vitamínicos que se
degradam com maior facilidade, devido
principalmente à ação enzimática. Diante dos
argumentos expostos e a evidência do alto
conteúdo de vitamina C presente no pimentão
em pó, o decréscimo do teor de ácido ascórbico
com o tempo de armazenamento pode ser
justificado
pela
degradação
oxidativa,
caracterizada
como
escurecimento
não
enzimático.
Apesar da redução do teor de ácido
ascórbico ter sido significativa, o valor médio
no final do armazenamento (163,43 mg/100g)
ainda é suficientemente grande quando
comparado com o valor da Ingestão Diária
Recomendada (IDR) de vitamina C para
adultos, de acordo com Brasil (2005) que é de
45mg.
Tabela 2 - Valores médios do pH, acidez total titulável e ácido ascórbico do pimentão em pó,
acondicionado em embalagem polietileno, durante o armazenamento
Tempo de
armazenamento
(dia)
0
20
40
60
80
100
DMS
MG
CV (%)
pH
4,82 d
4,86 bc
4,87 ab
4,88 a
4,84 cd
4,88 ab
0,02
4,86
0,18
Acidez total
titulável (% de
ácido cítrico)
3,63 a
3,20 d
3,28 c
3,27 c
3,26 c
3,34 b
0,04
3,33
0,48
Ácido ascórbico
(mg/100g)
334,48 a
311,40 b
256,83 c
205,14 d
189,13 e
163,43 f
4,19
243,40
0,63
DMS - Desvio mínimo significativo; MG - Média geral; CV - Coeficiente de variação
Obs: As médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade.
Na Tabela 3 tem-se os valores médios de
clorofila total e extrato alcoólico do pimentão
em pó, acondicionado em embalagem de
polietileno,
durante
100
dias
de
armazenamento.
Constata-se não ter havido, alteração
significativa nos teores de clorofila ao longo do
armazenamento, comportamento este de acordo
com o observado por Barth et al. (1993) ao
armazenarem brócolis minimamente processada
durante o armazenamento. De acordo com
Ribeiro & Seravalli (2004) as clorofilas são
alteradas quimicamente devido a vários fatores,
como pH, presença de metais bivalentes,
aquecimento, enzimas, etc. Considerando-se
que o pH do pimentão em pó aumentou no final
do armazenamento em 1,2%, tem-se que os
outros fatores mencionados por esses
pesquisadores não tiveram influência no teor de
clorofila das amostras. Já Francis (1993)
mencionou que as clorofilas podem alterar-se
quimicamente de várias formas, entre elas
durante o processamento de alimentos, citando
que a alteração mais comum é a feofitinização,
que se constitui na substituição do átomo
central de magnésio por hidrogênio e a
conseqüente formação de feofitinas de cor
verde castanho.
Nota-se que o extrato alcoólico do
pimentão em pó se manteve estatisticamente
inalterado até os 40 dias. Entre 60, 80 e 100
dias, também não se tem diferenças
significativas.
Observa-se
que
existem
Arlindo et al.
115
oscilações nos valores do extrato alcoólico, não
denotando tendência de comportamento com o
tempo. Ficando evidenciada este tendência
verificando-se que entre o tempo inicial e o
tempo final não houve diferença estatística.
Pereira et al. (2006), também constataram
ausência de diferenças significativas nos
valores médios de extrato alcoólico do tomate
em pó, durante 60 dias de armazenamento. A
Agência Nacional de Vigilância Sanitária
(ANVISA) estabelece, para o pimentão moído
(frutos vermelhos), o mínimo de extrato
alcoólico de 18,0% (Brasil, 1978), estando as
amostras
do
presente
trabalho
em
conformidade.
Tabela 3 - Valores médios de clorofila total e do extrato alcoólico do pimentão em pó, acondicionado
em embalagem de polietileno, durante o armazenamento
Tempo de
armazenamento
(dia)
0
20
40
60
80
100
DMS
MG
CV (%)
Clorofila total
(mg/100g)
Extrato alcoólico
(%)
1,47a
1,49a
1,40a
1,49a
1,29a
1,35a
0,28
1,41
7,44
21,35c
21,18c
21,80bc
23,64a
23,23ab
22,36abc
1,45
22,26
2,38
Obs.: As médias seguidas pela mesma letra nas colunas não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade
Encontram-se, na Tabela 4, os valores
médios dos parâmetros da cor luminosidade
(L*), intensidade de vermelho (+a*) e
intensidade de amarelo (+b*) do pimentão em
pó, acondicionado embalagem de polietileno,
durante o armazenamento.
Constata-se que os valores da
luminosidade do pimentão em pó diferem
estatisticamente entre todos tempos de
armazenamento. Verifica-se redução da
luminosidade com o tempo de armazenamento,
sendo entre o tempo zero e o final do
armazenamento de 27,5%; este comportamento
era previsto em razão do polietileno ser
transparente, contribuindo para degradação da
cor; a diminuição no valor aos 60 dias (8,39%)
é inferior ao determinado por Gomes et al.
(2004) que foi de 18,84% de redução no valor
da luminosidade da acerola em pó, armazenada
durante 60 dias também em embalagem de
polietileno. A redução nos valores da
luminosidade significa que a amostra escureceu,
provavelmente este escurecimento é de natureza
não enzimática. De acordo com Berbari et al.
(2003) as reações de escurecimento que
ocorrem durante o armazenamento são
aceleradas pela presença de fatores, como luz e
oxigênio.
Verifica-se que não existe diferença
significativa entre os valores médios de
intensidade de vermelho (+a*) nos tempos 20,
80 e 100 dias, e entre 20 e 60 dias, mas houve
aumento da intensidade de vermelho em todos
os tempos com relação ao tempo inicial, exceto
o tempo de 40 dias. Constata-se aumento no
valor de +a* entre o tempo inicial e o tempo
final, correspondendo a um aumento de 43,5%.
Galdino (2003), ao avaliar a estabilidade do
umbu em pó, também acondicionado em
embalagem de polietileno, relatou aumento
inferior de 7,67% na intensidade de vermelho
aos 60 dias de armazenamento.
116
Para o parâmetro intensidade de amarelo
(+b*) do pimentão em pó observa-se que os
valores médios oscilaram com o tempo de
armazenamento sem apresentar uma tendência
definida. Comparando-se os valores entre os
tempos inicial e final verifica-se que existe
diferença significativa, representando um
Arlindo et al.
aumento de apenas 7,3%. Desta forma constatase que a cor do pimentão em pó foi
principalmente alterada com relação aos
parâmetros luminosidade e intensidade de
vermelho.
Tabela 4 - Valores médios da luminosidade, intensidade de vermelho e intensidade de amarelo do
pimentão em pó, acondicionado em embalagem de polietileno, durante o armazenamento
Tempo de
armazenamento
(dia)
0
20
40
60
80
100
DMS
MG
CV (%)
Luminosidade
(L*)
Intensidade de
vermelho (+a*)
Intensidade de
amarelo (+b*)
41,70 a
40,73 b
37,07 d
38,20 c
35,60 e
30,23 f
0,82
37,26
0,81
+4,90 d
+6,63 ab
+5,53 cd
+6,30 bc
+7,17 a
+7,03 ab
0,80
6,26
4,67
+28,27 b
+27,80 bc
+26,27 cd
+25,57 d
+28,40 b
+30,33 a
1,77
27,77
2,32
Obs: As médias seguidas pela mesma letra minúscula nas colunas não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade
Na Tabela 5 tem-se equações de
regressão ajustadas aos dados experimentais
dos parâmetros analisados durante o
armazenamento do pimentão em pó com seus
respectivos coeficientes de determinação (R2).
Estão apresentadas apenas as equações com R2
acima de 0,5.
O comportamento dos parâmetros
umidade, cinzas, ácido ascórbico, clorofila,
luminosidade, intensidade de vermelho e
intensidade de amarelo do pimentão em pó em
função do tempo de armazenamento estão
representados por equações lineares. Constatase que os R2 dos parâmetros clorofila e
intensidade de vermelho deram abaixo de 0,7,
não sendo considerados bons para a estimativa
do comportamento do pimentão em pó durante
o armazenamento. PILON et al. (2006) também
utilizaram equações de regressão lineares para
avaliar o comportamento da umidade, cinzas e
vitamina C de pimentões minimamente
processados durante o armazenamento, obtendo
R2 de 0,87; 0,62 e 0,57, respectivamente.
Para o parâmetro amido do pimentão em
pó foi verificado que a análise de regressão não
foi significativa, este comportamento era
esperado em razão de na aplicação do teste de
Tukey não ter havido diferenças significativas
entre as médias.
As equações de regressão polinomiais
dos parâmetros pH, acidez total titulável,
extrato alcoólico e intensidade de amarelo do
pimentão em pó, foram significativas a 1% de
probabilidade com R2 acima de 0,83, podendo
ser utilizadas para a estimativa destes
parâmetros em função do tempo de
armazenamento com razoável precisão. Hojo et
al. (2007) ao avaliarem o uso de películas de
fécula de mandioca e PVC na qualidade póscolheita de pimentões armazenados em
condição ambiente também verificaram que a
acidez titulável pode ser representado por uma
equação polinomial de terceiro grau (R2 =
0,9104).
Pelas equações de regressão observa-se
que os parâmetros umidade, e intensidade de
vermelho do pimentão em pó apresentam
tendência de aumento com o aumento do tempo
de armazenamento, atingindo o valor máximo
aos 100 dias.
Para o teor de cinzas, ácido ascórbico,
clorofila e luminosidade as equações de
regressão apresentam tendência de redução com
o tempo de armazenamento, estimando o menor
valor aos 100 dias.
Arlindo et al.
117
Tabela 5 - Equações de regressão propostas para o cálculo dos parâmetros avaliados do pimentão em
pó em função do tempo de armazenamento
U  12,12  0,06 t **
C  5,1244  0,0011t **
Amido
Equação
pH  4,82  2,89 x10 4 t  1,03 x10 4 t 2  2,44 x10 6 t 3  1,4 x10 8 t 4 **
ATT  3,60  0,0231610 t  4,1x10 4 t 2  2,10 x10 6 t 3 **
AA  344,39  1,82 t **
CL  1,4996  0,0016 t *
EA  21,333968  0,052902 t  0,002551t 2  0,000019 t 3 **
L  42,37  0,10 t **
a  5,33  0,02 t **
b  28,7095  0,1152 t  0,0013 t 2 **
R2
0,9433
0,9372
ns
0,8803
0,8442
0,9696
0,5353
0,9210
0,8634
0,6161
0,8517
U – umidade (%); C – cinzas (%); ATT – acidez total titulável (% ácido cítrico); AA – ácido ascórbico (mg/100g); CL – clorofila (mg/100g);
EA – extrato alcoólico (%); L – luminosidade; a - intensidade de vermelho (+a); b - intensidade de amarelo (+b); t - tempo (dia); ** significativo a 1% de probabilidade (p < 0,01); * - significativo a 5% de probabilidade (0,01  p < 0,05); ns - não significativo (p ≥ 0,05)
CONCLUSÕES
O pimentão em pó acondicionado em
embalagem de polietileno apresentou alterações
nas suas características avaliadas durante o
armazenamento, exceto para o teor de clorofila
que permaneceu estável.
O teor de ácido ascórbico da amostra
analisada permaneceu dentro do índice de
Ingestão Diária Recomendada para adultos após
100 dias de armazenamento. O extrato alcoólico
ficou dentro dos padrões da legislação durante a
estocagem.
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ISSN 1517-8595
119
APLICAÇÃO DO SPECKLE DINÂMICO NA ANÁLISE DE SEMENTES DE FEIJÃO
(Phaseolus vulgaris L).
Silvestre Rodrigues1, Roberto Alves Braga Júnior2, Giovanni Francisco Rabelo 3,
Inacio Maria Dal Fabbro4, Adilson Machado Enes 5.
RESUMO
O presente trabalho teve por objetivo desenvolver e implementar tecnologia baseada em speckle
dinâmico, capaz de diferenciar tecidos mortos e tecidos vivos, contribuindo assim para o
desenvolvimento da análise de viabilidade de sementes. O processo consiste basicamente na
análise de imagem do speckle dinâmico ou biospeckle o qual é gerado pela interação de luz
coerente com tecido biológico. O processo de germinação de sementes foi tomado como
referencia para que a vitalidade de um tecido vegetal fosse observada. Para os ensaios, sementes
de feijão (Phaseolus vulgares L.) foram inviabilizadas por congelamento, obtendo-se 110
sementes viáveis e 110 sementes inviáveis e posteriormente expostas à luz laser gerada onda
aproximado de 632,8 Nm. A contribuição de interação entre a luz laser e o material biológico,
isolando as variáveis que interferem no fenômeno óptico em pauta, evidenciando ser possível
separar tecidos vivos e tecidos mortos de forma controlada visando futuramente à separação em
uma mesma semente. O trabalho conclui que a técnica baseada no biospeckle mostrou-se eficaz
na diferenciação de tecidos vivos e tecidos mortos em sementes de feijão (Phaseolus vulgaris
L). Assim, pode-se afirmar que a técnica em estudo poderá também ser empregada como um
indicador de viabilidade de semente.
Palavras chave: Biospeckle, laser, viabilidade de sementes
APPLICATION OF DYNAMIC SPECKLE IN ANALYSES BEAN SEEDS ((Phaseolus
vulgaris L).
ABSTRACT
This research work had the objective to develop as well as to implement a technique based on
the laser speckle phenomena to identify alive vegetative tissues, seeking to contribute for the
development of a seed viability analysis methodology. The process consists in analyzing the
image generated by the interaction of a coherent light with a biological material, known as
biospeckle or dynamic speckle phenomena. This way a number of 110 viable seeds and 110
unviable ones have been exposed to a 632.8 Nm employed for the tests. The major contribution
of this research work is in the sense of establishing a model for the neon laser light to generated
image data for subsequent analysis. Seeds were made unfeasible by freezing process. Bean
seeds (Phaseolus vulgaris, L.) were biological material and laser interaction by isolating the
variables, which interfere in the optical phenomenon, showing, that way, that it is possible to
identify alive tissues from non-alive ones. And in a near future to differentiate alive and dead
tissues in the same seed. This work concludes that the biospeckle technique is applicable to
identify alive vegetative tissues and can indicate seed viability in a near future.
Keywords: Biospeckle, laser, viability of seeds
_________________________________________
1
Docente UNIR/Agronomia. Avenida Norte Sul, 7300, Rolim de Moura (RO). Brasil. CEP: 78987-000. Fone: (69)34421119,
[email protected]
2
Docente DEG – UFLA. Lavras (MG), Brasil. CEP: 37200-000. Fone: (35)38291672, e-mail- [email protected]
3
Docente DEG – UFLA. Lavras (MG), Brasil. CEP: 37200-000. (35)38291672, e-mail- [email protected]
4
Docente, FEAGRI - UNICAMP, Campinas (SP). Brasil. Cx. Postal 6011. CEP: 13083-970. Fone: (19) 35211059,
e-mail: [email protected]
5
Aluno de garduação em Engenharia Agrícola, UFLA. Lavras (MG) Brasil. CEP: 37200-000. (19)35211059
e-mail- [email protected]
120
Aplicação do speckle dinâmico na análise de sementes de feijão.
INTRODUÇÃO
A qualidade de sementes é definida como a
associação de algumas características, tais como
a fisiológica, genética, física e sanitária. Estas
características afetam a sua capacidade de
originar plântulas de alta produtividade
(Popinigis, 1985). O Teste de Germinação é
bastante utilizado, porém as informações
obtidas são insuficientes para se determinar o
desempenho das sementes sob condições de
campo (Bittencourt, 1999). Outro teste
importante é o teste de Tetrazólio, que também
apresenta limitações e alguns cuidados devem
ser tomados no sentido de se obter resultados
mais precisos, pois dependem da subjetividade
de interpretação. A obtenção de bons resultados
e reprodutíveis exige principalmente o
conhecimento específico da estrutura das
sementes e das técnicas de interpretação
(Vieira, 1999). Cada desvio na cor tem uma ou
mais causas. É necessário, portanto, o
aprimoramento na interpretação dessas causas
para a classificação de qualidade dos lotes de
sementes (Vieira e Von Pinho, 1999).
Na busca de técnicas que permitam a
análise de sementes, segundo Braga Júnior et
al., (2001) o laser apresenta grande
potencialidade, e desta forma tem sido
pesquisada sua aplicação para identificar danos
em sementes com fins de avaliar a viabilidade.
Algumas características especiais da luz laser,
associadas a fenômenos ópticos permitem uma
série de aplicações na área biológica, sendo
que, na área de sementes apresenta-se como
uma ferramenta para analisar sua qualidade
delas. O uso do laser nessa área baseia-se no
fenômeno conhecido por biospeckle, descrito
por Rabal et al., (1998) e Arizaga et al., (1998).
Esse fenômeno é bem conhecido em estudos de
óptica, e ocorre quando a luz laser se dispersa
sobre uma superfície incidente, a qual exibe
algum tipo de atividade (Dainty,1975). O
speckle pode ser notado quando se ilumina,
com luz laser, material biológico, como por
exemplo, sementes, frutos, folhas ou em
fenômenos não biólogos como a secagem de
pintura, corrosão, dentre outros. Se o objeto
difusor se modifica, os grãos individuais do
padrão de “speckle” também alteram. Isso
permite supor que os padrões de “speckle”
dinâmico contêm informações sobre o
movimento do objeto. Esse fenômeno é muitas
Rodrigues et al.
vezes denominado de “boiling speckle” devido
ao fato de sua aparência visual ser similar a um
líquido em ebulição, podendo também, ser
descrito como um fervilhamento luminoso. Por
ser dinâmico, o “biospeckle” deve ser analisado
com técnicas de processamento de imagens e
tratamento estatístico, uma vez que a
observação
visual
permite
apenas
a
identificação da existência do fenômeno, mas
não permite quantificá-lo (Rabal et al.,1998).
A atividade do “biospeckle” tem sido
extensamente estudada e têm sido propostas
algumas formas para se medir a atividade de
espécimes biológicos, como por exemplo, fluxo
sangüíneo (Dainty,1970, Asakura et al., 1981,
Oulamara et al., 1989, Ruth, 1988). Segundo
Braga Júnior, (2000); a identificação de áreas
com níveis de atividades diferentes dentro de
uma mesma semente é importante pois informa
o percentual de danos de uma semente que pode
atestar sua qualidade.
Para a análise de nível de atividade de
material biológico, o que se tem proposto com o
uso do laser, até o momento, é a análise das
informações retiradas do Padrão Temporal do
Speckle proposto por Oulamara et al.,(1989). O
Padrão Temporal do Speckle (PTS) constitui-se
de uma manipulação das diversas imagens
obtidas do objeto iluminado pelo laser. De cada
imagem conseguida, retira-se uma linha que
estará ao lado da linha da imagem seguinte. O
resultado desse conjunto de linhas é chamado
de PTS, uma vez que ele representa como se
comportou uma linha da área iluminada nas
imagens conseguidas durante o tempo de
exposição, ele é uma história temporal do
speckle. Nesse caso, se ocorre alguma mudança
na interação do laser com o material, essa
mudança será transmitida para a figura do
speckle formado e assim, a linha observada será
diferente da anterior.
Essa é uma forma de se avaliar o nível de
atividade do espécime, pois se o resultado
apresentar
uma
figura
completamente
distorcida, é sinal de que o movimento está
intenso. Por outro lado, se a figura formada for
composta por linhas bem definidas, significa
que não está ocorrendo mudança na formação
do speckle de uma imagem para a outra,
repetindo sempre o nível de cinza de antes. A
Figura 1a e 1b, apresenta um PTS de uma
semente de feijão com alto vigor e baixo vigor
respectivamente.
Figigura 1a: Imagem gerada de um PTS Alta atividade
Figigura 1b: Imagem gerada de um PTS baixa atividade
Os padrões PTS são então processados pelo
método do Momento de Inércia ( MI ) proposto
por Arizaga (1999), permitindo obter um valor
numérico para a atividade biológica, onde
quanto maior o valor maior a atividade.
Segundo Braga Jr (2000) a técnica do
biospeckle para análise de sementes precisa ser
desenvolvida buscando eliminar os fatores que
podem influenciar no resultado, como a
presença de fungos, além de evitar que a
umidade esteja acima de 20% b.u.. Outra
limitação, apontada pelo mesmo autor, é a
dificuldade de identificar áreas vivas e mortas
em uma mesma semente, sendo o que se faz
necessário o estudo e domínio em sementes
vivas e mortas separadamente.
MATERIAL E MÉTODOS
O delineamento experimental foi planejado
em
D.I.C
(Delineamento
Inteiramente
Casualisado). Utilizou-se dois tratamentos:
sementes viáveis e sementes inviáveis. Foram
iluminados 110 sementes de cada tratamento. A
ordem da iluminação foi sorteada entre os dois
tratamentos a cada iluminação.
Determinou-se o teor de água da amostra
pelo método da estufa a 105  10C durante 24
horas, com duas subamostras tendo 25g de
sementes em cada. As amostras foram divididas
em duas subamostras, sendo uma submetida à
baixa temperatura. O procedimento consistiu
em deixar a semente embeber água durante 16
horas em caixas gerbox. Para favorecer a
absorção de água e a retomada dos processos
fisiológicos, e submetê-las, após esse período,
ao congelamento a 18ºC negativos por 24 horas.
O congelamento foi adotado por favorecer a
formação de cristais de gelo, que rompe as
Rodrigues et al.
121
estruturas celulares e mata o embrião da
semente.
Para se reduzir os efeitos do teor de água na
iluminação, as duas subamostras, foram pesadas
para padronização. Determinou-se o peso das
sementes quando as duas subamostras
atingissem 18% b.u.
Em seguida foram
colocadas em uma caixa hidrostática com
circulação de forçada ar, contendo ao fundo
nitrato de potássio PA, até que as sementes
atingissem o peso pré estabelecido, o que
ocorreu em 24 horas.
Para se verificar a viabilidade e vigor dos
lotes, foram conduzidos o teste de germinação e
o teste de Tetrazólio, seguindo a metodologia
proposta por BRASIL, (1992). O teste de
germinação foi conduzido com quatro
repetições de 50 sementes por subamostra, em
rolo de papel toalha, em germinador, regulado à
250C, embebido em água destilada na
quantidade de 2,5 vezes o peso do substrato
seco, visando adequado umedecimento, com as
contagens feitas no 50 e 9º dias após a
semeadura. O Teste de Tetrazólio foi conduzido
com quatro repetições de 50 sementes por
subamostras; as sementes foram embaladas em
papel toalha umedecida e mantidas nesta
condição por um período de 16 horas, à
temperatura de 250C, sendo as embalagens
colocadas no germinador (câmara úmida). Após
o pré-condicionamento, as sementes foram
colocadas em frascos béquer, sendo totalmente
submersas na solução de tretazólio (0,1%). As
sementes permaneceram, assim, à temperatura
de 350C por 4 horas. Alcançada a coloração, as
sementes foram lavadas com água e mantidas
submersas até o momento da avaliação.
Foi feito antes da iluminação, o teste de
sanidade para verificar a presença de fungos. A
metodologia utilizada foi a de incubar as
sementes em papel de filtro com restrição
hídrica. As sementes foram distribuídas em
Placas de Petri de 15 cm de diâmetro, sendo 4
repetições (25 sementes por placa) contendo
três folhas de papel de filtro previamente
esterilizadas e umedecidas com soluções
osmóticas, previamente esterilizadas, de cloreto
de sódio (NaCl), com cloreto de potássio (KCl)
e manitol. Foram utilizadas, soluções osmóticas
com potencial de –1 Mpa para umedecer o
papel de filtro. As sementes foram incubadas
em câmara com temperatura de 20C  2C e
fotoperíodo de 12 horas de luz negra, durante 7
dias para a primeira contagem e por mais 7 para
verificar a presença de Colletotrichum
lindemunthianum.
122
Para iluminar a sementes utilizou-se um
laser de He-Ne de 632.8 nm, lente de dispersão
do feixe e um sistema de aquisição digital de
imagem composto de uma câmara CCD (charge
coupled
detector);
micro-computador,
processador digital de imagens, e aplicativo
computacional em C++ para tratamento de
imagens. A figura 2 apresenta a configuração
experimental básico de iluminação de uma
semente com todo o aparato necessário para a
obtenção das imagens.
As imagens dos padrões de speckle foram
capturadas a uma taxa de 0,08 segundos,
totalizando 512 imagens por semente, e em
seguida foi gerado o padrão PTS para cada
uma, por meio do programa captura. Os padrões
PTS foram analisados segundo o método do
Momento de Inércia, permitindo a análise dos
valores de forma estatística.
CCD
La
Laser
ser
r
Lente
Rodrigues et al.
pelo fato de em uma semente viável há
metabolismo, o mesmo não ocorrendo em uma
semente inviável. Como as sementes estavam
com o teor de água muito próximo umas das
outras, eliminou o efeito da água na
diferenciação das sementes, conforme Tabela 3.
Tabela 1 - Quadro de Análise de Variância dos
valores ln Momento de Inércia obtidos da
média de cada tratamento. UFLA, Lavras –
MG, 2002.
FV
GL
SQ
QM
Fc
Sementes 1 16,770908 16,770908
Erro 196 140,530148
16991
Pr>Fc
23,391
0,0000
CV% = 18,87; Média geral: 4,51; Número de observações:
198.
Tabela 2 – Valores médios de Momento de
Inércia obtidos na análise do biospeckle em
tecidos vivos e mortos em sementes de feijão
(Phaseolus vulgaris )
Tratamento
Médias
Mortas
Vivas
4,21a
4,79 b
Semente
Médias seguidas pela mesma letra não diferem
estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 1% de
probabilidade.
Le
nt
Figura 1 - Setup de iluminação e captura de imagens.
RESULTADO E DISCUSSÃO
Os tecidos mortos das sementes foram
submetidos ao laser, e os Momentos de Inércia
obtidos foram analisados pela análise de
variância. A Tabela 1 apresenta a análise de
variância, onde se observa que ocorreram
diferenças significativas nos Momentos de
Inércias para os tratamentos. Os valores não
apresentaram
uma
normalidade,
sendo
necessário proceder a transformação log. n para
a análise. O teste Tukey foi usado, assumindo
variâncias homogêneas, para identificar quais
tratamentos diferem entre si. Os resultados
obtidos são apresentados na Tabela 2, onde se
observa que o momento de Inércia consegue
separar sementes de tecidos vivos de sementes
de tecidos mortos.
Conforme se observou o método do
“biospeckle” consegue
diferenciar tecidos
vivos de tecidos mortos em sementes, o que foi
evidenciado pelo teste de Tukey. Isto se explica
Tabela 3 - Valores de umidade conseguidos
após obter os tratamentos. UFLA, Lavras –
MG, 2002.
Sementes
Vivas
Mortas
Umidade % (b.U.)
18,25a
18,82a
Valores seguidos pela mesma letra não diferem
estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 1% de
probabilidade.
O blotter test, mostrou que a presença de
fungos nas sementes, foi pequeno a ponto de
não interferir nos resultados como apresenta a
Tabela 4, mas foi observado presença de
bactérias saprófitas nas sementes que foram
inviabilizadas pelo congelamento. Como as
bactérias possuem atividade, podem ter
contribuído para que os valores de Momento de
Inércia das sementes inviabilizadas pelo
congelamento atingissem médias maiores, mais
próximas das médias das sementes vivas.
Rodrigues et al.
123
Tabela 4 – Principais fungos encontrados na avaliação da sanidade de sementes de feijão (Phaseolus
vulgaris L), pelo método do Blotter Test
Sementes
Tecido Vivo
Tecido Morto
Fungos
Fusarium spp
Clodosporum spp
Aspergillus spp
Alternaria spp.
Penicillium ssp.
Coletotrichum lindemunthianum
Fungos (%)
1,5
1,5
1,0
1,0
0,5
0,0
Fusarium spp
Coletotrichum lindemunthianum
3,0
0,0
Pelo teste de germinação e viabilidade
constatou-se que as sementes submetidas ao
congelamento estavam 100% mortas. Já as
sementes viáveis, estavam com alto vigor e
germinação, o que pode ser observado na
Tabela 5.
Tabela 5 - Valores médios de viabilidade e
germinação de sementes de feijão (Phaseolus
vulgaris L).
Sementes
teste de germinação (%)
Viáveis
Inviáveis
92a
0b
teste de
tetrazólio(%)
96a
0b
Médias seguidas pela mesma letra não difere
estatisticamente pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
CONCLUSÃO
A técnica do “biospeckle” consegue separar
tecidos vivos de tecidos mortos em sementes de
feijão (Phaseolus vulgaris L) para uma dada
umidade da semente. Este é um passo
importante para o desenvolvimento da técnica
do “biospeckle” como uma metodologia para
análise da viabilidade de sementes. Faz-se
necessário estudar a diferenciação de áreas
vivas e mortas em uma mesma semente.
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ISSN 1517-8595
125
ALTERAÇÃO DA COR DA CARNE DE MAPARÁ (HYPOPHTHALMUS
EDENTATUS) DESIDRATADA OSMOTICAMENTE E SECA
Suezilde da C. A. Ribeiro1, Carmelita de F. A. Ribeiro2, Kil Jin Park3, Eder A.F. Araujo4,
Satoshi Tobinaga5
RESUMO
O processo de desidratação osmótica, pela incorporação dos agentes osmóticos e saída de água,
causa alteração na cor do produto durante o processamento. Este fenômeno acontece também
quando se eleva a temperatura no processo de secagem. O objetivo deste trabalho foi estudar a
alteração da cor da carne seca de mapará (Hypophthalmus edentatus) in natura e desidratadas
osmoticamente. As amostras foram desidratadas osmoticamente em soluções binária (água +
NaCl) e ternárias (água + NaCl + sacarose e água + NaCl + xarope de milho) em seguida secas
em secador de bandeja. As amostras secas nas condições ótimas de desidratação osmótica foram
avaliadas quanto à cor utilizando um espectrofotômetro de bancada para cor Colorquest II
(Hunter Lab), com sistema de cor Cielab, calibrado previamente, operando com iluminante
D65, ângulo 10° no modo RSIN, no espaço CIE (Comission Internacionale de L’Eclairage) L*,
a* e b*. Os resultados mostraram que as amostras sem pré-tratamento, foram as que
apresentaram maior diferença total de cor, mostrando alto nível de oxidação que as mesmas
sofreram em função do tempo maior de secagem. Com relação ao croma (c*) observou-se que a
intensidade foi mais dependente de b* que de a*.
Palavras-chave: peixe, desidratação osmótica, secagem.
COLOR CHANGE OF THE MAPARÁ (HYPOPHTHALMUS EDENTATUS) MEAT
DEHYDRATED OSMOTICALLY AND DRIED
ABSTRACT
The process of osmotic dehydration, with incorporation of the osmotic agents and water exit,
causes alteration in the color of the product during process. This phenomenon also happens
when the temperature in the drying process is raised. The objective of this work was to study the
alteration of the color of the dried meat of mapará (Hypophthalmus edentatus) in natura and
dehydrated osmotically. The samples had been dehydrated in osmotic solutions, binary (water +
NaCl) and ternary (water + NaCl + sucrose and water + NaCl + corn glucose), and after that
dried in tray drier. The samples, obtained in the optimum conditions of osmotic dehydration
process had been dried and evaluated their color using bench spectrophotometer for color
Colorquest II (Hunter Lab), with Cielab color system, previously calibrated, operating with
illuminant D65, angle 10° in RSIN mode, in space CIE (Comission Internacionale de
L’Eclairage) L *, a* and b *. The results had shown that the samples without pre-treatment
were ones that had presented greater total difference of color, showing the high level of
oxidation that the sample had suffered in function of the longer drying time. To the relation of
croma (c *) it was observed that the intensity was more dependent of b * than a*.
Keywords: fish, osmotic dehydration, drying.
1
Professora Doutora da Escola Agrotécnica Federal de Castanhal: Br. 316, KM 62 CEP: 68740970 Castanhal – PA .
[email protected]
2
Doutoranda da Faculdade de Engenharia Agrícola-Unicamp: [email protected]
3
Professor Titular da Faculdade de Engenharia Agrícola-Unicamp: Cidade U. Zeferino Vaz. C. Postal 6011. CEP: 13083875. [email protected]
4
Professor Doutor do Departamento de Engenharia Química e de Alimentos – Universidade Federal do Pará.
[email protected]
5
Professor Doutor da Faculdade de Engenharia de Alimentos-Unicamp: Cidade U. Zeferino Vaz.
126
Alteração da cor da carne de mapará desidratada osmoticamente e seca.
INTRODUÇÃO
O mapará (Hypophthalmus edentatus),
também conhecido como mapurá, peixe-gato,
mapará de cametá ou oleiro (Franco, 1999) é
uma das principais espécies, em termos de
volume e valor de produção, no baixo e no
médio Tocantins (SUDAM, 1997). O mapará
possui carne saborosa e alcança até 3 kg de
peso, com um rendimento de filé superior a
60%.
A salga de peixe é um dos métodos
mais antigos usados pelo homem para preservar
alimentos. Seu uso remonta às civilizações do
Antigo Egito e da Mesopotâmia, há 4.000 anos
a.C., passando pela idade do bronze, idade
clássica – onde documentos escritos induzem a
crer que o atum era salgado e seco – Idade
média – com Marco Polo relatando a salga de
atum no Golfo Pérsico (Cutting, 1962).
O processo de salga, por mais empírico
que pareça, é um processo complexo devido a
vários fatores físico-químicos, bioquímicos e
microbiológicos, que devem ser levados em
consideração para obter-se o produto desejado.
Podem-se obter produtos curados que chegam a
durar semanas, meses ou anos, e para isso é
necessário levar em consideração vários fatores
como: tipo e qualidade do pescado, manuseio,
temperatura de conservação, embalagem, etc.
(Pinheiro, 1995).
Segundo Bobbio e Bobbio (1989) uma
outra alteração que ocorre na carne durante a
salga, é a mudança na cor. A cor da carne e de
produtos cárneos, é um importante aspecto de
aceitabilidade do consumidor, dependente
principalmente do estado químico do pigmento
mioglobina (vermelhopúrpura) e da proteína do
grupo heme. Este pigmento contribui com um
percentual de 80 a 90% do total na carne fresca.
A mioglobina não é o único pigmento, nem o
mais importante do ponto de vista biológico,
mas é o único em quantidades suficientes para
conferir cor vermelha à carne.
A desidratação osmótica consiste na
imersão do alimento, inteiro ou em pedaços, em
soluções aquosas (por exemplo: sais, açúcar,
sorbitol, glicerol) de alta pressão osmótica
provocando a remoção da água presente no
alimento (Raoult-Wack et al., 1989,
Torreggiani, 1993). Alimentos de origem
animal, como peixes, freqüentemente são
processados em soluções aquosas, tendo o sal
como o principal agente desidratante.
A secagem artificial de produtos
biológicos, tais como pescados e seus
Ribeiro et al.
derivados, é um dos mais comuns métodos de
preservação, tendo como propósito auxiliar na
melhoria da qualidade do produto e diminuir
seu potencial de deterioração durante a
estocagem (Pinto e Tobinaga, 1993).
A oxidação de lipídios é um dos
mecanismos primários de deterioração da
qualidade em alimentos, especialmente em
produtos cárneos, limitando sua estabilidade e
aceitação (Gray et al., 1996). As alterações na
qualidade destes produtos incluem deterioração
do sabor, descoloração, destruição de nutrientes
e formação de compostos tóxicos (Kanner,
1994).
A cor de um alimento deve-se à
presença de pigmentos naturais. Estes
pigmentos são instáveis, participam de
diferentes reações e, em função disto, a
alteração de cor de um alimento é um indicador
das alterações químicas e bioquímicas possíveis
de ocorrer durante o processamento e
estocagem (Ribeiro e Seravalli, 2004).
Em geral, as várias espécies de pescado
apresentam coloração própria do músculo,
líquido corporal, vísceras e, sobretudo, da pele
e couro. Esta diversificação de cor se deve à
presença de vários pigmentos, tais como
mioglobina, hemoglobina, bilinas, hemocianina,
carotenóides, melaninas, etc (Maia e Ogawa,
1999).
A cor pode ser definida como a
sensação visualizada por indivíduo quando a
energia da luz correspondente ao espectro
visível atinge a retina do olho. A região do
espectro eletromagnético sensível ao olho
humano situa-se na faixa de comprimento de
onda () entre 390nm a 750nm (Francis e
Clydesdale, 1975).
A cor instrumental pode ser utilizada
como parâmetro para estabelecimento de
padrão de qualidade de um produto in natura
ou processado (Almeida, 1995; Hung et al.,
1995; Gimeno et al., 2000), ou ainda como
fator de qualidade determinante da vida-deprateleira de um produto, quando se estuda a
sua variação com o tempo de estocagem (Chai
et al., 1991; Kajuna et al., 1998; Gonzáles et
al., 1999).
As cores referentes à faixa visível do
espectro podem ser descritas subjetivamente,
como
por
exemplo
“vermelho”,
e
objetivamente, segundo o seu comprimento de
onda. As cores vermelho, amarelo, verde e
violeta, apresentam comprimentos de onda
situados ao redor de 680nm, 575nm, 520nm e
450nm, respectivamente (Ferreira, 1991).
Com o objetivo de normalizar a
medição da cor, em 1931 a CIE (Commission
Internationale de l’Eclairage) adotou os
seguintes métodos para medição e especificação
de cor: uso de fontes de luz-padrão definidas
pela CIE, condições exatas para observação ou
medição da cor, uso de unidades matemáticas
apropriadas para expressar a cor e definição do
observador-padrão (Jiménez e Gutiérrez, 2001).
A medida da cor pode ser realizada
através de espectrofotômetro, colorímetros
triestímulos e colorímetros visuais. O
espectrofotômetro é um instrumento que
fornece a análise espectral das propriedades de
reflectância e/ou transmitância de um objeto a
cada comprimento de onda, e pode calcular
indiretamente as informações psicofísicas
(colorimetria). O colorímetro triestímulo é um
instrumento que proporciona medições
correlatas à percepção do olho humano através
dos valores triestímulos (XYZ, L a b, etc). Os
colorímetros visuais são de dois tipos: aditivos
e subtrativos. Os colorímetros visuais aditivos
baseiam-se na adição das três cores primárias
(vermelho, verde e azul) para formar quaisquer
cores; enquanto, os colorímetros visuais
subtrativos envolvem a remoção de partes do
espectro visível através de filtros com as cores
primárias (Hunter e Harold, 1981).
Em 1976, a CIE recomendou o uso da
escala de cor CIE L*a*b*, ou CIELAB (Figura
1). O máximo valor de L* (luminosidade) é
100, e representa uma perfeita reflexão difusa,
enquanto que o valor mínimo é zero e constitui
o preto. Os eixos a* e b* não apresentam
limites numéricos específicos. A coordenada a*
varia do vermelho (+a*) ao verde (-a*), e a
coordenada b* do amarelo (+b*) ao azul (-b*).
Os valores delta (L*, a* e b*) indicam o
quanto a amostra diferiu do padrão para L*, a*
e b*, e são freqüentemente utilizados no
controle de qualidade e ajustes de formulação,
além de serem utilizados para o cálculo da
diferença total de cor (E*) (Hunterlab, 1996).
L=100
Ribeiro et al.
127
Vários trabalhos utilizam o sistema de
cores Hunter para a descrição da cor
instrumental. ARCHANA et
al. (1995)
estudaram os efeitos do processamento térmico
nas cores da beterraba, cenoura e tomate.
Ferreira et al. (1999) apresentam o mesmo
estudo da degradação da cor de urucum. Na
secagem
de
amendoim
desidratado
osmoticamente em solução de sacarose, Ertekin
e Cakaloz (1996) observaram uma cor do
produto final mais atrativa e melhorias em
outras características como aroma e textura.
MATERIAL E MÉTODOS
Os
exemplares
de
mapará
(Hypophthamus edentatus) foram adquiridos na
EDIFRIGO Comercial Industrial (Santarém –
Pará) e transportados até o Laboratório de
Medidas Físicas da Faculdade de Engenharia de
Alimentos da Universidade Estadual de
Campinas.
Análise físico-quimica
Foi realizada analise físico-química das
amostras de mapará seco.
Os açúcares totais foram determinados de
acordo com o método de Munson & Walker
(AOAC, 1995), que consiste na redução do
cobre presente na solução de Fehling através de
açúcar invertido. O conteúdo de açúcar foi
estimado pelo volume de solução de açúcar
necessário para reduzir completamente a
solução de Fehling de volume conhecido.
A determinação de cloretos foi feita através
da quantificação de íons Cl-, seguindo o método
de titulação direta com AgNO3, utilizando
K2CrO4 como indicador segundo Método de
Mohr (AOAC, 1995);
O número de ácido tiobarbitúrico (TBA) foi
determinado de acordo com a metodologia de
Tarladgis et al. (1960). Os destilados obtidos
foram submetidos à reação de cor com ácido 2tiobarbitúrico e lidos em espectrofotômetro a
532nm.
A Atividade de água (aw) foi realizada
utilizando aparelho analisador de atividade de
água, Decagon, série 3TE, que aplica o
princípio do ponto de orvalho, onde a água é
condensada em superfície espelhada e fria e
detectada por sensor infravermelho.
L=0
Figura 1 - Espaço de cor CIELAB (Sistema de
cores Hunter).
128
Desidratação osmótica
A matéria-prima, devidamente cortada na
geometria de placa plana, foi pesada e colocada
em béquer de vidro de 600mL, contendo
solução aquecida à temperatura desejada de
processo. A relação amostra/solução de 1:5 foi
utilizada para garantir a concentração constante
da solução osmótica. O conjunto amostrasolução desidratante foi então levado à
incubadora refrigerada e mantida na
temperatura de estudo. Foi adotada uma
agitação constante de 80rpm, pois esta agitação
provia uma movimentação satisfatória da
amostra dentro da solução sem que a mesma
sofresse impacto com as paredes do béquer.
As amostras, depois de um tempo préestabelecido pelo planejamento experimental,
foram retiradas do “shaker”, lavadas com água
destilada para retirar o excesso da solução,
depois envolvidas em papel absorvente para
remoção do excesso de água, e foram
novamente pesadas.
A desidratação osmótica de mapará foi
realizada
utilizando-se
três
agentes
desidratantes: NaCl, sacarose comercial e
xarope de milho Mor-Rex1940 (Corn
Products Brasil).
Otimização da desidratação osmótica
A melhor condição de processamento de
desidratação, como pré-tratamento de secagem,
foi determinada utilizando Metodologia de
Superfície de Resposta (RSM), realizando a
sobreposição dos gráficos de GS/PA para
maximizar a perda de água e minimizar o ganho
de sólidos.
Para cada solução osmótica, foi escolhida
uma condição para proceder à secagem
convectiva e esta condição foi determinada
pelos menores valores de razão GS/PA. As
condições escolhidas foram: temperatura de
46°C, concentração de 22% e tempo de imersão
de 7 horas para desidratação com solução de
NaCl (com o experimento realizado na faixa de
temperaturas de 23 a 57°C, concentrações de
NaCl de 20 a 26% e tempos de 4 a 14 horas);
42°C de temperatura, 11,5% de concentração de
sal, 30% de concentração de açúcar e tempo de
8 horas, para desidratação com solução de NaCl
+ sacarose (com o experimento realizado na
faixa de temperaturas de 23 a 57°C,
concentrações de NaCl de 11,3 a 14,7%,
concentração de sacarose constante de 30% e
tempos de 4 a 14 horas) e 46°C de temperatura,
13% de concentração de sal, 32,5% de
Ribeiro et al.
concentração de xarope de milho e tempo de 6
horas para desidratação com solução de NaCl +
xarope de milho (com o experimento realizado
na faixa de temperaturas de 20 a 60°C,
concentrações de NaCl de 11 a 15%,
concentrações de xarope de 25 a 45% e tempos
de 3 a 15 horas).
Secagem convectiva
As amostras “in natura” e a melhor
condição de desidratação osmótica, para as três
soluções de NaCl, NaCl + sacarose e NaCl +
xarope de milho, foram submetidas ao processo
de secagem até alcançar massa constante. As
variáveis de processo de secagem foram
temperaturas (40, 50 e 60°C) e velocidade do ar
de secagem (1,5m/s), realizado num secador de
bandejas.
Analise de Cor
A determinação de cor foi realizada para o
mapará secos das amostras in natura e
desidratadas osmoticamente. Foi utilizado um
equipamento espectrofotômetro de bancada
para cor Colorquest II (Hunter Lab), com
sistema de cor Cielab, calibrado previamente,
operando com iluminante D65, ângulo 10 no
modo RSIN, no espaço CIE (Comission
Internacionale de L’Eclairage) L*, a*, b*,
onde:
- L*: luminosidade
- a*: intensidade de cor vermelha
- b*: intensidade de cor amarela
A diferença total de cor (E*) foi calculada
de acordo com a equação (1):
E* = [(L*)2 + (a*)2 + (b*)2] 1/2
(1)
O valor de croma C* foi calculado de
acordo com a equação (2):
C *  (a * ) 2  (b * ) 2
(2)
As amostras secas sem pré-tratamento e
com pré-tratamento até a umidade de equilíbrio
foram avaliadas através da determinação de
cloretos, açúcares totais, TBA e atividade de
água. Os resultados das análises estão
apresentados na Tabela 1.
Ribeiro et al.
129
Tabela 1 – Resultados das análises físico-químicas dos produtos finais.
Amostras
Temperatura
(C)
Xbs
(%)
Cloretos
(g sal /100g
peixe seco)
Açúcares totais
(g açúcar / 100g
peixe seco)
in natura
(Padrão)
Sem prétratamento
-
1,78
-
40
50
60
40
50
60
40
50
60
40
50
60
0,44
0,44
0,39
0,32
0,20
0,18
0,39
0,29
0,29
0,59
0,35
0,28
20,40
24,23
30,84
13,64
18,10
14,00
18,24
17,45
17,62
NaCl
NaCl +Sacarose
NaCl + xarope
Observa-se na Tabela 1, que as amostras
desidratadas
com
solução
de
NaCl
apresentaram umidade e atividade de água
menor que as amostras sem pré-tratamento e
desidratadas com solução ternária. Este
resultado já era esperado, devido ao alto poder
osmótico do NaCl que promove a diminuição
da atividade de água. Em contrapartida, estas
amostras apresentaram uma maior oxidação em
relação às amostras desidratadas com solução
ternária. Este fato pode estar relacionado com a
atividade pró-oxidante do NaCl, já que a
quantidade do mesmo foi bem maior nas
amostras desidratadas com solução binária.
De acordo com Woyewoda & Ke (1979), o
número de TBA encontrado para a amostra in
natura foi considerado excelente. Estes autores,
analisando os números de TBA (mg Mal./1000g
de amostra) em filés de cavala sem pele e
estocado sob congelamento, consideraram uma
condição excelente quando os valores eram
menores ou iguais a 0,432, aceitável quando os
teores variavam de 0,504 a 1,296 e rejeitável
quando os teores eram maiores ou iguais a
1,368.
Foi observado também, que as amostras
sem tratamento sofreram uma oxidação bem
maior comparada com as amostras que
sofreram tratamento, significando que o tempo
de secagem interferiu mais na resposta que a
concentração de NaCl. A atividade de água
praticamente não foi reduzida nas amostras sem
pré-tratamento, comprovando, portanto, o efeito
positivo da utilização da desidratação osmótica
como pré-tratamento na redução da atividade de
água.
As amostras desidratadas com solução de
NaCl + sacarose apresentaram valores de
açúcares totais maiores do que os encontrados
pelas amostras de NaCl + xarope. Apesar das
-
TBA
(mg Mal./
1000g de
amostra)
0,04
aw
0,90
15,20
19,13
16,27
5,60
9,14
7,14
2,10
2,25
2,33
1,65
2,04
1,87
1,31
1,50
1,50
1,21
1,31
1,29
0,90
0,88
0,88
0,78
0,76
0,75
0,83
0,82
0,82
0,82
0,81
0,81
amostras não possuírem os mesmos níveis de
parâmetros de desidratação, pode-se afirmar
que as amostras desidratadas com solução de
NaCl + sacarose, apresentaram estes valores
devido à competitividade da sacarose, um
dissacarídeo, com o NaCl. Beltrán e Moral
(1991) examinaram a rancificação de sardinhas
durante o processo de defumação e verificaram
um pequeno aumento do índice de peróxido (de
0,77 para 2,73 meq/ kg gordura) e número de
TBA (de 0,025 para 0,093 mg de mal./ Kg do
músculo). Este aumento do índice de peróxido
foi devido a autoxidação de alguns ácidos
graxos presentes na fração lipídica da sardinha
(C18:4, C20:4, C20:5, C:22:5 e C22;6),
enquanto que a variação do número de TBA
representou a detecção de produtos resultantes
da oxidação (principalmente malonaldeído),
que também são indicativos de oxidação.
As amostras secas em diferentes
temperaturas, sem pré-tratamento e previamente
desidratadas em solução binária contendo NaCl
e soluções ternárias contendo NaCl + sacarose e
NaCl + xarope de milho foram avaliadas com
relação à cor para verificar se houve uma
possível mudança na cor original do pescado.
A mioglobina (Mb) é o principal pigmento
responsável
pela
coloração
marromavermelhada da carne do peixe e de outros
animais vertebrados e invertebrados. A
hemoglobina (Hb) também presente no músculo
escuro, porém em pequenas concentrações,
pouco contribui para a cor da carne, exceto nos
casos em que haja rupturas dos vasos
sanguíneos com acúmulo de sangue nos tecidos
musculares (Maia e Ogawa, 1999).
Os dados de L* (luminosidade) das
amostras de mapará seco, em diferentes
temperaturas, sem tratamento e com prétratamento de desidratação osmótica em
130
soluções binárias e ternárias, podem ser
Ribeiro et al.
visualizados na Figura 2.
90
80
" in nat ura"
s/ t rat 40
70
s/ t rat 50
s/ t rat 60
60
L*
NaCl 40
50
NaCl 50
NaCl 60
40
NaCl + sacarose 40
NaCl + sacarose 50
30
NaCl + sacarose 60
20
NaCl + xarope 40
NaCl + xarope 50
10
NaCl + xarope 60
0
Amostras
Figura 2 – Valores de L* (Luminosidade) das amostras de mapará seco em diferentes temperaturas
sem pré-tratamento e com pré-tratamento de desidratação osmótica em soluções binárias e
ternárias.
Quanto maior a porcentagem de Mb + Hb
na carne, mais escuro é o músculo do peixe.
Verifica-se na Figura 2 que a amostra padrão
possivelmente tem uma quantidade menor de
Mb + Hb, pois apresenta cor branca com
69,82% de luminosidade. As amostras
desidratadas em solução de NaCl, secas a 40°C
apresentaram mais luminosidade que a amostra
padrão, possivelmente devido à desnaturação
que a proteína sofreu na presença de NaCl ou
devido aos compostos da oxidação de lipídios,
que podem ter reagido com a proteína
provocando sua desnaturação.
Todas as amostras desidratadas em
soluções ternárias e sem pré-tratamento
apresentaram
perda
de
luminosidade
significativa em relação à padrão. Como L*
varia de branco (máximo) a preto (mínimo)
pode-se afirmar que estas amostras ficaram
mais escuras, devido o aumento da temperatura
de secagem. Apenas as amostras desidratadas
em solução de NaCl e secas a 50 e 60°C não
apresentaram diferença significativa.
Os dados de a* (intensidade de vermelho)
das amostras de mapará seco em diferentes
temperaturas, sem tratamento e com prétratamento de desidratação osmótica, em
10
" in natura"
9
s/ trat 40
8
s/ trat 50
7
s/ trat 60
NaCl 40
a*
6
NaCl 50
5
NaCl 60
4
NaCl + sacarose 40
NaCl + sacarose 50
3
NaCl + sacarose 60
2
NaCl + xarope 40
1
NaCl + xarope 50
0
NaCl + xarope 60
Amostras
Figura 3 - Valores de a* (intensidade de vermelho) das amostras de mapará seco em diferentes
temperaturas sem tratamento e com pré-tratamento de desidratação osmótica em soluções
binárias e ternárias.
Verifica-se na Figura 3, que as amostras
sem pré-tratamento apresentaram grandes
diferenças em relação à amostra padrão. Podese dizer que esta grande variação está
relacionada com a oxidação que estas amostras
sofreram, quando foram levadas ao processo de
secagem sem pré-tratamento, em diferentes
temperaturas. À medida que aumenta a
temperatura de secagem, há o aumento da cor
vermelha para as amostras sem pré-tratamento.
Os resultados das amostras com sacarose e
xarope de milho, secas a 60°C, apresentam
também um aumento da intensidade da cor
vermelha, provavelmente devido à reação de
Maillard, muito comum em processos que
utilizam açúcares. Esta reação utiliza
Ribeiro et al.
131
temperaturas inferiores a 100°C, sendo que
duplica a cada aumento de 10°C, entre as
temperaturas de 40 e 70°C.
Todas as amostras utilizando NaCl
aumentaram o valor de a*, assim como as
amostras utilizando soluções ternárias nas
temperaturas de 40 e 50°C, mas este aumento
não teve significância em relação à amostra
padrão.
Os dados de b* (intensidade de amarelo)
das amostras de mapará seco em diferentes
35
" in natura"
30
s/ trat 40
Croma (C*)
s/ trat 50
25
s/ trat 60
NaCl 40
20
NaCl 50
NaCl 60
15
NaCl + sacarose 40
NaCl + sacarose 50
10
NaCl + sacarose 60
NaCl + xarope 40
5
NaCl + xarope 50
NaCl + xarope 60
0
Amostras
Figura 4 – Valores de b* (intensidade de amarelo) das amostras de mapará seco em diferentes
temperaturas sem pré-tratamento e com pré-tratamento de desidratação osmótica em
soluções binárias e ternárias.
Através da Figura 4, pode-se observar que,
apesar
de
pequena, houve
diferença
significativa da amostra padrão em relação às
amostras sem pré-tratamento e desidratadas em
solução de NaCl e NaCl + xarope a 50°C, assim
como todas as amostras desidratadas com
solução de NaCl + sacarose. Pode-se observar
também que todas as amostras significativas
apresentaram uma maior intensidade de
amarelo em relação ao padrão.
Os dados de c* (cromaticidade) das
amostras de mapará seco em diferentes
132
Ribeiro et al.
35
" in natura"
30
s/ trat 40
Croma (C*)
s/ trat 50
25
s/ trat 60
NaCl 40
20
NaCl 50
NaCl 60
15
NaCl + sacarose 40
NaCl + sacarose 50
10
NaCl + sacarose 60
NaCl + xarope 40
5
NaCl + xarope 50
NaCl + xarope 60
0
Amostras
Figura 5 – Valores de c* (croma) das amostras de mapará seco em diferentes temperaturas sem prétratamento e com pré-tratamento de desidratação osmótica em soluções binárias e
ternárias.
O maior valor de croma significa a mais
pura e intensa cor (Pomeranz e Meloan, 1971;
Rodrigues et al, 2003). Segundo Ferreira
(1991) croma é a “força da cor”, que pode ser
utilizada na distinção de uma cor fraca e uma
cor forte, ou seja, a intensidade de um tom
distinto ou a intensidade da cor.
Foi observado que os valores de c* das
amostras sem pré-tratamento e desidratadas em
solução de NaCl e NaCl + xarope a 50°C, assim
como todas as amostras desidratadas com
solução de NaCl + sacarose apresentaram
diferença significativa em relação à amostra in
natura. Ou seja, as mesmas amostras já
relatadas para a intensidade de cor amarela
(b*). Como o croma é dependente de a* e b* na
mesma intensidade, verificou-se que estes
resultados sofrem maior influência da cor
amarela que da cor vermelha, o que já era
esperado, visto que o peixe mapará apresenta
carne “branca”.
Rodrigues et al. (2003) desidratando
mamão em diferentes tempos verificaram que o
aumento do valor do croma tendeu à
estabilização depois de 3 horas, e verificou que
este parâmetro foi o único que teve um aumento
significante ao longo do processo. O aumento
da cor amarela (b*) e da cor vermelha (a*),
apesar de visível, não foi significativo.
Neves (1998) comparando os valores do
croma da carne desidratada a 10 e 20ºC e
verificou que somente a intensidade de cor
diminui nas amostras desidratadas em solução
de NaCl a 20ºC, mas nas amostras onde foi
realizada salga seca não houve diferença do
croma.
O resultado da diferença total de cor (AE*)
pode ser visualizado na Figura 6.
A Figura 6 mostra que houve uma maior
diferença nas amostras sem pré-tratamento,
seguida das amostras desidratadas em solução
de NaCl + sacarose. Os dados de oxidação e a
quantidade de açúcar da Tabela 1 podem ter
contribuído para esta diferença As amostras que
menos sofreram diferença em relação ao padrão
foram amostras desidratadas com solução de
NaCl, significando que os resultados de
oxidação não chegaram a interferir na cor dos
produtos.
Carneiro (1999) realizou um estudo do
efeito do tipo congelamento na cor de filés de
sardinha. Os congelamentos foram em câmaras
frigoríficas,
previamente
desidratadas
osmoticamente em salmoura por 10 minutos e
em salmoura por 2 horas. As amostras foram
analisadas depois de dois meses e verificou-se
não haver diferença entre as amostras.
Guimarães (1999) estudou os índices de cor
em relação ao frescor de lulas armazenadas em
gelo. O autor verificou que o armazenamento
de lulas em gelo provocou uma diminuição da
luminosidade e o aumento da cromaticidade da
pele nos tipos de tratamentos estudados. O
aumento dos valores de a*, ou seja, da cor
vermelha na pele foi favorecido pelo contato
direto com o gelo.
Ribeiro et al.
133
40
s/ trat 40
35
s/ trat 50
s/ trat 60
30
NaCl 40
25
NaCl 50
NaCl 60
20
NaCl + sacarose 40
15
NaCl + sacarose 50
NaCl + sacarose 60
10
NaCl + xarope 40
NaCl + xarope 50
5
NaCl + xarope 60
0
Amostras
Figura 6 - Diferença total de cor (AE*) das amostras de mapará seco em diferentes temperaturas sem
pré-tratamento e com pré-tratamento de desidratação osmótica em soluções binárias e
ternárias.
CONCLUSÕES
Todas as amostras secas, desidratadas em
soluções binárias e ternárias e sem prétratamento, ficaram mais escuras, devido ao
aumento da temperatura de secagem.
A diferença total de cor foi maior nas
amostras sem pré-tratamento em relação à
padrão, seguida das amostras desidratadas em
solução de NaCl + sacarose.
Dentre as amostras analisadas para
determinação de cor, verificou-se que as
amostras sem pré-tratamento, foram as que
apresentaram maior diferença total de cor,
mostrando o alto nível de oxidação que as
mesmas sofreram em função do tempo maior de
secagem. Com relação ao croma (c*) observouse que a intensidade foi mais dependente de b*
que de a*.
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ISSN 1517-8595
137
EMPREGO DO BAGAÇO SECO DO PEDÚNCULO DO CAJU PARA POSTERIOR
UTILIZAÇÃO EM UM PROCESSO DE FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA
Siumara Rodrigues Alcântara1, Francisco de Assis Cardoso de Almeida2,
Flávio Luiz Honorato da Silva3
RESUMO
O aproveitamento integral do caju (Anacardium occidentale L) é uma meta a ser alcançada pela
indústria do beneficiamento da castanha, que considera o pedúnculo dessa fruta um resíduo. Nesse
contexto, o uso de meio semi-sólido no processo de fermentação pode ser vantajoso por abrir a
possibilidade na utilização desse tipo de resíduo como substrato, o que representa no Brasil,
matéria-prima abundante e de baixo custo. Assim, objetivou-se com esse trabalho a caracterização
físico-química do bagaço seco do pedúnculo do caju para sua posterior utilização em um processo
de fermentação semi-sólida para produção de pectinases, utilizando como microrganismo o
Aspergillus niger. Mediante os resultados, observou-se que o bagaço possuía 11,69 % b.s de
umidade; pH de 3,66; açúcares redutores e pectina iguais a 20,26 g/g e 8,39 %pectato de cálcio,
respectivamente; e, tamanho das partículas entre 0,7 e 0,42 mm. Avaliando-se tais parâmetros em
relação aos processos relatados pela literatura, para a utilização do bagaço seco do pedúnculo do
caju, se faz necessário o ajuste de parâmetros para que a atividade enzimática se sobressaia.
Palavras-chave: Anacardium occidentale L., pectinases, Aspergillus niger
USE OF DRY BAGASSE OF CASHEW PEDUNCLE TO BE UTILIZED
IN SOLID-STATE FERMENTATION
ABSTRACT
The integral use of the cashew (Anacardium occidentale L.) is a goal to be achieved by the industry
of the cashew nut processing, which considers the peduncle of this fruit as a residue. The use of
solid-state medium in the fermentation process can be advantageous because it opens a possibility
in the utilization of this type of residue as a support, which represent in Brazil an abundant and low
cost raw material. Thus, this work had an objective of characterization of the dry bagasse of cashew
peduncle, keeping in view its future utilization in a solid-state fermentation process for production
of pectinases using Aspergillus niger. It was observed that the bagasse had 11.69 % (dry basis)
moisture content; pH 3.66; 20.26 g/g reducing sugar; 8.39 % pectin; and grain size between 0.70.42 mm. These values of the parameters of the dry the bagasse of cashew peduncle indicates that
their adjustment may be needed for a good enzymatic activity in a solid-state fermentation process.
Keywords: Anacardium occidentale L., pectinase, Aspergillus niger
1- Mestranda em Engenharia Agrícola, CTRN/UFCG - Campina Grande - PB - Email: [email protected]
2- Professor Dr. da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, UFCG, Av. Aprígio Veloso 882 CEP 58.109-970, Campina
Grande, Paraíba, Email: [email protected]
3- Professor Dr. da Unidade Acadêmica de Engenharia Química, UFCG, Av. Aprígio Veloso 882 58.109-970, Campina Grande,
Paraíba, Email: [email protected]
138
Emprego do bagaço seco do pedúnculo do caju para posterior utilização em um processo ..... Alcântara et al.
MATERIAL E MÉTODOS
INTRODUÇÃO
O caju é uma das frutíferas de maior
importância sócio-econômica para a região
Nordeste do Brasil. A amêndoa é muito
apreciada, constituindo, juntamente com o líquido
da casca da castanha, o principal produto de
exportação. O pedúnculo de aparência exótica
apresenta alto teor de vitamina C e grande valor
nutricional. Entretanto, o aproveitamento ainda é
insignificante em relação à quantidade da
matéria-prima
potencialmente
disponível
(Agostini-Costa et al., 2004).
O aproveitamento industrial do caju visa, em
menor escala, o beneficiamento do pedúnculo sob
a forma de sucos, doces, geléias, néctares,
farinhas e fermentados, porém, apenas 15 % da
produção do mesmo é utilizada. Uma das causas
para esse baixo aproveitamento está relacionada
ao tempo de deterioração do mesmo, que
ocasiona excessivas perdas no campo e na
indústria (Campos, 2003). Uma alternativa mais
nobre para o aproveitamento desse resíduo é a sua
utilização como fonte de carbono na produção de
enzimas através da fermentação semi-sólida.
Pinto et al. (2006) definem a fermentação
semi-sólida (FSS) como processo em que há
crescimento de microrganismos sobre ou dentro
de partículas em matriz sólida, onde a quantidade
de líquido apresenta um nível de atividade de
água que possa garantir o crescimento e o
metabolismo dos microrganismos, mas que não
exceda à máxima capacidade de ligação da água
com a matriz.
Assim, a escolha do meio de cultura é tão
essencial para o sucesso do processo
fermentativo, quanto à escolha do microrganismo.
Nem sempre o meio que permite o melhor
desenvolvimento do microrganismo favorece a
formação de enzimas (Santos et al., 2005a).
Nesse sentido, faz-se obrigatória a caracterização
do substrato utilizado no processo.
Este trabalho teve como objetivo a
caracterização físico-química do bagaço seco do
pedúnculo do caju para posterior utilização do
mesmo como substrato em processo de FSS para
produção de pectinases utilizando como
microrganismos o Aspergillus niger.
Matéria-prima
O pedúnculo foi obtido a partir do caju in
natura, adquirido na Empresa de Abastecimento
de Serviços Agrícolas (EMPASA) da cidade de
Campina Grande (PB).
Inicialmente, foi retirada a castanha. Em
seguida, o pedúnculo foi triturado em
liquidificador industrial e prensado manualmente
para separação do suco. O bagaço úmido foi seco
em estufa com circulação de ar a 55ºC. Após a
secagem, o bagaço foi moído em moinho de facas
da marca Tecnal.
Análises físico-químicas
As determinações de pH, umidade e resíduos
minerais seguiram as normas do Brasil (2005).
A quantidade de pectina foi determinada pelo
método gravimétrico por precipitação com
pectato de cálcio descrito por Rangana (1979).
A concentração de sólidos solúveis (SS) foi
obtida por leitura direta em refratômetro após a
adição de 9 mL de água destilada a 1 g do resíduo
seco.
Os açúcares redutores (AR) e os açúcares
redutores totais (ART) foram determinados
usando 0,5 g da amostra pela metodologia do
DNS (Miller, 1959) em espectrofotômetro,
usando solução de glicose como solução padrão.
Para a determinação da concentração de
proteína bruta, utilizou-se do método semi-micro
Kjedahl, com adaptação para nitrogênio, por
espectrofotometria (Le Poidevin & Robinson,
1964). Para obtenção do valor da proteína bruta
na amostra, multiplicou-se o resultado obtido na
determinação do nitrogênio pelo fator de
transformação 6,25.
A distribuição granulométrica foi feita
usando 100 g do resíduo em agitador de peneiras
Cotengo-Pavitest durante 10 minutos, em jogo
constituído por seis peneiras com mesh de 14, 20,
24, 35, 48 e 60. O material retido em cada peneira
foi pesado e os resultados expressos
percentualmente em relação ao peso do material
original.
Para determinação da densidade aparente (D)
utilizou-se 100 g do material que foram colocados
em uma proveta para determinar o volume
ocupado, sem que houvesse compactação.
As análises de pH, umidade, resíduos
minerais, SS, AR, ART e densidade aparente
foram realizadas em triplicata. Já as análises de
pectina e proteína foram realizadas em duplicata.
Na Tabela 1 encontra-se os parâmetros
observados e os desvios padrão para a
caracterização físico-química do bagaço seco do
pedúnculo do caju.
Tabela 1 – Análise físico-química do bagaço
seco do pedúnculo do caju
Parâmetro
Unidade
Valor
Umidade
11,69 ± 0,19
% b.s
Resíduos
1,72 ± 0,085
% b.s
minerais
pH
---
3,66 ± 0,032
SS*
ºBrix
25,31 ± 0,025
AR*
g/g
g/g
20,26 ± 0,22
ART*
Pectina
Proteína bruta
D*
24,47 ± 1,16
%pectato de
cálcio
8,39 ± 0,21
%
11,54 ± 1,20
g/mL
0,59 ± 0,002
*SS = sólidos solúveis; AR = açúcares
redutores; ART = açúcares redutores totais; D
= densidade aparente
O valor de pH encontrado para o bagaço do
caju (Tabela 1) está próximo dos valores citados
por Santos et al. (2005a): 3,3 e 2,8 para o bagaço
seco do pedúnculo do caju comum e da variedade
CP76, respectivamente. Brandão et al. (2003)
citaram que para o pedúnculo in natura da
variedade CCP06, o pH foi igual a 4,01.
Quando se compara os valores de pH do
pedúnculo in natura com o pedúnculo seco,
observa-se que houve diminuição destes valores.
Isto pode ter ocorrido devido à concentração de
ácidos durante o processo de secagem (Campos,
2003).
De modo geral, o pH é uma variável
importante em qualquer processo biológico,
139
havendo valores ótimos para o desenvolvimento
de microrganismos. Geralmente, os fungos
preferem pH baixo entre 4,5 e 5,0 (Taragano &
Pilosof, 1999; Fawole & Odunfa, 2003; Santos et
al., 2005a).
Porém, Maiorano (1990) observou que pH
inicial de 3,6 proporcionou maior produção de
pectinases, usando Aspergillus sp. em processo
FSS, tendo como substrato farelo de trigo.
Assim, o pH do bagaço caracterizado pode
vir a promover a produção de pectinases sem
necessitar de ajuste utilizando solução
tamponante. Além disso, o pH ácido favorece o
armazenamento a temperatura ambiente sem
problemas de contaminação.
A umidade obtida (11,69 %) com a secagem
do bagaço condiz com o reportado por Santos et
al. (2005a).
A quantidade de água no meio fermentativo
semi-sólido é um fator limitante e afeta
diretamente as necessidades do microrganismo,
além do tipo de produto final.
Para utilizar este resíduo, poderá ser preciso a
adaptação do teor de umidade, pois alguns
microrganismos produtores de pectinases
necessitam de teores mais elevados do que o
encontrado no resíduo. Assim provavelmente será
necessária adição de água.
Alguns autores (Antier et al., 1993; Castilho,
1997; Taragano & Pilosof, 1999) citam a
utilização de diversos substratos para produção de
pectinases pelo Aspergillus niger com atividade
de água acima de 0,93.
É importante salientar que baixos níveis de
atividade
de
água
significam
baixa
disponibilidade de moléculas de água nas
proximidades das células, dificultando a troca de
solutos na fase sólida, diminuindo o metabolismo
e gerando menores taxas de crescimento ou de
síntese de metabólitos. Em contrapartida,
elevados índices de atividade de água dificultam a
difusão de ar pelas partículas sólidas, levando à
redução no crescimento microbiano (Abud et al.,
2007).
Os teores de sólidos solúveis (SS) obtidos
para o bagaço seco do pedúnculo do caju foi de
25,31 ºBrix, valor maior do que os observados na
literatura para o bagaço in natura. Brandão et al.
(2003) caracterizaram o pedúnculo in natura de
caju tipo CCP06 e constataram que este possuía
9,8 ºBrix. Já os valores de SS do bagaço seco
140
encontrado na literatura diferem de forma drástica
em relação aos valores obtidos. Matias et al.
(2005) obtiveram valor de 2,88 ºBrix. Enquanto
Santos et al. (2005a) obtiveram valores de 17,5
ºBrix para o bagaço seco do caju comercial e 47,5
ºBrix para o bagaço seco do caju CP76.
A concentração de açúcares redutores
(glicose e frutose) no bagaço foi em torno de
20,26 g/g (202,6 mg/100g). Os valores de AR
encontrados na literatura (Matias et al., 2005)
tanto para o pedúnculo in natura (6,84 mg/100g)
quanto para o pedúnculo seco (13,32 mg/100g)
foram inferiores.
A presença de pectina no meio fermentativo
semi-sólido é importante, pois esta apresenta
efeito indutivo e favorece a excreção das
pectinases pelos fungos produtores (Thakur et el.,
1997).
O valor de pectina observado (8,39 %)
encontra-se próximo do relatado por Santos et al.
(2005b), 6,92 % para o pedúnculo seco do caju.
Porém, para o bagaço seco do caju CP76, Santos
et al. (2005a) observaram valor em torno de 24,5
%.
Quantitativamente, a literatura indica que
altas concentrações de açúcares no meio suprem a
necessidade dos microrganismos para seu
crescimento e a pectina no meio é pouco
utilizada. Porém, quando a concentração de
açúcares é menor que a concentração de pectina,
ocorre facilmente a quebra das moléculas
pécticas, pois devido à abundância são mais
consumidas, levando há altas atividades
enzimáticas (Souza et al., 2007).
Os resultados apontam para a adição do
indutor pectina nessa fração de bagaço de caju a
fim de que a atividade enzimática se sobressaia.
Fontana et al. (2005), utilizando Aspergillus
niger T0005007-2 como microrganismo e farelo
de trigo como meio, constataram que a adição de
pectina cítrica em meio sólido, até o limite de 16
% p/p, levou a um aumento da atividade
enzimática.
O valor de proteína bruta (11,54 %) encontrase próximo do valor observado por Santos et al.
(2005a) (10,10 %). Entretanto, Matias et al.
(2005) relataram valor para o bagaço de 3,25 %.
Para o pedúnculo fresco, Holanda et al. (1998)
observaram concentração de proteína bruta em
torno de 6,58 %.
A caracterização física com relação à
morfologia do substrato é essencial, sobretudo,
quanto ao tamanho e a porosidade, pois estas
propriedades governam a área superficial
acessível ao microrganismo (Santos et al., 2005a).
Na Figura 1 encontra-se a distribuição
granulométrica do resíduo do pedúnculo do caju
seco. Observa-se que 60 % do bagaço ficaram
retidos nas peneiras de 24 e 35 mesh, o que
corresponde aos tamanhos 0,7 e 0,42 mm.
40
35
Peso retido (%)
30
25
20
15
10
5
0
14
20
24
35
48
60
Fundo
Crivos (Tyler)
Figura 1 - Distribuição granulométrica do bagaço seco do pedúnculo do caju.
Este tamanho de partícula pode ser utilizada
em um processo de FSS com Aspergillus niger,
já que foi descrito na literatura, tamanhos de
partículas para produção de pectina entre 0,5 e
0,7 mm (Hennies, 1996; Martins et al., 2005).
O tamanho médio das partículas de resíduo
do meio fermentativo deve ser obtido de forma
que não se tenha nem partículas grandes, nem
pequenas. Partículas de tamanho reduzido
promovem
área
superficial
maior,
e
consequentemente maior grau de transformação.
Porém, o processo necessita ter uma
granulometria própria permitindo a circulação de
ar por entre a massa e a dissipação de gases e
calor produzidos, os quais poderiam vir a
prejudicar o rendimento do processo (Del
Bianchi et al., 2001). Partículas maiores
promovem
mais
espaço
interpartículas,
diminuindo o rendimento da absorção dos
nutrientes pelos microrganismos (Santos et al.,
2005a; Souza et al., 2007).
Além disso, a análise granulométrica é
importante na extração do complexo enzimático,
já que sólidos finamente divididos facilitam o
acesso por parte do solvente (Souza et al., 2007).
É importante lembrar que, de forma geral, a
caracterização feita para as culturas pode variar
drasticamente dependendo de época de colheita,
dos fenômenos e práticas agrícolas relacionados
com o plantio. Sendo então de extrema
importância a caracterização do substrato para o
processo de FSS e, consequentemente, o ajuste
de determinados parâmetros, o que é também
mais um desafio há ser considerado na utilização
desse processo.
CONCLUSÕES
Mediante os resultados obtidos pode-se
concluir que:
Há a necessidade do ajuste da concentração
de açúcares ou da concentração de pectina para o
crescimento do Aspergillus niger e para a
produção de pectinases.
Deve ser feita a adição de água para o ajuste
da umidade e da atividade de água do meio.
Não será necessário o ajuste dos parâmetros
pH e tamanho das partículas.
141
AGRADECIMENTOS
À Capes pelo suporte financeiro.
Abud, A. K. S.; Silva, G. F.; Narain, N.
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Silvania Farias Oliveira Pontes1, Renata Cristina Ferreira Bonomo2, Leonardo
Vieira Pontes3, Angélica da Costa Ribeiro4, Joel Camilo Souza Carneiro5
RESUMO
A secagem ou desidratação é uma técnica utilizada desde a antiguidade para a conservação de
alimentos, uma vez que a água afeta de maneira decisiva o tempo de preservação dos produtos,
influenciando diretamente sua qualidade e durabilidade. Foram objetos de estudo os fatores
umidade final da banana desidratada, temperatura de secagem e variedade de banana,
constituindo assim, quatro tratamentos (1.1, 1.2, 2.1 e 2.2). Os atributos sensoriais foram
avaliados por 100 consumidores utilizando escala hedônica de nove pontos. As análises físicoquímicas realizadas foram: acidez, pH, sólidos solúveis e umidade. Em relação à análise
sensorial, foi observado que não houve interação (P > 0,05) entre os fatores tipo de banana e
temperatura, detectou-se diferença significativa entre as variedades de banana (P < 0,05) e não
foi detectada diferença significativa entre as temperaturas utilizadas (P > 0,05). Quanto às
análises físico-químicas, não houve interação (P> 0,05) entre os fatores temperatura e variedade
de banana para as análises de acidez total titulável, umidade e brix. O objetivo deste trabalho foi
realizar uma caracterização físico-química e sensorial do produto desidratado a partir da
variedade Musa sapientum, Linneo (Banana da terra).
Palavras-chave: desidratação, umidade, aceitação, Musa sapientum, Linneo.
DRYING AND EVALUATION SENSORIAL OF BANANA OF THE EARTH
ABSTRACT
The drying or dehydration is a technique used from the antiquity for the conservation of foods,
once the water affects in a decisive way the time of preservation of the products, influencing
his/her quality and durability directly. They were study objects the dehydrated banana's factors
final humidity, drying temperature and banana variety, constituting like this, four treatments
(1.1, 1.2, 2.1 and 2.2). The sensorial attributes were appraised for 100 consumers using climbs
hedônica of nine points. The accomplished physiochemical analyses were: acidity, pH, soluble
solids and humidity. In relation to the sensorial analysis, it was observed that there was not
interaction (P> 0,05) between the factors banana type and temperature, it was detected
differentiates significant among banana's varieties (P <0,05) and significant difference was not
detected among the used temperatures (P> 0,05). As for the physiochemical analyses, there was
not interaction (P> 0,05) among the factors temperature and banana variety for the analyses of
acidity total titulável, humidity and brix. The objective of this work was to accomplish a
physiochemical and sensorial characterization of the product dehydrated starting from the
variety Musa sapientum, Linneo (Banana of the earth).
Keywords: dehydration, moisture content, acceptance, Musa sapientum, Linneo.
1
Mestranda em Engenharia de Alimentos – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - Itapetinga - BA –
[email protected]
2
Professora Doutora – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - Itapetinga - BA
3
Professor Mestre – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - Itapetinga - BA
4
Graduanda em Engenharia de Alimentos – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - Itapetinga - BA
5
Professor Doutor - Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - Itapetinga - BA
144
Secagem e avaliação sensorial de banana da terra
INTRODUÇÃO
As frutas são de grande importância em
todo o mundo, no que se refere aos aspectos
social, econômico e alimentar. A falta de
técnicas adequadas de pós-colheita, transporte e
armazenamento desses produtos, que são
altamente perecíveis, ocasiona grandes perdas
de frutas. Nos países emergentes, as perdas de
alguns produtos são estimadas em 50%
(CHITARRA e CHITARRA, 1990).
A exigência dos consumidores tem
aumentado e produtos que preservam ao
máximo suas características originais estão
sendo preferidos. Em nível industrial, isto
significa o desenvolvimento de operações que
minimizem
os
efeitos
adversos
do
processamento. Vários estudos sobre curvas de
secagem e atividade de água têm sido
realizados devido à sua influência na qualidade
do produto desidratado.
A secagem ou desidratação é uma técnica
utilizada desde a antiguidade para a
conservação de alimentos, uma vez que a água
afeta de maneira decisiva o tempo de
preservação dos produtos, influenciando
diretamente sua qualidade e durabilidade (
Grensmith, 1998). A remoção parcial ou total
de água de um alimento implicará na inibição
do crescimento microbiano, na prevenção de
reações
bioquímicas
responsáveis
pela
deterioração e em menores custos de transporte,
embalagem e estocagem, constituindo um
método importante para prolongar a vida útil de
diversos produtos ( Park et al., 2002).
Atualmente, há uma maior consciência das
populações sobre a importância do consumo de
alimentos saudáveis na prevenção de doenças e
na melhoria da qualidade de vida, resultando
em aumento mundial no consumo de frutas,
principalmente, tropicais, o qual é verificado
pela sua crescente comercialização. De acordo
com a FAO (2003), a comercialização mundial
de produtos derivados de frutas cresceu mais de
cinco vezes nos últimos quinze anos. O Brasil
se destaca por ser um dos maiores produtores
de frutas do mundo, as quais são cultivadas e
comercializadas em grande escala (BRUNINI et
al., 2002).
O desenvolvimento de novos produtos
acentua a necessidade de testes seguros,
eficientes e representativos da opinião do
consumidor, tanto quanto o estudo contínuo das
mudanças nos hábitos alimentares. Os testes de
preferência e aceitação com equipes de
consumidores são indicados para avaliar, em
termos de qualidade hedônica e aceitação,
Pontes et al.
novos produtos lançados no comércio
(TREPTOW, 1998).
A avaliação sensorial de alimentos é função
primária do homem, que desde a infância, os
aceita ou rejeita de acordo com a sensação que
experimenta ao observá-los ou ingeri-los. Então
se é desejado avaliar a qualidade sensorial de
um alimento e dizer as sensações que o homem
terá ao ingeri-lo, nada mais óbvio do que
perguntar a ele mesmo. A análise foi criada
para que o resultado deste tipo de
questionamento fornecesse uma resposta
precisa e reprodutível (CHAVES, 1993).
O objetivo deste trabalho foi avaliar a
qualidade sensorial do produto desidratado a
partir da variedade Musa sapientum, Linneo
(Banana da terra), estudando os parâmetros
adequados de desidratação do fruto dessa
variedade, comparando sensorialmente a
aceitação com produtos desidratados de
variedades estabelecidas no mercado, no caso,
da variedade banana prata.
MATERIAL E MÉTODOS
Todos os procedimentos constantes
metodologia foram realizados em ambas
variedades de banana desidratada (prata e
terra) a fim de comparar os resultados sob
mesmas condições de preparo e secagem.
na
as
da
as
Delineamento Experimental
Foram objetos de estudo os fatores umidade
final da banana desidratada (30% em base
úmida), temperatura de secagem (60 e 70°C) e
variedade de banana (Terra e prata),
constituindo assim, quatro tratamentos. Para
uma melhor visualização dos dados e
resultados, os tratamentos foram codificados da
seguinte maneira: tratamento 1.1 refere-se a
banana da variedade prata
desidratada a
temperatura de 70°C , o tratamento 1.2 refere-se
a banana da variedade prata desidratada na
temperatura de secagem de 60°C, o tratamento
2.1 refere-se a banana da variedade terra
desidratada na temperatura de 70°C e o
tratamento 2.2 refere-se a banana da variedade
terra desidratada na temperatura de 60° C.
Produção das bananas desidratadas
Para a obtenção do produto desidratado,
foram utilizados, frutos de banana da variedade
prata e da variedade terra, adquiridos no
mercado local, sendo o ponto o mesmo para o
consumo, ou seja, onde as frutas se
apresentavam amareladas com pintas pretas e
no
estádio
de
maturação
madura,
aproximadamente Brix 23° para a banana da
prata e Brix 19° para a banana da terra, ambas
com tamanhos uniformes. Foi determinado o
teor de umidade inicial, onde se obteve um teor
de 78% para a banana da prata e 72% bu para a
banana da variedade terra. Os frutos
selecionados para o preparo foram descascados
manualmente, lavados em água abundante,
passando em seguida por uma água clorada pelo
período de trinta minutos e novamente por água
corrente para remoção dos resíduos do cloro. Os
frutos foram escorridos e colocados em
bandejas para início de secagem, a qual foi
realizada utilizado um secador estacionário tipo
cabina, modelo PD 100 (POLIDRYER,
LTDA), com circulação forçada de ar,
Composto de uma câmara de secagem com 10
bandejas de 1m² cada, e de uma câmara
composta de um conjunto de resistências. A
secagem foi realizada nas temperaturas do ar de
60 e 70ºC, para velocidade do ar de secagem de
1,5 m/s sobre as frutas. As condições do ar
ambiente foram determinadas utilizando-se um
psicrômetro de comparação a ar. A vazão total
do ar foi determinada na saída do secador por
meio de um anemômetro de fio quente. As
medidas de temperatura do ar de secagem
foram efetuadas por meio de um termômetro
fixado na entrada da câmara de secagem. Para o
acompanhamento da perda da umidade, durante
os testes de secagem, foram realizadas pesagens
do produto no inicio do teste, e, posteriormente,
em intervalos de 3 horas, até que fosse atingido
o teor de umidade aproximado de 30% Bu.
O final da secagem foi estimado pelo peso
do produto na bandeja segundo a Equação [1]
Pf =
Pi( 100 − Ui )
( 100 − Uf )
Pontes et al.
145
no Laboratório de Análise Sensorial do
Departamento de Tecnologia Rural de Animal
da UESB. Os atributos sensoriais quanto à
impressão global foram avaliados por 100
consumidores utilizando escala hedônica de
nove pontos, onde a nota 1 corresponde ao
termo hedônico desgostei extremamente e a
nota 9 corresponde ao termo hedônico gostei
extremamente. Todos os consumidores
provaram todas as amostras de todos os
tratamentos da fruta desidratada. Os testes
foram conduzidos em cabines individuais, sob
luz branca. As amostras foram codificadas com
números de três dígitos e servidas de forma
mônadica, à temperatura ambiente, em copos de
50 mL contendo cerca de 10 g de produto
desidratado, cortados em cubos.
Os dados da avaliação sensorial foram
submetidos à análise de variância (ANOVA),
teste de comparação de médias (teste de tukey)
e distribuição de freqüência, utilizando o
programa SAEG e Excel respectivamente.
Análises Físico-Químicas
Com a finalidade de caracterizar as
propriedades físicas e químicas das bananas de
ambas as variedades, submetidas ao processo de
secagem, foram realizadas análises de acidez,
pH, sólidos solúveis e umidade, conforme
normas do instituto Adolfo Lutz (1985), para
cada tratamento em triplicata.
Os dados da avaliação físico-química foram
submetidos à análise de variância (ANOVA) e
teste de comparação de médias (teste de tukey).
Banana desidratada
(1)
onde:
Pi = Peso (kg) inicial de bananas de uma
bandeja;
Ui = umidade inicial dos frutos;
Uf = umidade final desejada para o produto
(30%);
Pf = peso (kg) final da banana seca.
Ao final da secagem, o produto desidratado
foi embalado a vácuo e guardados em
temperatura de refrigeração para a realização
das análises (sensorial e físico-química).
Análise Sensorial
As avaliações sensoriais foram realizadas
A banana da variedade prata quando
submetida ao processo de secagem nas
temperatura de 60ºC e 70ºC demoraram
aproximadamente
24
e
21,5
horas
respectivamente para atingir a umidade final de
30% bu. A banana da variedade terra quando
submetida ao processo de secagem nas
temperatura de 60ºC e 70ºC demoraram
aproximadamente
24
e
20
horas
respectivamente para atingir a umidade final de
30% bu.
Nota-se que a banana da variedade terra,
apesar de apresentar um conteúdo menor de
umidade inicial quando comparada à banana da
variedade prata e sendo desidratada nas mesmas
condições de secagem, possui um tempo de
secagem similar a banana da variedade prata,
146
Pontes et al.
diferenças significativas para a aceitação
sensorial.
Foi obtido um produto diversificado, por se
tratar de uma variedade de banana ainda não
explorada pela tecnologia de desidratação.
sendo que para a desidratação da banana da
terra na temperatura de 70°C a banana da terra
apresentou um tempo de desidratação menor
quando comparada a banana da variedade prata.
Análise Sensorial
Freqüência de Aceitação
Foi observado na Tabela 1 que não houve
interação (P > 0,05) entre os fatores tipo de
banana (terra e prata) e temperatura de 60 e
70ºC, detectou-se diferença significativa entre
as variedades de banana (P < 0,05) e não foi
detectada diferença significativa entre as
temperaturas utilizadas (P > 0,05).
De acordo com a Tabela 2, a banana da
variedade terra obteve média de 6,07 ficando
classificado no termo hedônico gostei
ligeiramente e a banana da variedade prata
obteve média igual a 6,87 ficando classificado
no termo hedônico gostei moderadamente.
Dessa forma, percebe-se uma melhor aceitação
sensorial para os tratamentos 1.1 e 1.2, sob
essas condições de secagem. Dessa forma,
percebe-se uma diferença significativa para a
variedade de bananas, sendo a variedade 1
melhor quando comparada a variedade 2. A
temperatura de secagem para ambas as
variedades de bananas não apresentaram
Foi realizada análise de aceitação sensorial,
sendo os resultados expressos em termos de
distribuição de freqüência representados na
Figura 1.
De acordo com a Figura 1, observa-se que
na distribuição de freqüência, houve provadores
distribuídos em quase todos os escores, sendo
que, cada provador avaliou todos os
tratamentos. Os tratamentos 1.2 e 1.1 obtiveram
uma maior freqüência para o escore sensorial 8,
aproximadamente 35 e 30 julgadores
respectivamente, estando condizente com a
análise de variância, em que esses tratamentos
receberam uma melhor classificação para o
teste de média, quando comparado aos outros
tratamentos. Para os tratamentos 2.2 e 2.1, a
maior freqüência foi para o escore 7,
aproximadamente 28 e 23 julgadores
respectivamente.
Tabela 1: Resumo quadro da ANOVA
Fontes de Variação
G.L
Provador
Banana
Temperatura
Banana*temperatura
Resíduo
99
1
1
1
297
Soma de
quadrado
287.327
64.8025
2.72225
0.56250
1000.16
Quadrado
médio
2.9022
64.802
2.7225
0.5625
3.3675
F
Significância
0.862
19.24
0.808
0.167
**********
0.000
**********
**********
**********
Tabela 2: Teste de média
Variedade
de banana
1
2
Média
Temperatura
1
6,75
6,11
6,55A
2
6,99
6,02
6,39A
6,87a
6,07b
*Médias seguidas de mesma letra maiúscula na linha ou minúscula na coluna, não diferem entre si a
5% de probabilidade pelo teste tukey
Pontes et al.
147
Frequência de Aceitação
40
35
Número de Provadores
30
25
Tratamento 1.1
Tratamento 1.2
Tratamento 2.2
Tratamento 2.1
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Escores
Figura 1: Distribuição de Freqüência dos Escores Sensoriais
Análises físico-químicas
Não houve interação (P> 0,05) entre os
fatores temperatura e variedade de banana para
as análises de acidez total titulável, umidade,
Brix, enquanto que, para a análise de pH houve
interação (P < 0,05) entre a variedade de banana
e temperatura de secagem. Não foram
detectadas diferenças significativas (P >0,05)
para as análises de acidez, Brix e umidade para
todos os tratamentos. Foi detectada diferença
significativa (P> 0,05) para as análises de pH
nos tratamentos, constatando que, para a
variedade da terra o valor de pH apresentou-se
maior quando foi submetida à temperatura do ar
de secagem de 60ºC e que para a variedade
prata não houve diferenças (P > 0,05)
significativas entre as temperaturas utilizadas.
Para a temperatura de 60ºC a banana da
variedade prata apresentou um maior valor de
pH quando comparada a banana da variedade
terra, a qual não obteve diferença significativa
(P> 0,05) nos valores de pH em função
temperatura de secagem. As diferenças
apresentadas na composição química dos frutos
conferem aos produtos obtidos dos diferentes
tratamentos características próprias de sabor.
Valores similares de acidez e pH foram
encontrados por Mota, onde estão relatados os
valores
de
1,702%
e
4,627
°Brix
respectivamente para a variedade prata.
Tabela 3: Composição físico-químico das bananas desidratadas
Tratamentos
1.1
1.2
2.1
2.2
Acidez (%)
3,76a
2,70a
2,17a
3,74a
º Brix
28,0a
28,0a
27,5a
28,0a
Umidade (%bu)
31,3a
30,5a
32,2a
31,0a
pH
4,80Ab
5,14Aa
4,82Aa
4,79Ba
* Médias seguidas de pelo menos uma mesma letra minúscula na linha, ou maiúscula na coluna não
diferem entre si a 5% de probabilidade pelo teste tukey.
148
CONCLUSÃO
A banana da variedade terra possui
potencial de ser utilizada como fruta
desidratada. Percebe-se ainda, que a mesma
apresentou boas características sensoriais
quando desidratadas nas temperaturas de 60 e
70°C e teor de umidade final de 30% bu,
necessitando de novos estudos com a variação
desses parâmetros, para conhecer o seu
comportamento perante essas modificações e
para um melhor aprofundamento dos melhores
parâmetros de sua utilização como fruta
desidratada.
AGRADECIMENTOS
A FAPESB pela concessão da bolsa de Apoio
Técnico 3.
A orientadora Renata Cristina Ferreira Bonomo
por todos os valiosos ensinamentos.
Brunini, M.A.; Durigan, J.F.; Oliveira, A.L.
Avaliação das alterações em polpa de manga
“Tommy Atkins” congeladas. Revista
Pontes et al.
Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal-SP,
v.24, n.3, p.651-653, 2002.
Chaves, J. B. P.; Sproesser, R. L. Práticas de
laboratório de análise sensorial de
alimentos e bebidas. Viçosa: Universidade
Federal de Viçosa, 1993, 81 p.
Chitarra, M.I.F., Chitarra, A.B. Pós colheita de
frutos e hortaliças – Fisiologia e
manuseio. Lavras, MG: FAEPE – ESAL,
1990. 320p.
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Park, K. J., Bin, A., Brod, F.P.R. Drying of pear
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Treptow, R. O., Queiroz, M. I., Antunes, P. L.
Preferência e Aceitação de Fatias
Desidratadas de Maçãs (Malus domestica
Borkh). Revista Brasileira de Agrociência.
v. 4, n. 1, p. 41-46, 1998.
ISSN 1517-8595
149
AVALIAÇÃO COMPARADA DOS ÍNDICES QUÍMICOS NITROGÊNIO E
FÓSFORO NAS PORÇÕES MORFOLÓGICAS DAS ESPÉCIMES DE FAVELEIRA
COM ESPINHOS E SEM ESPINHOS
Normando Mendes Ribeiro Filho1, Vinícius Patrício da Silva Caldeira2, Isanna Menezes
Florêncio3, Danilton de Oliveira Azevedo1, José Pires Dantas4
RESUMO
A Caatinga é um ecossistema típico da região Nordeste do Brasil e apresenta uma grande
biodiversidade. Sua flora é composta de uma vegetação arbórea (8 a 12m), arbustiva (2 a 5m) e
herbácea (até 2m), sendo espinhosa de forma a conseguir reduzir o índice de transpiração. Entre
as espécies mais abundantes se destaca a faveleira (Cnidoscolus quercifolius), classificada como
uma xerófila altamente resistente às secas. Os acúleos ou espinhos da faveleira secretam uma
substância urticante, que introduzida na pele, provoca inflamações dolorosas. A variedade sem
espinhos surgiu através de uma mutação natural. O presente trabalho teve como objetivo
identificar plantas de faveleira com e sem espinhos vegetando nas microrregiões do Seridó
NorteRiograndense e Seridó Ocidental Paraibano, comparando o valor nutricional em termos de
nitrogênio e fósforo nas porções morfológicas (raízes finas, folhas, ponteiras do caule) dessas
espécimes. Para efeito de comparação, os espécimes de faveleira com e sem espinhos
apresentaram portes semelhantes e originados da mesma classe de solo; desta forma foi possível
caracterizar diferenças de maior e menor valor nutricional por porção morfológica. Pelos dados
obtidos, constatou-se que as raízes da faveleira e partes terminais do caule apresentam
substancial concentração para nitrogênio e fósforo, indicando a possibilidade de utilização desta
espécime da caatinga na alimentação dos rebanhos bovinos, caprinos e ovinos.
Palavras-chave: Semi-Árido, Faveleira, Alimentação Animal, Cnidoscolus Quercifolius
COMPARED EVALUATION OF THE INDEXES CHEMICAL NITROGEN
AND MATCH IN THE MORPHOLOGIC PORTIONS OF THE SPECIMENS OF
FAVELEIRA WITH AND WITHOUT THORNS
ABSTRACT
The Caatinga is a typical ecosystem of the Northeast area of Brazil and it presents a great
biodiversity. Your flora is composed of an arboreal vegetation (8 to 12m), arbustiva (2 to 5m)
and herbaceous (up to 2m), being thorny in way to get to reduce the perspiration index. Among
the most abundant species he/she stands out the faveleira (Cnidoscolus quercifolius), classified
highly as a xerófila resistant to the droughts. The acúleos or thorns of the faveleira secrete a
substance urticante, that introduced in the skin, it provokes painful inflammations. The variety
without thorns appeared through a natural mutation. The present work had as objective
identifies faveleira plants with and without thorns vegetating in Seridó NorteRiograndense's
microrregiões and Seridó Western Paraibano, comparing the value nutricional in terms of
Nitrogen and match in the morphologic portions (fine roots, leaves, ferrules of the stem) of
those specimens. For comparison effect, the faveleira specimens with and without thorns they
presented loads similar and originated of the same soil class; this way it was possible to
characterize adult's differences and smaller value nutricional for morphologic portion. For the
obtained data, it was verified that the roots of the faveleira and terminal parts of the stem
1
Graduando em Química Industrial, Universidade Estadual da Paraíba
2
Graduado em Química Industrial
3
Mestrado de Engenharia Agrícola – Universidade Federal de Campina Grande
4
Professor Titular do Departamento de Química – Universidade Estadual da Paraíba Email: [email protected]
150
present substantial concentration for nitrogen and match, indicating the possibility of use of this
specimen of the savanna in the feeding of the flocks bovine, bovid and ovinos.
Keywords: semi-arid, faveleira, animal feeding, Cnidoscolus Quercifolius
INTRODUÇÃO
Dentre os paradigmas que afetam o mundo,
dois
deles
podem
ser
considerados
intrinsecamente ligados: o primeiro é a produção
de alimentos e o segundo a manutenção
sustentável do meio ambiente. A demanda por
alimentos é cada vez maior, fazendo com que a
expansão agrícola extrapole ambientes e
procedimentos sustentáveis, tornando o planeta
cada vez mais frágil e o ecossistema alterado
com tantos corpos estranhos introduzidos no seu
interior. Essas práticas estão ocasionando sérios
transtornos ambientais, com mudanças nos
ciclos climáticos, os quais se refletem sobre a
expansão de regiões áridas nos mais distintos
rincões da Terra.
A ausência de estudos de ecologia das
regiões naturais, que integram os oito Estados e
a escassez de ensaios para pesquisar outro tipo
de lavoura, não tão sensível às estiagens,
levaram os agricultores a insistir em cultivos de
cereais nos ambientes impróprios, com
rendimentos não compensadores. Para implantar
um sistema de agricultura econômica e
permanente, no Semi-árido do Nordeste, é
necessário ajustar os processos tecnológicos ao
conhecimento popular, para assegurar o
equilíbrio do Bioma Caatinga. Contudo, não foi
o que aconteceu com o espaço agrário do Semiárido paraibano, sempre subordinado ao
interesse do capital e voltado para a pecuária e o
algodão.
O presente estudo está sendo dirigido para
uma das plantas componentes da Caatinga
nordestina, altamente resistente à seca, que
segundo
Duque
(1980)
presta-se
ao
reflorestamento de vastas extensões erodidas,
proporcionando óleo e torta de altos valores
energéticos para as populações. Enfatiza ainda o
autor, que “a faveleira, é talvez, o vegetal de
maior importância econômica no Polígono das
Secas”. Além dessas potencialidades, esta
planta, conforme a memória popular tem alto
valor fitoterápico, se constituindo como
excelente recuperadora de áreas em degradação.
Floresce no início da estação chuvosa,
frutificando até o fim da mesma (Maio-Junho).
A madeira que produz é muito quebradiça e
tortuosa, não servindo para construção, no
entanto usada no fabrico de caixões e outros
pequenos trabalhos; é muito leve e queima
facilmente, porém fornece lenha de baixo poder
calorífico (Bezerra, 1972).
Cresce na região das Caatingas com as
reservas nutritivas acumuladas nas raízes
tuberculadas (xilopódios), as quais são
revestidas externamente de uma camada
suberosa, forte, impregnada de suberina
gordurosa e internamente, contém um líquido
viscoso composto de amido, água, ácidos
orgânicos, mucilagem, cristais de oxalato de
cálcio, carbonatos, fosfatos e açucares diversos
(Duque, 1980).
A grande importância desta espécie reside
nas suas sementes as quais apresentam 55,559,5%, de amêndoas. Das amêndoas, através de
solventes consegue-se extrair 51,9% de óleo
(Bezerra, 1972), o qual é de alta qualidade, e
segundo Duque (1980) é superior aos de oliveira
(Olea europea L. ) e girassol ( Helianthus
annuus L. ).
O cataplasma da entrecasca é usado para a
cicatrização de cortes, espinhadas e furadas,
Bezerra (1972).
As folhas maduras e a casca servem de
forragem para cabras, carneiros, jumentos e
bovinos (Duque, 1980a; Braga, 1960; Andrade
Lima, 1989). Em algumas regiões, por ocasião
das secas periódicas, os fazendeiros derrubam as
faveleiras para que o gado se alimente das
cascas (Santa Rosa, 1943). A rama e as folhas,
quando verdes, são tóxicas, matando ovelhas e
cabras, devendo sempre ser utilizadas quando
caírem no chão (folhas), ou trituradas e secas
(ramas) (Galvão, 1960; Bezerra, 1972).
As cascas, relativamente ricas em proteína
constituem-se um bom alimento para bovinos.
Bezerra (1972) avaliou a proteína bruta na
matéria seca do lenho, raiz e casca, tendo
encontrado respectivamente, os seguintes
valores: 1,86%; 3,20%; 4,62%; e no farelo da
faveleira encontrou 2,15% de proteína. Já Duque
(1980a) encontrou na matéria verde 4,15% e na
matéria seca 4,50%.
As raízes, internamente, possuem um
líquido viscoso composto de amido, água, ácidos
orgânicos, mucilagem, cristais de oxalato de
cálcio, carbonatos, polifosfatos e açúcares
diversos e são utilizadas na alimentação de
suínos (Duque, 1980a; Braga, 1960; Bezerra,
1972; Galvão, 1960, Lima, 1996). A raiz é
151
incorporada à ração de engorda e de leite, sendo
recomendado não permitir ao animal, beber
água, logo após sua ingestão para prevenir
intoxicações (Galvão, 1960).
O presente estudo teve por objetivo
incorporar mais esta planta na economia da
região Semi-Árida, auxiliando na alimentação
dos rebanhos da região.
MATERIAL E MÉTODOS
Inicialmente foi identificada a distribuição
espacial da faveleira com e sem espinhos nas
microregiões do Seridó NorteRiograndense e
Seridó Ocidental da Paraíba, nos municípios de
Parelhas e Caicó no Rio grande do Norte e Santa
Luzia e São Mamede na Paraíba. Identificou-se
8 plantas de faveleira com espinhos e sem
espinhos respectivamente, 3 pares na Paraíba e 5
pares no Rio Grande do Norte, totalizando 16
espécimes. Para efeito de comparação, as
variedades de faveleira com e sem espinhos
apresentaram portes semelhantes definidos pelo
diâmetro da copa e altura da planta, originados
da mesma classe de solo; estas características
serviram para comparações de plantas de
faveleira com e sem espinho, de maneira que foi
possível caracterizar possíveis diferenças na
produtividade de folhas e ponteiras do caule
além de maior ou menor valor nutricional por
porção morfológica em função da classe de solo,
e porte da planta. De posse dos mapas de solos
dos Estados do Rio Grande do Norte (Brasil,
1971) e da Paraíba (Brasil, 1972), fez-se a
identificação de cada unidade de solo de
ocorrência da faveleira com espinhos e sem
espinhos. Tomou-se em seguida 10 amostras
simples de solo a nível da copa da planta, a
profundidade de 0 a 20 cm e transformadas em
uma única amostra composta de um universo de
16 plantas, sendo 8 com espinhos e 8 sem
espinhos. As amostras de solos foram levadas ao
Laboratório do Departamento de Química
(CCT/UEPB) para a determinação dos índices
químicos: pH em água, e CaCl2.10-2mol L-1;
matéria orgânica; fósforo; potássio; sódio;
cálcio; magnésio; enxofre; além dos índices
hidrogênio + alumínio e alumínio trocável, para
estabelecimento da CTC (Capacidade de Troca
Catiônica), para fins de avaliação do nível de
salinidade dos solos sob vegetação das
espécimes de faveleira com e sem espinhos,
conforme metodologia adotada pela EMBRAPA
(2006).
Identificadas as plantas por classe de solo,
nível de fertilidade e porte, estas foram isoladas
por meio de telas plásticas circulando cada
planta, forrando-se o chão também com tela,
cuja finalidade foi a de receber toda biomassa
caída durante o ciclo da planta o que ocorreu do
início da brotação das folhas e novos ramos até a
senescência parcial das folhas (início e término
da estação chuvosa, respectivamente em
períodos eqüidistantes de 30dias). Dentre esta
época ocorreram cinco coletas; uma coleta no
período seco (de dezembro de 2003 à janeiro de
2004) e as quatro coletas restantes, em intervalos
eqüidistantes entre fevereiro e maio de 2004.
Isolada cada planta, partiu-se para a etapa que
consistiu na coleta de amostras de folhas verdes
diretamente na planta, tomando-se rudimentos
de caules caídos sobre a tela em períodos
eqüidistantes de 30 dias, a contar do início da
brotação de folhas à senescência total destas. As
raízes com diâmetro inferior a 20 mm foram
coletadas por ocasião da tomada de amostras de
solo, no quantitativo de no máximo 2 kg de
matéria verde por planta e numa segunda etapa
coincidindo com a senescência total das folhas,
no mesmo quantitativo. As ponteiras do caule
foram coletadas no final do ciclo da planta,
coincidente com a senescência total das folhas,
através de corte de ramos com diâmetro de no
máximo 20 mm, abrangendo as partes terminais
de toda copa da planta. De posse de todos os
parâmetros morfológicos: raízes finas, folhas
verdes e senescentes e ponteiras do caule, esses
foram secos em estufa, triturados em moinho e
tamisados em peneira ABNT = 20. Na matéria
seca das porções morfológicas das variedades de
faveleira com e sem espinhos procedeu-se a
análise química para nitrogênio e fósforo,
conforme metodologia recomendada por
TEDESCO et al, (1995).
Foram adotados os polinômios ortogonais de
1ª e 2ª ordem possíveis para as interações
ocorridas entre parâmetros químicos obtidos nas
diferentes porções morfológicas das espécimes
de faveleira com e sem espinhos em função do
tempo de coleta. Realizou-se a análise estatística
descritiva para os dados analíticos das amostras
de solo e dos dados de produção das porções
morfológicas por variedade de faveleira,
determinando-se o valor máximo (Máx), o valor
mínimo (Min), o coeficiente de variação (CV), a
média amostral (x), o desvio padrão (DP) e a
moda (Mo), como também, análise de variância
entre produção total de biomassa de folhas
senescentes e de ramos coletados das variedades
com e sem espinhos. Testou-se as médias de
cada coleta, confrontando os valores das
diferentes porções morfológicas das faveleiras
com e sem espinhos, para nível de comparação
152
por Tukey p ≤ 0,05, seguindo os procedimentos
estatísticos apresentados por Ferreira (1996).
Os resultados das análises realizadas nos
solos de ocorrência da faveleira estão expressos
na Tabela 1.
Constata-se no geral que as classes de solos
de ocorrência da faveleira com e sem espinhos
nas microregiões do Seridó Norte-Riograndense
e Seridó Ocidental Paraibano, apresentam uma
fertilidade boa, embora a matéria orgânica
encontre-se baixa em ambos as classes, o que
esta condizente com o levantamento da
fertilidade desses solos realizada por SUDENE
(1971, 1972), respectivamente para os estados
da Paraíba e Rio Grande do Norte.
Expressos nas tabelas a seguir, estão os
resultados correspondentes às determinações
químicas na matéria seca das porções
morfológicas folhas e caules das espécimes de
faveleira com espinhos e sem espinhos.
No período referente à primeira coleta
realizado em dezembro de 2003 a janeiro de
2004, não foi possível a aquisição de folhas
verdes, pois predominava a seca na Caatinga.
Na Tabela 1 estão os índices químicos
determinados por classe de solos de ocorrência
da faveleira.
A Tabela 2 apresenta as determinações
realizadas na matéria seca de folhas verdes da
faveleira com espinhos.
Tabela 1: Índices químicos determinados por classe de solos de ocorrência da faveleira.
Tipos de Solo Analisados
Luvissolo Neossolo
Neossolo Litólito
Análises Realizadas
Litólito
Valor
Classificação Valor Classificação
pH H2O(1:2,5)
6,91
P. N.
7,51
L. Al.
pH KCl(1:2,5) 1molL-1
5,88
L. Ác.
6,32
P. N.
1,03
C. N.
1,20
C. N.
Δ pH
Acidez Trocável (H+ + Al3+ cmolc de Al3+/dm3)
0,43
Nocivo
0,30
Nocivo
Ca2+ + Mg2+ (cmolc /dm3)
9,39
Alto
4,90
Alto
Ca2+ Trocável (cmolc /dm3)
6,89
Alto
3,97
Médio
Mg2+ Trocável (cmolc /dm3)
3,92
Alto
0,93
Médio
P (mg / dm3)
32,81
Alto
12,72
Médio
K (mg / dm3)
233,3
Alto
184,01
Alto
Na (mg / dm3)
189,13
206,0
S-SO42- (mg /dm3)
5,17
Médio
2,12
Baixo
Matéria Orgânica (g /Kg)
14,81
Baixo
6,43
Baixo
P. N. – Praticamente Neutro; L. Ác. – Ligeiramente Ácido; L. Al. – Ligeiramente Alcalino; C. N. – Cargas
Negativas.
Tabela 2: Determinações realizadas na matéria seca de folhas verdes da faveleira com espinhos
Coletas
2C
3C
4C
5C
Média
DP
CV
M.S.(%)
75,91
76,39
64,15
71,23
71,92
5,6789
7,90
Determinações
N (g/Kg)
26,70
41,80
34,00
35,30
34,45
6,1917
17,97
P (g/Kg)
3,02
2,56
2,30
3,27
2,79
0,4383
15,72
DP – Desvio Padrão
CV – Coeficiente de Variação
Com base no coeficiente de variação, todos
os parâmetros analisados apresentam médias
representativas, como também baixo desvio
padrão.
153
A Tabela 3 demonstra as determinações
realizadas na matéria seca de folhas verdes da
faveleira sem espinhos.
As análises de variância indicam médias
representativas para todos os fatores químicos
determinados.
A Tabela 4 apresenta as determinações
realizadas na matéria seca de caules da faveleira
com espinhos.
Tabela 3: Determinações realizadas na matéria seca de folhas verdes da faveleira sem espinhos
Coletas
2C
3C
4C
5C
Média
DP
CV
M.S.(%)
75,60
77,54
66,78
71,72
72,91
4,7492
6,51
Determinações
N (g/Kg)
56,70
45,70
31,10
31,50
41,25
12,3368
29,91
P (g/Kg)
2,44
2,27
1,93
2,61
2,31
0,2903
12,55
Tabela 4: Determinações realizadas na matéria seca de caules da faveleira com espinhos
Coletas
1C
2C
3C
4C
5C
Média
DP
CV
M.S.(%)
51,50
71,43
72,07
53,49
64,93
62,68
9,7371
15,53
Determinações
N (g/Kg)
10,30
66,40
31,20
20,20
14,40
28,50
22,5978
79,29
P (g/Kg)
1,73
2,17
2,26
1,81
2,09
2,01
0,2307
11,47
O tratamento estatístico demonstra, para o
nutriente N (nitrogênio), um valor máximo
respectivo à segunda coleta, devido ao início
do período chuvoso. Com isso, não se torna
representativo o uso do desvio padrão e a
média aritmética.
A Tabela 5 apresenta os resultados das
análises realizadas na matéria seca de caules da
Tabela 5: Determinações realizadas na matéria seca de caules da faveleira sem espinhos
Coletas
1C
2C
3C
4C
5C
Média
DP
CV
M.S.(%)
47,81
69,68
69,08
44,76
61,26
58,52
11,7005
19,99
Determinações
N (g/Kg)
9,30
41,80
23,20
12,00
13,60
19,98
13,2752
66,44
P (g/Kg)
0,93
2,19
2,04
1,51
1,68
1,67
0,4951
29,65
154
Como já foi demonstrada no caule da
faveleira com espinho, a média aritmética
torna-se pouco representativa na determinação
do parâmetro químico N (nitrogênio). (Tabela
5)
A Tabela 6 apresenta as médias
correspondentes às cinco coletas de faveleiras
com e sem espinhos.
Tabela 6: Médias correspondentes às cinco coletas de folhas das faveleiras com e sem espinhos
S/E
C/E
Tukey
Médias Estatísticas nas Folhas
M.S.(%)
N (g/Kg)
P (g/Kg)
72,9100a
41,250ª
2,3125a
71,9200a
34,450ª
2,7875a
9,0560
16,885
0,6431
(p<0,05)
S/E – sem espinhos
C/E – com espinhos
*As médias seguidas de mesma letra na vertical não diferem estatisticamente entre si.
O teor de nutrientes na matéria seca das
folhas confirmou superioridade, embora não
significativa apenas em fósforo (g/Kg),
enquanto no índice nitrogênio (g/Kg)
apresentou inferioridade não significativa em
comparação à faveleira sem espinhos. Com
isso, pode-se afirmar a semelhança nas
concentrações nutritivas destas variedades.
A Tabela 7 apresenta as médias
correspondentes de ponteiras de caule nas
faveleiras com e sem espeinhos.
Tabela 7: Médias correspondentes às cinco coletas de ponteiras de caules nas faveleiras com e sem
espinhos.
MÉDIAS ESTATÍSTICAS NOS CAULES
M.S.(%)
N (g/Kg)
P (g/Kg)
58,5180a
19,980ª
1,6700a
S/E
62,6840a
28,500ª
2,0120a
C/E
15,6925
27,018
0,5631
Tukey
(p<0,05)
*As médias seguidas de mesma letra na vertical não diferem estatisticamente entre si.
O tratamento estatístico aplicado pode
constatar a superioridade embora não
significativa de nutrientes na matéria seca dos
caules da faveleira com espinhos sobre a
referida sem espinhos. Provavelmente este fato
deve-se ao efeito de diluição.
A Figura 1 a seguir, expressam os
resultados correspondentes às determinações
químicas na matéria seca das folhas verdes da
A concentração de N (nitrogênio) nas
folhas verdes com espinhos foi crescente a
partir da 2ª coleta, alcançando o máximo na 3ª
coleta, a partir da qual decresceu passando a ter
um ligeiro aumento no período correspondente
a 5ª coleta. Atribui-se essas variações para
menos a partir da 3ª coleta até a 5ª coleta,
devido provavelmente a redistribuição do N das
folhas para os frutos. Quanto ao P (fósforo),
inicialmente houve um aumento no acúmulo
desse nutriente na 2ª coleta, decaindo para
alcançar a menor concentração na 4ª coleta; a
partir desta, esse nutriente teve sua
concentração aumentada atingindo o valor
máximo de todo o período na 5ª coleta.
Especula-se
tal
ocorrência
devido
à
redistribuição do fósforo para as sementes,
destinado a síntese de fosfolipídios, haja vista a
maior produção de sementes ter ocorrido no
período correspondente a 5ª coleta. Nóbrega
(2001) constatou valores na matéria seca das
folhas para este nutriente em torno de 1,80g/Kg.
De acordo com a figura 2, a concentração
de N (nitrogênio) atingiu seu valor máximo na
2º coleta, fato este representado pelo início das
chuvas na região, decaindo assim por diante.
Para o nutriente P (fósforo) ocorreu um declínio
a partir da 2ª coleta, prosseguindo até a 4ª
coleta, após este declínio seu ponto máximo foi
atingido na 5ª coleta.
155
A Figura 3 apresenta os índices
determinados na matéria seca de caules da
Folhas C/Esp
70,00
60,00
50,00
2C
40,00
3C
30,00
4C
20,00
5C
10,00
0,00
N (g/Kg)
P (g/Kg)
Figura 1: Índices determinados na matéria seca de folhas verdes da faveleira com espinhos.
Folhas S/Esp
70,00
60,00
50,00
2C
40,00
3C
30,00
4C
20,00
5C
10,00
0,00
N (g/Kg)
P (g/Kg)
Figura 2: Índices determinados na matéria seca de folhas verdes da faveleira sem espinhos.
Caule C/Esp
70,00
60,00
50,00
1C
40,00
2C
30,00
3C
4C
20,00
5C
10,00
0,00
N (g/Kg)
P (g/Kg)
Figura 3: Índices determinados na matéria seca de caules da faveleira com espinhos.
Para os valores referentes ao nutriente N
(nitrogênio), a partir do menor índice destaca-se
um crescimento exagerado e logo após um
declínio acentuado. Ao nutriente P (fósforo)
156
um suave crescimento no último ponto.
Provavelmente pode se afirmar desta variação
brusca, o início do período chuvoso onde a
planta absorve mais nutrientes do solo.
O início da estação chuvosa é marcante
para o crescimento da planta, encontrando-se
valores máximos de proteína, ocasionando nova
brotação.
não se pode afirmar o mesmo, pois não
apresentou variações bruscas.
determinados na matéria seca de caules da
Analisando os nutrientes N (nitrogênio) e P
(fósforo) em conjunto, destaca-se um ponto
mínimo na 1ª coleta, logo após um crescimento
vertiginoso seguido de um declínio, passando a
Caule S/Esp
70,00
60,00
50,00
1C
40,00
2C
30,00
3C
4C
20,00
5C
10,00
0,00
N (g/Kg)
P (g/Kg)
Figura 4: Índices determinados na matéria seca de caules da faveleira sem espinhos.
polinomial, de grau > 1. Do qual cada
tendência representa a função de concentração
do nutriente nas folhas da planta.
A Figura 6 apresenta as tendências
polinomiais realizadas na matéria seca de
folhas verdes da faveleira sem espinhos
polinomiais realizadas na matéria seca de
folhas verdes da faveleira com espinhos.
De acordo com a Figura 5, a variação da
concentração dos nutrientes em cada coleta foi
representada por uma análise de regressão
70,00
Folhas C/Esp
60,00
N (g/Kg)
50,00
P (g/Kg)
40,00
Polinômio (N (g/Kg))
Polinômio (P (g/Kg))
30,00
20,00
10,00
0,00
0
1
2
3
4
5
P: y = 0,1717x3 - 0,93x2 + 1,1283x + 2,65 R2 = 1
N: y = 5,3333x 3 - 43,45x 2 + 108,12x - 43,3 R2 = 1
Figura 5: Tendências polinomiais realizadas na matéria seca de folhas verdes da faveleira com
espinhos.
157
70,00
Folhas S/Esp
N (g/Kg)
P (g/Kg)
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0
1
2
3
4
5
N: y = 3,1x3 - 20,4x2 + 28,5x + 45,5 R2 = 1
P: y = 0,1983x3 - 1,275x2 + 2,2667x + 1,25 R2 = 1
Figura 6: Tendências polinomiais realizadas na matéria seca de folhas verdes da faveleira sem
espinhos
As equações polinomiais confirmam
tendências de 4ª ordem, e três pontos de
inflexão existentes. Com isso, demonstra-se
bem a relação entre o período seco e chuvoso
no qual as plantas foram submetidas, e a
capacidade de absorção de nutrientes, expressas
nas Figuras 7 e 8.
Segundo Mendes (1997), destaca-se no
período seco a ausência de folhas, paralisando o
crescimento. Tal fato é comprovado por baixos
índices de proteína determinados nos caules das
faveleiras com e sem espinhos, apresentados
nas Figuras 7 e 8
As tendências das curvas respectivas de
cada nutriente, definem polinômios ortogonais
de 3ª ordem e dois pontos de inflexão,
tornando-se semelhantes às funções da faveleira
com espinhos. Do qual não explicam um
comportamento fisiológico normal da planta.
polinomiais realizadas na matéria seca de caules
da faveleira com espinhos.
polinomiais realizadas na matéria seca de caules
da faveleira sem espinhos.
70,00
N (g/Kg)
Caule C/Esp
60,00
P (g/Kg)
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
P: y = 0,0608x 4 - 0,64x 3 + 2,1442x 2 - 2,425x + 2,59 R2 = 1
N: y = -5,6042x 4 + 75,292x 3 - 357,3x 2 + 685,01x - 387,1R2 = 1
Figura 7: Tendências polinomiais realizadas na matéria seca de caules da faveleira com espinhos.
158
70,00
Caule S/Esp
60,00
N (g/Kg)
50,00
P (g/Kg)
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
N:y = -2,2125x 4 + 31,875x 3 - 161,49x 2 + 327,03x - 85,9 R2= 1
P:y = 0,1758x 3 - 1,7654x 2 + 5,3288x - 2,81R2 = 1
Figura 8: Tendências polinomiais realizadas na matéria seca de caules da faveleira sem espinhos.
fósforo, da faveleira sem espinhos em relação a
com espinhos.
determinados nas raízes da faveleira com e sem
espinhos.
A Tabela 8 demonstra as determinações
realizadas nas raízes da faveleira com e sem
espinhos. Para porção morfológica raiz, obtidas
na 1ª coleta, houve uma superioridade
relativamente baixa dos índices nitrogênio e
Tabela 8: Determinações realizadas nas raízes da faveleira com e sem espinhos
S/E
C/E
DETERMINAÇÕES
M.S.(%)
N (g/Kg)
71,64
11,80
70,54
10,40
P (g/Kg)
2,25
1,61
Raízes
12,00
10,00
8,00
Sem Espinhos
6,00
Com Espinhos
4,00
2,00
0,00
N (g/Kg)
P (g/Kg)
Figura 9: Índices determinados nas raízes da faveleira com e sem espinhos.
159
Comparando com a literatura, análises
realizadas por Nóbrega (2001) nas raízes finas
de faveleira com espinhos, a concentração de P
(fósforo) é superior a 35%.
O valor de proteína bruta encontrado na
matéria seca das raízes foi superior ao relatado
por Bezerra (1972).
CONCLUSÕES
Pelos
dados
analíticos
obtidos
constatou-se que as raízes finas da faveleira,
folhas e ponteiras do caule apresentam
substancial concentração para Nitrogênio e
Fósforo, indicando a possibilidade de
utilização desta espécime da caatinga na
alimentação dos rebanhos bovinos, caprinos e
ovinos.
Na análise química mineral, a
variedade com espinhos foi relativamente
superior nos teores nitrogênio e fósforo para as
ponteiras de caules e fósforo para as folhas
verdes.
A partir das concentrações de
nutrientes encontradas na matéria seca das
folhas verdes, destaca-se o potencial na
produção de frutos e sementes ao término da
estação chuvosa.
A falta de dados sobre a faveleira na
literatura alerta para que outras análises sejam
realizadas, tanto para determinação de outros
fatores nutricionais como para fatores
antinutricionais.
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Caatingas. Academia Brasileira de
Ciências. Rio de Janeiro, Gráfica A Tribuna
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ISSN 1517-8595
161 SECAGEM PRECEDIDA DE DESIDRATAÇÃO OSMOTICA DE PSEUDOFRUTO
DE CAJU: COMPARAÇÃO ENTRE MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS
Luciana Façanha Marques1; Maria Elita Martins Duarte2; Mario Eduardo Rangel
Moreira Cavalcanti Mata2; Leila de Sousa Nunes3; Ticiana Leite Costa1; Priscila Beserra
de Santana Costa3; Sibele Thaís Guimarães Duarte4
RESUMO
Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de comparar 3 modelos matemáticos (Page,
Cavalcanti Mata e Fick com 3 termos da série) na secagem do caju sem epiderme, desidratados
osmoticamente em xarope com concentrações de 50ºBrix, para elaboração de passas de caju. A
secagem foi realizada em secador de bandejas em três temperaturas (50, 60 e 70ºC). As
equações propostas por Fick com 1, 2 e 3 termos da série, Cavalcanti Mata e Page foram usadas
para ajuste dos dados de secagem O programa computacional Statistic 5.0 foi utilizado para as
análises dos modelos por meio da aplicação do método numérico de Rosenbrock Quasi Newton
e Quase Newton. O melhor ajuste para os dados experimentais da secagem do caju, com prétratamento osmótico, foi obtido com a equação proposta por Cavalcanti Mata, com R2=99,93%
em média.
Palavras-chaves: modelos matemáticos, secagem, caju.
DRYING PRECEDED OF OSMOTIC DEHYDRATION OF CASHEW’S PSEUDOFRUIT: COMPARISON BEING THE MATHEMATICAL MODELS APPLIED
ABSTRACT
This research was developed with the objective of comparing 3 mathematical models (Page,
Cavalcanti Kills and Fick with 3 have of the series) in the drying of the cashew fruit, without
epidermis, preceded of osmotic dehydration in syrup with concentrations of 50ºBrix, for
elaboration of cashew raisins. The drying was accomplished in dryer of trays in three
temperatures (50, 60 and 70ºC). The equations proposed by Fick with 1, 2 and 3 terms,
Cavalcanti Kills and Page had been used for adjustment of the drying data. The Statistic 5.0
software was used for the models analyses through of the numeric method of Rosenbrock Quasi
Newton and Quasi Newton. The best adjustment for the drying experimental data of cashew,
with osmotic pré-treatment, had been obtained with the equation proposed by Cavalcanti Mata,
with R2=99,93%.
Keywords: mathematical models, drying, cashew
1
Mestre em Engenharia Agrícola, UAEAG/CTRN/UFCG, Campina Gande , PB, E-mail: [email protected]
2
Prof. Doutor, UAEAG/CTRN/UFCG, Campina Gande , PB, E-mail:[email protected], [email protected]
3
Aluno de Pós- Graduação em Engenharia Agrícola, UAEA/CTRN/UFCG, Campina Gande, e-mail:
[email protected]
4
Mestre em Engenharia de Produção, DEP/CT/UFPB/, E-mail: [email protected]
162
Secagem precedida de desidratação osmotica de pseudofruto de caju: comparação entre modelos ........ Marques et al.
INTRODUÇÃO
A fruticultura é, hoje, um dos segmentos
mais importantes da agricultura nacional
respondendo por 25% do valor da produção
agrícola (Lacerda et al., 2004).
O cajueiro (Anacardium occidentale L.) é
uma planta tropical, originária do Brasil. Apesar
ser encontrada em quase todo o território
nacional, a Região Nordeste é responsável por
mais de 90% da produção nacional de caju
(Melo Filho, 2002)
A agroindústria do caju representa nos dias
atuais, uma parcela significativa da economia
do Nordeste do Brasil, em decorrência dos
produtos industrializados oriundos desse fruto.
O pseudofruto (polpa comestível) do caju
que contém cerca de 156 mg a 387 mg de ácido
ascórbico, 14,70 mg de cálcio, 32,55 mg de
fósforo e 0,575 mg de ferro por 100 ml de suco,
é geralmente consumido "in natura", na forma
de sucos, refrigerantes, bebidas alcóolicas e
doces (Montenegro, et al., 2003). O verdadeiro
fruto do caju, a castanha, é dotado de amêndoa
oleaginosa, com teor de óleo de 55 a 60%, 15 a
20% de proteínas e em torno de 5% de
carboidratos, é largamente consumida no
mercado interno e externo, após processamento
industrial (Medina et al., 1980). Além de frágil,
o pedúnculo é altamente perecível. A vida útil
do caju após a colheita, quando armazenado em
temperatura ambiente não ultrapassa 48 horas;
sob refrigeração a 5ºC, com 85% a 90% de
umidade relativa e devidamente embalado
(atmosfera modifi-cada), a vida útil do caju é de
cerca de dez a quinze dias (Cruz, 1989;
Montenegro et al., 2003).
Segundo Mannheim et al. (1994), a
quantidade de água livre presente nos
alimentos é uma das principais causas de sua
deterioração. Em decorrência disto, as
operações de desidratação têm sido usadas, há
décadas em indústrias de processamento de
alimentos para uma eficiente preservação dos
produtos finais por longos períodos. O objetivo
básico dessa operação é a remoção de água do
produto até determinado nível onde os
microorganismos não causem danos ao mesmo
(Drouzas & Shubert, 1996).
A secagem de frutas como alternativa para a
obtenção de produtos mais nobres, através da
desidratação, como frutas desidratadas ou
passas, é um processo muito antigo, porém
pouco conhecido. No Brasil, o mercado de
frutas na forma de passas ou cristalizadas, ainda
depende quase que exclusivamente de produtos
importados (Fava, 2004).
Frutas passas são frutas cujo teor de água é
diminuído através de um processo de secagem
após o qual ocorre a concentração dos açúcares
naturais da própria fruta.
A desidratação osmótica é uma técnica que
consiste na imersão do alimento sólido, inteiro
ou em pedaços, em soluções aquosas
concentradas de açúcares ou sais, levando a
dois fluxos de massa simultâneos: um fluxo de
água do alimento para a solução e uma
transferência simultânea de soluto da solução
para o alimento (Andrade et al., 2003; Souza
Neto et al., 2005).
Por não fornecer produtos com umidade
suficientemente baixa para serrem considerados
estáveis em prateleira sob temperatura ambiente
é que o tratamento osmótico é usado
principalmente como um pré-tratamento
introduzido em alguns processos convencionais,
como secagem a ar convectivo, microondas e
liofilização, a fim de melhorar a qualidade do
produto final, reduzir custos de energia ou
mesmo formular novos produtos (Sereno et al.,
2001).
Segundo Córdova (2006), a desidratação
osmótica juntamente com a secagem convectiva
é um processo que permite a obtenção de frutas
com melhor estabilidade de cor e textura e
aumento da vida de prateleira, em relação ao
produto seco convencionalmente e armazenado
em temperatura ambiente.
A secagem constitui um processo que
remove grande parte de líquido de um produto
por evaporação mediante a ação do calor,
podendo ser realizado por meio natural expondo
o produto ao sol ou artificial através de
secadores mecânicos (Almeida et al,, 2006).
As vantagens de se utilizar o processo de
secagem são várias, dentre as quais se tem: a
facilidade na conservação do produto;
estabilidade dos componentes aromáticos à
temperatura ambiente por longos períodos de
tempo; proteção contra degradação enzimática e
oxidativa; redução do seu peso; economia de
energia por não necessitar de refrigeração e a
disponibilidade do produto durante qualquer
época do ano.
Ante o exposto o presente trabalho teve
como objetivo determinar, experimentalmente,
as curvas de secagem a três diferentes
temperaturas para o caju sem epiderme
desidratado osmoticamente e ajustar diferentes
modelos matemáticos (Page, Cavalcanti Mata E
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.9, n.2, p.161-170, 2007 Secagem precedida de desidratação osmotica de pseudofruto de caju: comparação entre modelos ........ Marques et al.
Fick com um, dois e três termos da série) aos
dados experimentais, para cada condição de
secagem estabelecida.
MATERIAL E MÉTODOS
Este trabalho foi conduzido no Laboratório
de Armazenamento e Processamento de
Produtos Agrícolas da Unidade Acadêmica de
Engenharia Agrícola da Universidade Federal
de Campina Grande-PB.
163 Foram utilizados como matéria-prima cajus
em avançado estádio de maturação, obtidos
junto aos produtores rurais do litoral paraibano.
Os frutos foram selecionados conforme seu
grau de maturação e integridade. A separação
da castanha do pseudofruto foi executada
manualmente. Os cajus foram lavados em água
clorada (50ppm de cloro ativo/15 minutos) para
então sofrerem o despeliculamento químico
com solução de hidróxido de sódio (2%) a
quente, seguido de enxágüe com água corrente
e neutralizados com ácido cítrico (1%) (Figura
1).
Figura 1- Etapas do despeliculamento químico.
Os pseudofrutos foram perfurados com garfo
para facilitar a saída de água e incorporação do
soluto durante a desidratação osmótica em
xarope de sacarose preparado por meio de
adição de açúcar cristalizado à água, sob
aquecimento para facilitar a dissolução, até
atingir 50°Brix. O xarope foi adicionado de
ácido cítrico (quantidade necessária para se
atingir pH igual a 3,0) e metabissulfito de sódio
(concentração de 0,5 ppm).
Os pseudofrutos foram submetidos à
desidratação osmótica por um período de 43
horas seguido de cozimento no próprio xarope a
80ºC em fogo brando, sob leve e permanente
agitação, durante 1 hora.
Após a cocção, os pseudofrutos foram
colocados no secador de bandeja com
circulação de ar modelo Polidryer PD-25 para
realização de secagem as temperaturas de 50,
60 e 70ºC.
O teor de água inicial dos pseudofrutos de
caju foi determinado de acordo com A.O.A.C.
(1997).
O ponto final de secagem foi definido pelo
teor de água final prevista para o caju-passa, em
torno de 10%.
Aos dados experimentais da secagem foram
ajustados três modelos matemáticos distintos
apresentados na Tabela1.
164
Tabela 1 - Modelos Matemáticos testados para representar a secagem de pseudofrutos de caju a 50, 60
e 70°C
Modelos Matemáticos
Autores
FICK com 1
termo da série
FICK com 2
termos da série
FICK com 3
termos da série
CAVALCANTI
MATA (1997)
PAGE (1949)
em que,
RU = Razão de umidade (admensional);
D = Coeficiente de difusão (m2.s-1)
t = Tempo (s)
re = raio da esfera equivalente (m)
a1, a2, a3, a4, a5, a6, k e n = parâmetros que dependem da natureza do produto.
Os parâmetros dos modelos propostos
foram obtidos por análises de regressão não
linear através utilizando-se o programa
computacional STATISTICA, versão 5.0.
Os valores dos parâmetros obtidos
utilizando o modelo de Fick com 1, 2 e 3
termos da série para a secagem de
pseudofrutos de caju estão indicados na Tabela
2.
Tabela 2 - Parâmetros do modelo de Fick com 1, 2 e 3 termos da série e coeficientes de determinação
para a secagem de pseudofrutos de caju a 50, 60 e 70°C
Modelo de Fick
com 1 termo da série
com 2 termos da série
com 3 termos da série
Parâmetros
D x 10-9 (m2.s-1)
R2 (%)
D x 10-9 (m2.s-1)
R2 (%)
D x 10-9 (m2.s-1)
R2 (%)
Melhor ajuste aos dados experimentais é
observado quando se aplica o modelo de Fick
utilizando três termos da série, em que o
coeficiente de determinação médio (R2) esteve
em torno de 93%, enquanto que para o uso do
modelo com um e dois termos da série os
coeficientes
médios
de
determinação
50
3,9367
68,63
4,225
89,11
4,3517
93,78
Temperatura (°C)
60
5,0617
69,23
5,5267
89,60
5,7117
94,26
70
6,0383
57,23
6,6533
83,43
7,1217
91,17
mantiveram-se em torno de 65% e 87,4%,
respectivamente.
Verifica-se ainda, que os valores dos
coeficientes de difusão têm comportamento
crescente com o aumento da temperatura
(variam entre 3,9367x10-9 e 7,1217x10-9 m2.s-1).
Este fato também foi observado por SOUSA
(1999) que estudou o desenvolvimento de passa
de umbu com pré-secagem osmótica seguida de
secagem convencional as temperaturas de 70,
80 e 90°C. Segundo PARK et al. (2001), o
aumento dos valores dos coeficientes de difusão
ocorre devido a diminuição das resistências
165 internas de secagem a medida que se eleva a
temperatura do ar de secagem.
Na Tabela 3 encontram-se os valores dos
parâmetros obtidos quando utilizado o modelo
de Cavalcanti Mata para a secagem de
pseudofrutos
de
caju
pré-tratados
osmoticamente
.
Tabela 3- Parâmetros do modelo de Cavalcanti Mata e coeficientes de determinação para a secagem de
pseudofrutos de caju a 50, 60 e 70°C
Temperatura (°C)
Parâmetros
50
60
70
a1
-1,495
1,008
-1,355
a2
-0,003
-0,003
-0,005
a3
0,454
0,846
0,548
a4
1,200
0,808
1,570
a5
0,839
0,053
0,779
a6
1,268
-0,829
0,784
R2 (%)
99,87
99,96
99,98
Observa-se um melhor ajuste aos dados
experimentais quando se utilizou o modelo de
Cavalcanti Mata que forneceu um valor médio
para o coeficiente de determinação de 99,94%.
Valores muito semelhantes foram encontrados
por Ugulino (2007) durante a elaboração de
passa da polpa de jaca submetida à desidratação
osmótica seguida de secagem a três diferentes
temperaturas (45, 60 e 75°C).
São apresentados na Tabela 4 os valores dos
parâmetros encontrados para o modelo de Page
durante a secagem de pseudofrutos de caju prétratados osmoticamente.
Tabela 4 - Parâmetros do modelo de Page e coeficientes de determinação para
pseudofrutos de caju a 50, 60 e 70°C
Parâmetros
a secagem de
Temperatura (°C)
50
60
70
k
0,0030
0,0040
0,0017
n
0,8763
0,8513
0,9917
R (%)
99,82
99,89
99,87
2
Para o modelo de Page o coeficiente de
determinação médio foi de 99,86%, indicando
um bom ajuste aos dados experimentais, porém
inferior ao valor fornecido pelo modelo de
Cavalcanti Mata. Utilizando o modelo de Page,
Sousa (1999) observou valores semelhantes
durante a elaboração de passa de umbu, assim
como
Ugulino
(2007)
durante
o
desenvolvimento da passa da polpa de jaca.
Silva et al. 2003 aplicou o modelo matemático
proposto por Page para expressar o
comportamento da desidratação osmótica da
banana da terra obtendo um coeficiente de
determinação entre 98,7% e 99,8%.
São apresentados nas Figuras 2, 3, 4, 5 e 6 as
curvas de secagem, a 50, 60 e 70°C, de
pseudofrutos
de
caju
pré-tratados
osmoticamente em xarope de glicose a 50°Brix,
nas quais foram aplicados os modelos de Fick
166
com 1, 2 e 3 termos da série, Cavalcanti Mata e
água do produto, fazendo com que a curva de
Page, respectivamente.
secagem se torne mais acentuado, implicando
Verifica-se que o aumento da temperatura
na redução do tempo de processo.
do ar de secagem favorece a remoção do teor de
Curvas de secagem do caju com pré-tratam ento osm ótico com 50 ºBrix
1,0
Razão de Umidade (adimensional)
Dados experimentais da secagem à 50ºC
RU=0,6085.exp((9,86)/(19,972).(-3,9367x10-9).t) R 2=68,63%
0,8
RU=0,6085.exp((9,86)/(21,202).(-5,0617x10-9).t) R 2=69,23%
RU=0,6085.exp((9,86)/(23,422).(-6,0383.10-9).t) R 2=57,23%
0,6
0,4
0,2
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tempo (min)
Figura 2 - Aplicação do modelo de Fick com 1 termo da série para a secagem a 50, 60 e 70°C de
pseudofrutos de caju pré-tratados osmoticamente em xarope de glicose a 50°Brix.
Curva de secagem do caju com pré-tratamento osmótico com 50 ºBrix
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tempo (min)
-9
-9
RU=0,6085.exp(0,0247.-4,2250x10 .t)+0,1521.exp(0,0989.-4,2250x10 .t)
2
R =89,11%
-9
-9
RU=0,6085.exp(0,0219.-5,5267x10 .t)+0,1521.exp(0,0877.-5,5267x10 .t)
2
R =89,60%
+ Dados experimentais da secagem à 70ºC
-9
-9
RU=0,6085.exp(0,0180.-6,6533x10 .t)+(0,1521.exp(0,0719.6,6533x10 .t)
2
R =83,43%
Figura 3 - Aplicação do modelo de Fick com 2 termos da série para a secagem a 50, 60 e 70°C de
167 Curvas de secagem do caju com pré-tratam ento osm ótico com 50 ºBrix
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tempo (min)
+
-9
RU=0,6085.exp(0,0247.-4,3517x10 .t)+0,1521.exp(0,0988.-4,3517x10
9
-9
2
.t)+0.0676.exp(0,2225.-4,3517x10 .t) ; R =93,78%
-9
RU=0,6085.exp(0,0219.-5.7117x10 .t)+0,1521.exp(0,0877.-5.7117x10
9
-9
2
.t)+0.0676.exp(0,1974.-5,7117x10 .t); R =94,26%
-9
RU=0,6085.exp(0,0180.-7.1217x10 .t)+0,1521.exp(0,0722.-7,1217x10
9
-9
2
.t)+0.0676.exp(0,1625.-7,1217x10 .t) ; R =91,17%
Figura 4 - Aplicação do modelo de Fick com 3 termos da série para a secagem a 50, 60 e 70°C de
Curvas de secagem do caju com pré-tratam ento osm ótico com 50 ºBrix
1,00
RU=-1,4957.exp(-0,0033.t 0,4542)+1,2009.exp(-0,0033.t 0,8394)+1,2686
0,80
RU=1,0085.exp(-0,0038.t 0,8462)+0,8088.exp(-0,0038.t 0,0532)-0,8295
RU=-1,3559.exp(-0,0051.t 0,5487)+1,5705.exp(-0,0051.t 0,7799)+0,7841
0,60
0,40
0,20
0,00
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tempo (min)
Figura 5- Aplicação do modelo de Cavalcanti Mata para a secagem a 50, 60 e 70°C de pseudofrutos de
caju pré-tratados osmoticamente em xarope de glicose a 50°Brix.
168
Curvas de secagem do caju com pré-tratamento osmótico com 50 ºBrix
1,0
RU=exp(-0,002975)*t 0,876312) R2=99,82%
0,8
RU=exp(-0,003982)*t 0,851280) R2=99,89%
RU=exp((0,001698)*t 0,991702) R2=99,87%
0,6
0,4
0,2
0,0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Tempo (min)
Figura 6- Aplicação do modelo de Page para a secagem a 50, 60 e 70°C de pseudofrutos de caju prétratados osmoticamente em xarope de glicose a 50°Brix.
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Diante dos resultados obtidos durante a
secagem de pseudofrutos de caju com prétratamento osmótico em xarope de glicose com
50ºBrix, nas temperaturas de 50, 60 e 70ºC,
conclui-se que dentre os modelos matemáticos
aplicados, o modelo proposto por Cavalcanti
Mata ajusta melhor os dados experimentais de
secagem com um valor médio para o
coeficiente de determinação de 99,94%,
demonstrando, desta forma, uma satisfatória
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170
ISSN 1517-8595
171
INFLUÊNCIA DO TIPO DE PAVIMENTO NA SECAGEM DE CLONES DE CAFÉ
(Coffea canephora Pierre) EM TERREIROS DE CONCRETO E CHÃO BATIDO
Osvaldo Resende 1, Renan Vieira Arcanjo 2, Valdiney Cambuy Siqueira3, Silvestre
Rodrigues4, Adrieli Nagila Kester5, Poliana Perrut de Lima5
RESUMO
Analisar a influência do tipo de pavimento na secagem de clones do café da espécie Coffea
Canephora, bem como a sua interferência nos aspectos físicos da classificação do produto
foram os objetivos que motivaram a realização do presente trabalho. Foram utilizados frutos de
café dos clones: Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro180, colhidos com os teores de
água iniciais de 1,20; 1,32; 1,51 e 1,46 (decimal b.s.), respectivamente. A secagem prosseguiu
nos terreiros de concreto e chão batido até que o produto atingisse o teor de água de
aproximadamente 0,11±0,01 (decimal b.s.). Os dados de temperatura e umidade relativa do ar
de secagem foram obtidos por meio de uma estação climatológica e a temperatura da massa de
café foi monitorada diariamente, por meio de sonda termométrica. Após a secagem e o
beneficiamento do café, realizou-se a classificação por tipo e a classificação por peneira.
Conclui-se que o terreiro de concreto apresentou maior eficiência na secagem do café Coffea
Canephora comparativamente ao terreiro de chão batido e que não foi possível identificar
interferência direta dos tipos de pavimento na classificação do café por tipo e peneira. Os clones
de café Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro 180 apresentaram características de
secagem semelhantes.
Palavras-chave: café, clones, teor de água, terreiros, qualidade
INFLUENCE OF PAVEMENT TYPE IN COFFEE BERRY CLONES DRYING
(Coffea canephora Pierre) IN CONCRETE AND GROUND YARDS
ABSTRACT
The objective of this work were to examine the influence of pavement type in coffee berry
clones drying Coffea Canephora species and check the interference in physical aspects of the
product classification. Have been used coffee berry of clones: Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro
167 and Cpafro 180, harvested at moisture content of 1.20; 1.32; 1.51 e 1.46 (decimal d.b.),
respectively. The drying continued in ground and concrete pavement until achieved the moisture
content of 0.11±0,01 (decimal d.b.). The drying air temperature and relative humidity data were
obtained through a climatic station and the coffee mass temperature was monitored daily,
through thermocouple. After coffee berry drying and beneficiary, was executed the
classification by type and sieve. It was concluded that the concrete yard showed greater
efficiency in Coffea Canephora drying compared to ground yard and that it was not possible to
identify the pavement types interference in coffee berry classification by type and sieve. The
coffee berry clones Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 and Cpafro 180 had similar drying
characteristics.
Keywords: coffee berry, clones, moisture content, yards, quality
1
Engº Agrícola, Prof. Dr. CEFETRV, Rodovia Sul Goiana, km 1, Zona Rural – Rio Verde, GO, CEP: 75.901-970, email:
[email protected]
2
Estudante de graduação, Bolsista de Iniciação Científica CNPq, UNIR, Rolim de Moura, RO, Av. Norte-Sul, 7300, saída para Cacoal,
Bairro Nova Morada, CEP: 78987-000, email: [email protected].
3
Estudante de graduação, Voluntário de Iniciação Científica UNIR, Rolim de Moura, RO, Av. Norte-Sul, 7300, saída para Cacoal, Bairro
Nova Morada, CEP: 78987-000, email: [email protected].
4
Engº Agrícola, Prof. Adjunto, Departamento de Agronomia, UNIR, Rolim de Moura, RO, Av. Norte-Sul, 7300, saída para Cacoal, Bairro
Nova Morada, CEP: 78987-000, email: [email protected].
5
Estudante de Graduação Departamento de Agronomia, UNIR, Rolim de Moura, RO, Av. Norte-Sul, 7300, saída para Cacoal, Bairro Nova
Morada, CEP: 78987-000.
172
Influência do tipo de pavimento na secagem de clones de café em terreiros de concreto e chão batido Resende et al.
INTRODUÇÃO
A cafeicultura é uma importante
atividade agrícola desenvolvida no Brasil, que é
historicamente, líder mundial da produção de
café, sendo atualmente o segundo produto na
pauta das exportações agrícolas brasileiras.
O Estado de Rondônia é o sexto produtor
de café do país, apresentando na safra de
2006/2007, a produção de 1.263.000 sacas, que
representa 3% da produção nacional, com
produtividade média de 7,8 sacas por hectare.
Considerando apenas a espécie de café
cultivada em Rondônia (Coffea Canephora
Pierre), o estado é o segundo maior produtor
sendo responsável por 13,3% da produção
brasileira, superado apenas pelo Espírito Santo
com 72,5% (Conab, 2007).
A produção do Estado se caracteriza pelo
baixo nível tecnológico utilizado na condução
da lavoura. Segundo Oliveira & Veneziano
(2001), a cultura do café em Rondônia pode ser
caracterizada por dois sistemas produtivos
principais: cafeicultura tradicional - ocorre sem
adubação e desbrota das plantas, sendo o café
plantado no espaçamento 4 x 1 m em área de
pastagem e a secagem do produto realizada em
carreadores, dentro da própria lavoura;
cafeicultura adubada - o café é plantado no
espaçamento 3 x 1,5 m e conduzido com três
hastes, realiza-se a adubação de plantio (adubo
mineral e matéria orgânica) e em cobertura
(adubo mineral e adubação foliar) e a secagem é
conduzida em terreiro de concreto. Em ambos
os sistemas a colheita ocorre sobre o pano.
Assim, as práticas culturais e de manejo
como adubação, desbrota e os cuidados durante
a colheita e pós-colheita visando a manutenção
da qualidade dos grãos, ainda são técnicas
incipientes na região e pouco difundidas entre
os produtores.
O café recém-colhido, por ser um
produto que apresenta certas peculiaridades, tais
como alto teor de água, aproximadamente 60%
(b.u.), e desuniformidade em relação à
maturação, difere dos demais grãos cultivados
em larga escala, necessitando, portanto, de um
método de secagem específico.
Assim, a secagem é uma etapa de
fundamental importância na fase pós-colheita
do café e deve ser iniciada logo após a colheita
para reduzir, rapidamente, o alto teor de água da
casca, polpa e mucilagem e evitar as
fermentações que podem prejudicar a qualidade
do café.
A secagem do café pode ser realizada de
diferentes formas: em terreiros, mecanicamente
utilizando secadores, ou ainda, de forma mista
combinando secagem em terreiros e secadores.
Na secagem em terreiros, ou com ar
natural, o produto é retirado da planta e
depositado em um pátio previamente preparado,
denominado terreiro, sendo a energia utilizada
para remoção do teor de água a radiação solar.
A secagem em terreiros é possível quando da
ocorrência da baixa umidade relativa do ar e
pouca nebulosidade existente em diversas
regiões do Brasil durante o período de colheita.
A principal vantagem desse método é a
economia de energia, porém apresenta o
inconveniente de exigir extensas áreas e
depender dos fatores climáticos, que, sendo
desfavoráveis, retardam o processo favorecendo
a ocorrência de fermentações indesejáveis,
comprometendo a qualidade do produto
(Campos, 1998; Silva & Berbert, 1999).
No Brasil ainda é predominante a
secagem de café em terreiros, os quais podem
ser construídos de concreto, asfalto, tijolos,
chão batido, leito suspenso e lama asfáltica. O
produto é espalhado sobre a superfície e
revolvido periodicamente. Quando o café atinge
o estádio de meia seca, aproximadamente 30%
(b.u.), recomenda-se amontoá-lo e cobri-lo
quando as condições não são adequadas para a
secagem.
A pré-secagem em terreiro tem sido
recomendada tecnicamente, até que o café
atinja cerca de 30% (b.u.), diminuindo o gasto
de energia na secagem mecânica. Entretanto,
principalmente os pequenos produtores utilizam
a secagem completa nos terreiros (Andrade et
al., 2003).
Na maioria dos casos, a secagem é feita
em camadas finas, com espessura em torno de 5
cm. Conforme a uniformidade de maturação
dos grãos, a secagem do café, até os níveis
comerciais, tem uma duração que varia de 8 a
20 dias, dependendo das condições climáticas
locais.
Recentemente têm sido realizados
inúmeros trabalhos com o objetivo de estudar a
secagem do café em diversas condições. No
entanto, a maioria destas investigações são
realizadas para descrever a secagem do café da
espécie Coffea arábica (Andrade et al., 2003;
Reinato et al., 2003a; Reinato et al. 2003b;
Ribeiro et al., 2003; Silva et al., 2003; Afonso
Júnior et al., 2004; Corrêa et al., 2006; Afonso
Júnior et al., 2006; Borém et al., 2006; Lacerda
Filho et al., 2006).
Gitimu (1995) relata que a secagem do
café ao sol tem um efeito positivo na qualidade,
e que alguns cuidados especiais devem ser
tomados de acordo com os estágios da secagem:
a) de 44 a 33% (b.u.), para evitar rachaduras no
pergaminho, a secagem deve ocorrer de forma
lenta; para isso deve-se cobrir o café durante as
horas mais quentes do dia; b) de 32 a 22%
(b.u.) a cor final do grão é formada; por isso é
recomendado que o café fique exposto à luz
solar por um período não menor que dois dias
para melhorar a qualidade da cor; a secagem
mecânica não deve ser usada nesse estágio e c)
de 21 a 12% (b.u.) o café pode ser seco mais
rapidamente sem prejuízo na qualidade,
inclusive com a utilização de secadores.
Durante a comparação entre diferentes
materiais de pavimentação de terreiro para a
secagem de café na região da Zona da Mata
Mineira, Lacerda Filho et al. (2006) verificaram
que o terreiro de terra recoberto com “esterco
verde” e o pavimentado com tijolos não
permitiram a boa qualidade do produto; por
outro lado, os terreiros pavimentados com
asfalto e cimento proporcionaram uma maior
redução no teor de água dos frutos e foram mais
eficientes energeticamente no processo de
secagem.
De acordo com Andrade et al. (2003) o
terreiro de concreto apresentou a maior taxa de
redução de água e, conseqüentemente menor
tempo de secagem comparativamente aos
terreiros de chão batido, lama asfáltica e leito
suspenso, durante a secagem dos cafés cereja
natural, cereja desmucilado e bóia.
Em relação as características de
classificação
do
produto
depois
do
processamento, o café é um produto cujo preço
está vinculado a parâmetros qualitativos.
Partindo-se do valor obtido por um produto de
máxima qualidade, este sofre descontos
proporcionais à medida que são reduzidas as
características desejáveis quanto ao tipo (Silva
& Berbert, 1999).
Para o mercado exportador é de
fundamental importância que a qualidade do
café apresente propriedades organoléptica e
químicas desejáveis. Essas propriedades são
dependentes da eficiência do pré-processamento
ao qual o produto é submetido, sendo o método
de secagem utilizado a operação que exerce
mais influência (Lacerda Filho et al., 2006).
Segundo Vilela & Pereira (1998), o café
beneficiado brasileiro tem sua qualidade
determinada por três classificações distintas:
classificação por tipo, separando-se os defeitos
e impurezas; pela prova de xícara, realizada por
173
provadores treinados; por peneira, separando-se
uma amostra de grãos por tamanho e formato.
Em alguns casos, utiliza-se de uma
classificação subjetiva com relação ao aspecto,
que visualmente verifica-se a aparência
considerando-se o tamanho dos grãos,
quantidade de defeitos e impurezas, manchas e
descolorações.
Para Thomaziello et al. (1999) o café tem
sua qualidade determinada por duas fases
distintas: classificação por tipo ou defeito e a
classificação por qualidade. A classificação do
café quanto ao tipo consiste em determinar o
número de grãos imperfeitos ou a quantidade de
impurezas contida em uma amostra de 300
gramas (Berbert et al.,1999). Esta classificação
admite sete tipos de valores decrescentes de 2 a
8 e resultante da apreciação de uma amostra de
300 gramas de café beneficiado.
Na
classificação
pela
qualidade,
consideram-se: fava (graúda, boa, média e
miúda); peneira (chato e moca, cada qual com
as suas numerações); aspecto (bom, regular,
mau); cor (verde-cana, verde-azulado, amareloclaro, cor-de-palha, chumbado, barrento, etc);
seca (boa, regular, má); preparo (terreiro,
despolpado); torração (café de terreiro: fina,
boa, regular e má); bebida (estritamente mole,
mole, apenas mole, duro, riado, rio).
Diante o exposto, o objetivo no presente
trabalho foi analisar a influência do tipo de
pavimento na secagem de clones do café da
espécie Coffea Canephora, bem como a sua
interferência nos aspectos físicos da
classificação do produto.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido no
Departamento de Agronomia do Campus da
Universidade Federal de Rondônia - UNIR,
Rolim de Moura, RO.
Foram utilizados frutos de café (Coffea
Canephora Pierre) dos clones: Cpafro 194,
Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro180,
procedentes
de
lavoura
situada
área
experimental de clones da Embrapa em Rolim
de Moura, RO.
O produto foi colhido, manualmente,
pelo sistema de derriça no pano, com os teores
de água iniciais de 1,20; 1,32; 1,51 e 1,46
(decimal b.s.) para os clones Cpafro 194,
Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro 180,
respectivamente.
Os frutos foram submetidos à secagem
em terreiro de concreto e de chão batido, sendo
espalhados em camadas de 3 cm de espessura e
174
revolvidos periodicamente ao longo do dia. A
secagem prosseguiu até que o produto atingisse
o teor de água de aproximadamente 0,11±0,01
(decimal b.s.).
Os teores de água do produto ao longo da
secagem foram acompanhados diariamente e
determinados pelo método da estufa, 105±1 °C,
durante 24 horas, em três repetições (Brasil,
1992).
A taxa de redução de água do produto foi
calculada de acordo com a expressão descrita
por Corrêa et al. (2001):
TRA 
Ma 0  Ma i
Ms   t i - t 0 
(1)
A classificação por peneira foi realizada
a partir de 300 g de amostra, o café foi
classificado segundo as dimensões dos crivos
com as peneiras numeradas de 10 a 18 e
apresentando o fundo para reter as impurezas
menores. Cada classe foi expressa em base
percentual.
Os dados de temperatura e umidade
relativa do ar de secagem foram obtidos por
meio de uma estação climatológica de
referência do Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE), situada a 100 m do local de
secagem e a temperatura da massa de café foi
monitorada diariamente, por meio de sonda
termométrica.
em que
TRA : taxa de redução de água (kg kg-1 h-1);
Ma0 : massa de água total anterior (kg);
Mai : massa de água total atual (kg);
Ms : matéria seca (kg);
t0 : tempo total de secagem anterior (h);
ti : tempo total de secagem atual (h).
0,030
-1
-1
Taxa Redução de água (kg kg h )
Após a secagem e o beneficiamento do
café, realizou-se a classificação por tipo
somando-se o número de defeitos encontrados
em 300 g de amostras, onde cada defeito
recebeu sua equivalência, conforme a Tabela
Oficial Brasileira de Classificação, (Instituto
Brasileiro do Café, 1977).
De acordo com o monitoramento das
condições climáticas, os valores médios da
temperatura e da umidade relativa no período
de secagem foram de 26,3 ºC e 63,3%,
respectivamente. Já a temperatura da massa de
grãos, medida diariamente às 14:00 horas,
apresentou variação entre 41,1 e 51,1 °C para o
terreiro de concreto e 31,6 a 41,2 ºC para o
terreiro de chão batido, durante o período de
secagem e para os quatro clones estudados.
Assim, a temperatura do café no terreiro de
concreto foi em média 10 ºC superior aquela
observada no terreiro de chão batido.
Nas Figuras 1 e 2 são apresentados os
valores da taxa de remoção de água dos clones
de café Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e
Cpafro 180 para a secagem em terreiros de
concreto e chão batido.
Cpafro194
0,025
Cpafro193
Cpafro167
0,020
Cpafro180
0,015
0,010
0,005
0,000
0
30
60
90
120
Tempo (horas)
175
0,030
-1
-1
Taxa Redução de água (kg kg h )
Figura 1. Taxa de redução de água (kg kg-1 h-1) dos clones de café Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e
Cpafro 180 ao longo do tempo (horas) durante a secagem em terreiro de concreto.
Cpafro194
0,025
Cpafro193
0,020
Cpafro167
Cpafro180
0,015
0,010
0,005
0,000
0
40
80
120
160
200
Tempo (horas)
Figura 2. Taxa de redução de água (kg kg-1 h-1) dos clones de café Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e
Cpafro 180 ao longo do tempo (horas) durante a secagem em terreiro de chão batido.
Verifica-se nas Figuras 1 e 2, que as
maiores taxas de redução de água, para os
quatro clones analisados, ocorreram no início
da secagem, independentemente do tipo de
terreiro utilizado. Para o terreiro de chão batido,
a taxa de redução de água foi inferior a 0,019
kg kg-1 h-1, enquanto que para a secagem
promovida no terreiro de concreto os valores
foram inferiores a 0,026 kg kg-1 h-1. No final da
secagem a água se encontra mais fortemente
ligada, necessitando de uma maior energia para
a sua evaporação, assim a secagem do café
ocorreu mais lentamente, resultando em
menores valores da taxa de redução de água.
Para o teor de água de 0,11±0,01 (decimal b.s.)
Teor de água (decimal b.s.)
1,6
1,2
a taxa de remoção de água apresentou
magnitude de aproximadamente 0,001 kg kg-1 h1
para os quatro clones de café e para os
terreiros de concreto e chão batido. Verifica-se
ainda, que durante a secagem nos terreiros de
concreto e chão batido os clones de café Cpafro
194, Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro 180
apresentaram valores da taxas de redução de
água semelhantes, indicando que estes clones
possuem características de secagem similares.
Na Figura 3 estão apresentados os
valores do teor de água do café ao longo do
tempo para os clones Cpafro 194, Cpafro 193,
Cpafro 167 e Cpafro180, durante a secagem em
terreiros de concreto e chão batido.
Cpafro 194 chão batido
Cpafro 194 concreto
Cpafro 193 concreto
Cpafro 167 concreto
Cpafro 180 concreto
0,8
0,4
0,0
0
40
80
120
Tempo (horas)
160
200
176
Figura 3. Teores de água (decimal b.s.) do café ao longo do tempo (horas), para os clones Cpafro 194,
Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro 180, durante a secagem em terreiros de concreto e chão
batido.
Nota-se na Figura 3 que os teores de água
iniciais dos clones de café foram distintos com
magnitudes de 1,20; 1,32; 1,51 e 1,46 (decimal
b.s.) para os clones Cpafro 194, Cpafro 193,
Cpafro 167 e Cpafro180, respectivamente.
Mesmo com esta heterogeneidade inicial entre os
clones, o tempo necessário para que o produto
atingisse o teor de água de, aproximadamente,
0,11±0,01 (decimal b.s.) foi o mesmo para os
quatro clones analisados, sendo de 117,5 e 189,5
horas para a secagem nos terreiros de concreto e
chão batido, respectivamente. Pode-se inferir que
este fato, possivelmente, deve-se ao elevado teor
de água que o café apresentava no início da
secagem, que, conseqüentemente, provocou taxas
de secagem superiores no início do processo. Ao
final da secagem, as taxas de remoção de água
diminuíram e as discrepâncias entre os valores
dos teores de água dos clones também reduziram.
Verifica-se ainda na Figura 1, que o
terreiro de concreto promoveu a secagem do café
até o teor de água de 0,11±0,01 (decimal b.s.) 72
horas antes do terreiro de chão batido,
demonstrando a sua maior eficiência de
secagem e aproveitamento da energia calorífica
do sol. Resultados semelhantes foram
observados por Lacerda Filho, et al. (2006) e
por Andrade et al. (2003) durante a secagem de
café da espécie Coffea arabica em diferentes
tipos de pavimento de terreiro.
Na Tabela 1 estão apresentados os
resultados da classificação por peneiras dos
clones Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e
Cpafro 180 submetidos à secagem nos terreiros
de chão batido e concreto.
Tabela 1. Valores percentuais de grãos retidos nas peneiras 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10 e sobra,
durante a classificação dos clones Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro 180
submetidos à secagem nos terreiros de chão batido e concreto
Terreiro de Chão Batido
Terreiro de Concreto
Peneira
Cpafro194 Cpafro193 Cpafro167 Cpafro180 Cpafro194 Cpafro193 Cpafro167 Cpafro180
18
3,2
2,4
0,3
0,3
3,5
4,3
0,3
0,6
17
3,4
8,2
1,5
1,0
3,1
7,7
2,1
1,8
16
6,7
19,1
12,5
8,1
9,7
19,6
9,8
7,7
15
10,4
13,3
15,1
11,0
16,0
13,5
14,3
14,6
14
27,5
23,9
25,6
24,3
30,2
22,9
30,5
36,8
13
17,9
13,6
18,1
18,5
19,4
14,2
18,9
16,6
12
19,2
10,4
16,1
20,6
12,8
9,9
15,2
15,1
11
9,4
5,7
7,2
11,2
4,1
5,5
6,7
5,7
10
1,7
2,4
2,4
3,7
0,8
1,8
1,8
1,0
Sobra
0,7
1,2
1,3
1,4
0,3
0,7
0,5
0,4
TOTAL
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
De acordo com a Tabela 1, observa-se
que para os quatro clones analisados a maior
porcentagem dos grãos ficou retida na peneira
14 e demais peneira inferiores a esta,
indicando-se que as amostras de café
apresentaram dimensões miúdas. Em relação
ao tipo de secagem, nota-se que as
porcentagens retidas nas peneiras foram
semelhantes entre os mesmos clones e para os
terreiros de concreto e chão batido, não sendo
possível, desta forma, detectar influência entre
os tratamentos estudados.
Os defeitos encontrados na classificação
por tipo dos clones Cpafro 194, Cpafro 193,
Cpafro 167 e Cpafro 180 submetidos à
secagem nos terreiros de chão batido e
concreto, são apresentados na Tabela 2.
Verifica-se na Tabela 2, que os quatro
clones submetidos à secagem no terreiro de
chão batido enquadraram-se no tipo 7 e os
cafés secados no terreiro de concreto
classificaram-se nos tipos 7, 8, 6 e 8 para os
clones Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e
Cpafro 180, respectivamente. No terreiro de
chão batido observa-se a presença do defeito
pedra, já no terreiro de concreto pode-se
identificar a existência de defeito preto,
possivelmente devido a taxas de secagem mais
elevadas. No entanto, a quantidade de defeitos
encontrada para cada tratamento apresentou
elevada variabilidade, não sendo possível
177
identificar claramente diferenças entre os
clones e os terreiros analisados.
Tabela 2. Quantidade de defeitos encontrados na classificação por tipo dos clones Cpafro 194, Cpafro
193, Cpafro 167 e Cpafro 180 submetidos à secagem nos terreiros de chão batido e
concreto
Terreiro de Chão Batido
Terreiro de Concreto
Defeitos
Cpafro194 Cpafro193 Cpafro167 Cpafro180 Cpafro194 Cpafro193 Cpafro167 Cpafro180
Verde
132
150
150
114
102
180
72
204
Quebrado
84
102
42
108
18
114
18
48
Pedra
24
12
78
18
Ardido
66
60
42
60
60
54
102
Preto
66
6
Brocado
6
6
6
6
6
Chocho
12
6
6
Total
312
324
288
288
252
360
156
360
Tipo
7
7
7
7
7
8
6
8
CONCLUSÕES
Diante do exposto, conclui-se que o
terreiro de concreto apresentou maior eficiência
na secagem do café Coffea Canephora
comparativamente ao terreiro de chão batido e
que não foi possível identificar interferência
direta dos tipos de pavimento na classificação
do café por tipo e peneira. Os clones de café
Cpafro 194, Cpafro 193, Cpafro 167 e Cpafro
180 apresentaram características de secagem
semelhantes.
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ISSN 1517-8595
179
REVIEW
SELEÇÃO DE SECADORES: FLUXOGRAMA
Kil Jin Brandini Park1, Luís Felipe Toro Alonso2, Félix Emilio Prado Cornejo3,
Inácio Maria Dal Fabbro4, Kil Jin Park 5
RESUMO
Um dos maiores problemas envolvido na seleção de secadores é a grande variedade de
equipamentos e processos na secagem para se obter um produto de qualidade requerida. Muitos
métodos são apresentados na literatura, àqueles baseados nos conceitos fenomenológicos ou
àqueles baseados aspectos de custo. Como conseqüência, os critérios para se classificar os
secadores também são muitos. Apresentamos aqui os conceitos sobre a classificação e tipo de
secadores, questionamentos, algoritmos e fluxogramas para seleção e dimensionamento de
secadores.
Palavras-chave: classificação, tipo, algoritmo, fluxograma.
DRYER SELECTION: FLOWSHEET
SUMMARY
One of the biggest problem involved on selection of dryers is the great variety of drying’s
equipment and process to obtain product with required quality. Many methods are presented on
literature, those based on phenomenological concepts or those based on cost aspects. As
consequence the criteria to classify dryer are also many. The concepts of classification and type
of dryers, questions, algorithms and flowsheets to select and design dryers are presented.
Keywords: classification, type, algorithm, flowsheet.
INTRODUÇÃO
Devido à grande variedade de tipos de
produtos que devem ser secos por diferentes
métodos, existe também uma variedade de
projeto de secadores. Os critérios para se
classificar os secadores são muitos (Park et al.,
2007).
Kemp e Bahu, 1995, bem como Lapple,
Clark e Dybdal, 1955, indicam que a amplitude
de aplicação de alguns secadores é grande e,
portanto, a escolha do modelo mais adequado
pode ser subjetiva, baseada no bom senso e
experiência do engenheiro. Van´t Land, 1984
e 1991, inicia a seleção dos secadores com
base nas informações sobre o produto a ser
processado e volume de processamento.
Kemp e Bahu, 1995, desenvolvem a seleção
dos secadores atribuindo pontuações à
diferentes características dos equipamentos e
encerra selecionado os mais aptos à tarefa.
Baker e Labadibi, 1998, aplicam os
princípios
de
lógica
difusa
no
desenvolvimento da seleção. Matasov,
Menshutina e Kudra, 1998, apresentam um
sistema especialista para a escolha de
secadores.
1
Doutorando em Engenharia Agrícola da Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas. Caixa
Postal 6011. CEP: 13083-875. Campinas-SP, Brasil. E-mail: [email protected].
2
Doutor em Engenharia Agrícola da Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas. Caixa Postal
6011. CEP: 13083-875. Campinas-SP, Brasil. E-mail: [email protected].
3
Pesquisador da Embrapa Agroindústria de Alimentos. [email protected].
4
Professor Titular - Faculdade de Engenharia Agrícola – Universidade Estadual de Campinas. Caixa Postal 6011. CEP:
13084-971. Campinas-SP, Brasil. E-mail: [email protected].
5
Professor Titular - Faculdade de Engenharia Agrícola – Universidade Estadual de Campinas. Caixa Postal 6011. CEP:
13084-971. Campinas-SP, Brasil. E-mail: [email protected].
180
Seleção de secadores: fluxograma
CLASSIFICAÇÃO DE SECADORES
Segundo Strumillo e Kudra, 1986, os
secadores podem ser assim divididos (Tabela
1):
Além deste critério, devem-se considerar
também o método de aquecimento do agente de
secagem, a forma física da alimentação, se o
Kil et al.
produto seco é requerido em uma forma
especial, se o material é tóxico ou termolábil,
etc. O mesmo autor também afirma que
usualmente os tipos de secadores podem ser
divididos, basicamente, segundo o regime
hidrodinâmico e o fluxo de material.
Keey, 1978, divide os secadores segundo o
meio de transporte do material (Tabela 2):
Tabela 1- Critérios para a classificação de secadores
Critério para a classificação
Exemplo do tipo do secador
Pressão no secador
Atmosférica ou vácuo
Método de operação
Contínua ou em batelada
Método de suprir o calor
Convecção, contato, infravermelho, dielétrico e
sublimação.
Tipo do agente de secagem
Ar quente, vapor superaquecido, líquidos aquecidos
e gases rejeitados.
Direção do fluxo de calor e sólidos
Co-corrente, contracorrente e fluxo cruzado.
Método do fluxo do agente de secagem
Livre ou forçado
Método do carregamento da umidade
Com agente externo de secagem, com gás inerte,
com absorção química da umidade.
Forma do material úmido
Líquidos, granulares, pós, pastas, folhas, camadas
finas, lama.
Tipo do fluxo do material (condição Regime estacionário, transiente ou disperso.
hidrodinâmica)
Escala de operação
De 10 kg/h até 100 ton/h
Construção do secador
Bandejas, túnel, esteira, tambor, rotatório, leito
fluidizado e muitos outros.
Fonte: Strumillo e Kudra (1986)
Tabela 2: Métodos de transporte na secagem
Método
Secador típico
Material estático
Secador de bandeja
Material
que
cai
por Secador rotatório
gravidade
Material
carregado
em Secador de rosca transportadora
lâminas
Material transportado em Secador túnel
carrinhos
Material carregado sobre Secadores de cilindro aquecido
rolos
Material
carregado
em Secador de esteira
esteiras
Material vibrado em esteiras
Secador de esteira vibratória
Material suspenso no ar
Secador de leito fluidizado
Material atirado através do ar Spray Dryer
Material típico
Grande variedade de materiais
Grânulos em queda livre
Materiais úmidos, pastas
Teias finas, folhas e placas
rígidos
Grânulos em queda livre
Grânulos
Soluções, materiais viscosos e
pastas finas.
Fonte: Keey (1978)
Nonhebel e Moss, 1971, também
classificam os secadores segundo o método de
operação (Figura 1), a forma física da
alimentação (Figura 2), a escala da operação
(Figura 3) e projetos especiais (Figura 4):
181
Kil et al.
SECADOR
BATELADA
Condução
Vácuo
Convecção
Atmosfera
Bandeja (3)
Com circulação de ar (4)
Bandeja (1)
Agitado (2)
Fluidizado (5)
CONTÍNUO
Condução
Vácuo
Bandeja (6)
Convecção
Atmosfera
Tambor (7)
Spray (9)
Rotativo direto (12)
Pneumático (10)
Esteira (13)
Fluidizado (11)
Bandeja (14)
Rotativo indireto (8)
Com circulação de ar (15)
Figura 1- Classificação dos secadores baseada no método de operação.
A seguir estão discriminados os materiais específicos para cada secador da classificação anterior:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Pastas, pré-moldados, dura, granulares, fibrosos e folhas;
Líquidos, lama, pastas e granulares;
Pastas, pré-moldado, dura, granulares, fibrosos e folhas;
Pré-moldado, granulares e fibrosos;
Pré-moldado, granulares e fibrosos;
Lama e pastas;
Líquidos, lama, pastas e folhas;
Dura, granulares e fibrosos;
Líquidos, lama e pastas;
Pastas, pré-moldado, dura, granulares e fibrosos;
Pastas, pré-moldado, dura, granulares e fibrosos;
Granulares e fibrosos;
Pastas, pré-moldado, dura e folhas;
Pastas, pré-moldado, dura, granulares, fibrosos e folhas;
Pré-moldado, granulares e fibrosos.
182
Kil et al.
PRODUTO ÚMIDO
Líquidos
Lama
Pasta Mole
ou lodo
Pré-formado
Pasta compacta
ou matriz
Granular ou
sólido cristalino
Sólido fibroso
Folha
Agitado à
batelada
Agitado à
batelada
Bandeja a
vácuo
Bandeja a
vácuo
Bandeja a
vácuo
Bandeja a
vácuo
Bandeja a
vácuo
Bandeja a
vácuo
Tambor
Bandeja a
vácuo
Agitado à
batelada
Bandeja
convectiva
Bandeja
convectiva
Agitado à
batelada
Bandeja
convectiva
Bandeja
convectiva
Spray
Tambor
Bandeja
convectiva
Circulação de
ar à batelada
Rotativo
Indireto
Bandeja
convectiva
Circulação de
ar à batelada
Tambor
Spray
Fluidizado
Fluidizado
Bandeja
Contínua
Circulação de
ar a batelada
Fluidizado
Bandeja
contínua
Esteira a
vácuo
Pneumático
Fluidizado
Rotativo
indireto
Tambor
Esteira
convectiva
Rotativo
indireto
Pneumático
Spray
Bandeja
contínua
Pneumático
Rotativo
direto
Pneumático
Circulação de
ar contínua
Rotativo
direto
Esteira
convectiva
Esteira
convectiva
Esteira
convectiva
Bandeja
contínua
Bandeja
contínua
Circulação de
ar contínua
Circulação de
ar contínua
Figura 2: Classificação dos secadores baseada na forma física da alimentação
PROCESSO
Pequena Escala
de 20 a 50 kg/h
Batelada
Média Escala
de 50 a 1000 kg/h
Batelada
Grande Escala
Acima de tons/h
Contínuo
Contínuo
Bandeja a
Vácuo
Agitado
Fluidizado
Rotativo
Indireto
Agitado
Circulação
de ar
Esteira a
Vácuo
Spray
Bandeja
Convencional
Fluidizado
Rotativo
Indireto
Pneumático
Circulação
de ar
Spray
Rotativo
Direto
Fluidizado
Pneumático
Fluidizado
Bandeja
Esteira
Circulação
de ar
Figura 3 - Classificação dos secadores baseada na escala de produção
183
Kil et al.
PROCESSO
Perigosos
Pó
Produtos sensíveis
Produtos com
formato especial
Temperatura
Agitado à
batelada
Agitado à
batelada
Circulação
a ar
Esteira a
vácuo
Fluidizado
Esteira a
vácuo
Rotativo
indireto
Pneumático
Baixo custo de
investimento
Circulação
a ar
Fluidizado
Esteira a
vácuo
Rotativo
indireto
Spray
Tambor
Tóxico
Mecânica
Agitado à
batelada
Circulação
a ar
Esteira a
vácuo
Esteira a
vácuo
Esteira
contínua
Bandeja
contínua
Inflamável
Oxidável
Agitado à
batelada
Bandeja
a vácuo
Esteira a
vácuo
Spray
Esteira
a vácuo
Figura 4 - Classificação dos secadores baseada em projetos especiais
Secadores com regime hidrodinâmico não
ativo
relativamente parado,
gravitacionais);
devido
a
forças
Os principais tipos de secadores baseados
no regime hidrodinâmico são classificados
como: Secadores com leito estacionário (Nos
quais o material pode ser considerado como
estacionário enquanto o calor é fornecido e a
água é removida); Secadores com leito móvel
(Nos quais o leito de partículas se move devido
à gravidade e/ou forças mecânicas); Secadores
com leito de queda livre (Nos quais o leito ou
as partículas individuais caem através do ar
Secadores com regime hidrodinâmico ativo
Secadores com regime hidrodinâmico ativo,
nos quais a agitação do leito ou das partículas é
causada por uma força hidrodinâmica exercida
sobre as partículas por uma corrente de ar com
uma velocidade apropriada. São Secadores com
leito fluidizado (Nos quais a interação entre
material a ser seco e a corrente de ar cria um
leito fluidizado típico ou um leito de fluidização
rápida: partículas secas são removidas pela
184
corrente de ar devido à sua baixa densidade);
Secadores com leito agitado (Nos quais o
material a ser seco é agitado mecanicamente no
leito do secador através da rotação ou vibração
do leito do secador ou através de um agitador
propriamente dito); Secadores com leito
escoante (Onde as partículas do material que
está sendo seco fluem juntamente com a
corrente de ar).
Tipos de secadores de grãos
Secadores de camada estática (leito fixo)
Os secadores de leito estático são
equipamentos onde certa quantidade de grãos é
colocada num silo ou em secadores de coluna.
Brooker, Bakker-Arkema e Hall, 1974, para o
sistema de silo cheio, apontam como vantagens:
a colheita pode ser feita a qualquer ritmo; a
operação relativamente simples; o manuseio
mínimo dos grãos; a alta eficiência energética; a
não ocorrência de secagem excessiva e o baixo
índice de quebra de grãos com baixas
temperaturas. Descrevem como desvantagens: a
impossibilidade do uso de grãos com alto teor
de umidade e um período longo de operação.
Uma variação no processo deste tipo de
secador consiste em efetuar a secagem por
carga, onde certa quantidade de grãos já secos é
transferida para o silo armazenador.
Secadores contínuos
Os secadores de fluxo contínuo se
subdividem em vários grupos, de acordo com o
modo de escoamento: secadores de fluxo
concorrente, secadores de fluxo contracorrente,
secadores de fluxo cruzado, secadores em
cascata e secadores com promotores de mistura.
Em secadores de fluxo concorrente, ar e
grãos fluem na mesma direção ao longo do
secador. Segundo Walker e Bakker-Arkema,
1978, os secadores de fluxo concorrente
parecem ter as melhores condições para realizar
a secagem com altas temperaturas, sem causar
danos aos grãos.
Bakker-Arkema, Fontana e Schisler, 1983
realizaram testes simulados e experimentais de
secagem de arroz, em um secador de fluxo
concorrente de 2 e 3 estágios, com temperatura
de secagem de 82°C a 176°C, e obtiveram a
remoção de 6 % de umidade em cada passagem.
A energia consumida foi de 3,5 a 3,6 MJ/kg
vapor e os grãos passaram por um período de
repouso no próprio secador a uma temperatura
entre 40,5°C e 43,3°C.
Kil et al.
Em secadores de fluxo contracorrente, ar e
grãos fluem em sentido contrário ao longo
secador. Segundo Nellist, 1982, em um fluxo
contracorrente, operando em equilíbrio, os
grãos deixariam o secador à mesma temperatura
do ar de entrada. A sua aplicação é limitada
pela sensibilidade dos grãos a altas
temperaturas. Assim, na indústria, o mesmo é
utilizado como resfriador ao invés de secador.
Os
secadores
de
fluxo
cruzado
caracterizam-se pela passagem do ar
perpendicularmente a uma camada de grãos, os
quais se movem entre chapas perfuradas. Os
secadores de fluxo cruzado são mais populares
pela simplicidade de construção e baixo custo
(Stevens e Thompson, 1976). Sua maior
desvantagem é a falta de uniformidade no
processo de secagem.
Morey e Cloud, 1973, efetuaram
simulações de secagem neste tipo de secador
utilizando uma temperatura de 115,5°C, e um
fluxo de ar de 15,2 m3/min/m2. Os mesmos
autores recomendam o uso de leitos de 20 a 40
cm de espessura, dependendo da posição das
colunas do secador.
Um secador em cascata é constituído de
uma série de calhas invertidas em forma de V,
dispostas em linhas alternadas dentro do corpo
do secador. Os grãos movem-se sobre as calhas
invertidas para baixo sob a ação da gravidade.
O ar de secagem entra em uma linha de calhas e
sai em outras imediatamente adjacentes. Apesar
de ser o secador do tipo contínuo mais utilizado
no Brasil, a sua principal desvantagem é o custo
inicial alto.
A Kepler Weber Indústria S.A. apresenta 5
modelos de secadores em cascata com
capacidades entre 10 e 100 toneladas de grãos
(soja) por hora, e com consumos energéticos
estimados variando de 185 a 1850 kg de lenha/h.
Godoi, 1996, trabalhando com um secador
munido de promotores estacionários anulares de
turbulência,
estudou
o
comportamento
hidrodinâmico, trasferências de calor e de
massa e comparou eficiência energética dom os
secadores existentes.
SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO
Com base nos algoritmos propostos pelos
diversos
autores,
a
seleção
e
o
dimensionamento de secadores exigirão a coleta
de informações sobre os equipamentos
disponíveis. Van’t Land, 1991, e Kemp e Bahu,
1995, assinalam que tais informações podem
ser obtidas na literatura, junto ao fornecedor,
pela experiência do engenheiro ou através de
estudos em escala laboratorial.
A seguir apresentamos os roteiros
propostos pelos autores, incluindo os
questionamentos, para o dimensionamento.
Lapple, Clark, Dybdal (1955)
Lapple, Clark e Dybdal, 1955, apresentam
seguinte roteiro em forma de perguntas:
Questionário V.1
1. Informações gerais para o cálculo de
balanços de massa e calor.
a) Fluxo de material a ser manipulado pelo
secador.
b) Umidade inicial e final do produto.
c) Propriedades físicas e térmicas das
fases sólidas, líquidas e gasosas.
2. Fluxo evaporativo desejado (kgw/h).
3. Sensibilidade do material à temperatura.
4. Sensibilidade do material aos gases de
combustão.
5. Tipo de umidade associada ao material
(superficial, interna ou combinada).
6. Características gerais do material, como:
a) Dimensões da partícula.
b) Corrosividade.
c) Adesividade.
d) Abrasividade.
7. Avaliação das fontes de calor, combustível
e energia elétrica.
Das informações obtidas, ainda que de
forma qualitativa, devemos ser capazes de
responder às próximas questões:
1. Limites de temperatura; qual é a máxima
temperatura que pode ser aceita no meio de
aquecimento mantendo-se dentro das
limitações do material?
2. Limitações do comportamento do material:
a) O material úmido é de difícil
manuseio?
b) Algum estado do material deve ser
evitado para prevenir perda de material em
pó?
c) A taxa de secagem será limitada pela
difusão interna?
3. Limitações construtivas:
a) Algum material específico é necessário
para as faces em contato com o material?
b) O aquecimento indireto é necessário
para impedir a contaminação do
material pelos gases da queima?
Kil et al.
185
c) Há alguma outra circunstância especial
esperada?
Nonhebel e Moss (1971)
Nonhebel e Moss, 1971, desenvolvem o
mais extenso e detalhado roteiro. Os erros que
devem ser evitados no dimensionamento do
secador, baseado na experiência são:
• Queima
do
produto
por
superaquecimento;
• Impossibilidade
de
alcançar
a
produtividade planejada;
• Dificuldades na alimentação do material
no secador ou mesmo remoção do
produto do mesmo;
• Retenção do material no interior do
secador; isto pode reduzir a produtividade
e degradar produtos susceptíveis ao calor;
• Difícil
acesso
para
limpeza,
especialmente em plantas de batelada
multi-produto;
• Condições de trabalho ruins para o
operador;
• Baixa eficiência térmica;
• Manutenção excessiva das partes
mecânicas;
• Sub dimensionamento dos acessórios.
Questionário V.1
1. Quantidades.
a) Produtividade em termos da massa seca.
(ex.: kgms / h)
b) Total de líquido a ser removido. (ex.:
kgw / h)
c) Fonte de matéria-prima. Se o processo
anterior à secagem dá-se em batelada ou em
processo contínuo. Se em batelada,
estabelecer as quantidades de cada batelada
e a freqüência com que é reposta.
2. Propriedades físicas da matéria-prima.
a) Fonte de matéria-prima.
b) Estágios de dessorção anteriores.
c) Capacidade de armazenamento de
matéria-prima.
d) método para alimentação do secador.
e) dimensão aproximada da partícula.
f) características físicas como a facilidade
de manipulação. Em caso de pastas
indicar a possibilidade de serem préformadas.
g) Abrasividade do material seco e da
matéria-prima.
3. Propriedades químicas da matéria-prima.
186
4.
5.
6.
7.
8.
9.
e) Toxidade do material líquido ou sólido.
f) Problemas de odor no material líquido
ou sólido.
g) Sensibilidade do material aos gases de
combustão.
h) Possibilidade de explosão.
i) Limites de temperatura e o tempo de
exposição.
j) Quais as possíveis mudanças de fases e
a que temperatura/pressão ocorrem.
k) Qual a corrosividade do material.
l) Quais os materiais mais apropriados
para a construção do secador que tolerem a
corrosão.
Especificações do produto seco.
a) Umidade desejada no produto final.
b) Métodos de detecção do solvente.
c) Será necessário remover odor do
solvente no produto final?
d) Dimensões da partícula.
e) Máximo percentual de impurezas aceito
no produto final.
Propriedades do produto seco.
a) Desvantagens
na
formação
de
partículas menores.
b) Propriedades de fluxo da matéria
recentemente seca e da matéria fria.
c) Temperatura a que o material deve ser
resfriado para ser conservado evitando
a aglomeração.
Dados de secagem disponíveis.
a) Detalhamento dos testes laboratoriais.
b) Detalhamento dos testes em planta
piloto.
c) Detalhamento da performance de
materiais semelhantes em escala real.
d) Facilidade de pré-formação da matériaprima ou mistura dos subprodutos de
secagem para a formação de grãos.
Recuperação de solventes.
Perdas.
a) Seu impacto no custo de produção na
planta.
b) A perda de pó para a atmosfera é só
inoportuna ou consiste em risco?
Local de operação.
a) Disponibilidade de fontes de calor (gás,
óleo e outros combustíveis).
b) Detalhes do fornecimento de energia
elétrica.
c) Necessidades da purificação do ar de
secagem e resfriamento.
d) Necessidade de remoção do odor dos
gases liberados para a atmosfera.
e) Necessidade de reduzir a vibração e o
barulho.
f) Restrições de espaço.
Kil et al.
g) Facilidades para a supervisão do
processo e manutenção.
h) Disponibilidade de equipamentos para
controle e manutenção.
Seleção preliminar de secadores segundo a
forma de alimentação:
Líquidos (incluindo soluções coloidais
e emulsões) – Há uma grande dificuldade
em manipular esta classe de produtos, e a
escolha dos equipamentos, em geral, estará
restrita aos seguintes:
a)
Spray-Dryers.
Obs.: O produto de um spray-dryer terá
propriedades físicas distintas dos
produtos de outro secadores. Algumas
vezes estas propriedades podem ser
desejáveis.
b)
Secadores de Tambor (atmosférico
ou à vácuo).
c)
Secador em bandeja agitada à
vácuo.
Outras considerações podem influenciar a
escolha de um destes secadores:
Î a necessidade de minimizar as perdas
de produto;
Î a necessidade de recuperação de
solvente ou de uma atmosfera inerte,
ocasião em que o secador em bandeja
agitada à vácuo pode ser preferido;
Î a
sensibilidade do material à
temperatura: neste caso a escolha pode ficar
entre o secador em bandeja agitada à vácuo
com um longo tempo de residência, um
secador contínuo de esteira perfurada com
circulação de ar cruzado com temperatura e
tempo de residência moderados, um tambor
com temperatura ligeiramente alta mas com
um tempo de contato pequeno ou um spraydryer com alta temperatura e um tempo de
contato extremamente curto.
Suspensões finas e lamas – As
considerações para esta matéria-prima,
bem como a lista de secadores possíveis,
encaixam-se perfeitamente com as de
líquidos. Entretanto, há uma chance
menor de obter um produto uniforme em
um spray-dryer.
Pastas e lodosos – Nesta classe as
dimensões do sólido apresentam uma
grande variação e a preocupação com a
formação de pó aumenta. A escolha entre
secadores em batelada e contínuo não são
específicas pois as dificuldades do
processo contínuo em geral competem
com as desvantagens do processamento
em batelada.
Î Em batelada:
a) Em bandejas (atmosférico ou à vácuo).
b) Em bandejas com agitação (atmosférico
ou à vácuo).
c) Rotativo (atmosférico ou à vácuo).
A operação à vácuo está restrita a situações
em que seja necessária a recuperação de
solvente, atender a limitações de temperatura e
diminuir riscos.
Î Contínuo:
a) Spray – quando a pasta tiver de ser
atomizada; o que pode incorrer em uma
trabalho experimental considerável.
b) Leito fluidizado – quando houver
problemas na dispersão do material.
c) Em esteira perfurada com circulação de
ar cruzado – este secador exigirá a préformagem na alimentação, principalmente
se for necessário evitar a formação de pó.
d) Pneumático (Flash) – deve-se misturar
parte do produto seco à matéria úmida para
facilitar a dispersão na entrada do secador.
e) Rotativo direto ou indireto contínuo –
deve-se misturar parte do produto seco à
matéria úmida para facilitar a dispersão na
entrada do secador.
Em geral este tipo de produto contém
partículas finas e deve-se preferir o rotativo
indireto.
Filmes – As considerações para esta
matéria-prima, bem como a lista de
secadores
possíveis,
encaixam-se
perfeitamente com as de pastas e lodosos,
exceto pela inclusão do secador vertical
com bandejas rotativas, particularmente útil
quando a redução de cristais é desejada.
Granulares, sólidos cristalinos e préformados pequenos – Partículas de até
300μm devem ser consideradas como
filmes. Para partículas acima de 300μm o
uso de um secador rotativo direto é
recomendado. Outro candidato é o secador
contínuo de esteira perfurada com
circulação de ar cruzado ou com tela
vibrátil, preferencialmente para partículas
maiores que 1 mm e pré-formados
pequenos.
Sólidos fibrosos – Estes materiais retêm
uma grande quantidade de água, mas secam
relativa
facilidade.
Mesmo
quando
reduzidos ou floculados são de difícil ou
impossível fluidização. Estes materiais, em
geral, são muito sensíveis à temperatura.
Testes
de
secagem
a
diferentes
temperaturas deverão determinar sua
Î
Kil et al.
187
sensibilidade. Afora esta observação, os
sólidos fibrosos seguem as mesmas
considerações
de
filmes,
materiais
granulares, sólidos cristalinos e préformados pequenos.
Outros materiais não contemplados,
provavelmente se enquadram nas situações
a seguir:
Î Secadores de pequena escala – Sob
estas condições a maioria dos materiais
podem ser secos em secadores de
bandeja sob condições atmosféricas ou
à vácuo.
Î Secador - liofilizador – É um processo
dispendioso e deve ser considerado
somente para produtos que não
suportem altas temperaturas e que
tenham alto valor agregado.
Secagem de sólidos de grandes
dimensões e formas especiais – Materiais como
cerâmicas são secos lentamente em estufas,
altos fornos e câmaras aquecidas.
Van’t Land (1991)
Van’t Land, 1991, apresenta dois
procedimentos para a seleção são formulados,
um para processos em batelada e outro para
processos
contínuos.
Para
capacidades
produtivas superiores a 100kg/h freqüentemente
é usado um secador contínuo, mas a escolha
entre o processo contínuo e batelada deve levar
em conta os equipamentos que precedem e que
se seguem à etapa de secagem.
Questionário 3
Informações Gerais
a) Capacidade de produção (kg/h).
b) Umidade inicial do material.
c) Dimensão da partícula.
d) Curva de secagem.
e) Temperatura máxima suportada pelo
produto.
f) Informações sobre risco de explosão
(vapor/ar e pó/ar).
g) Propriedades toxicológicas.
h) Experiência adquirida.
i) Isotermas de sorção.
j) Contaminação pelo gás da queima.
k) Aspectos de corrosão.
l) Dados físicos relevantes sobre os
materiais.
1. Critérios sobre o produto seco.
a) Conteúdo de umidade.
b) Dimensões da partícula.
c) Densidade aparente.
188
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l) Comportamento de readsorsão e
adsorsão.
m) Tendência a aglomeração.
n) Segregação do produto.
Com estes dados dos questionários
aplicados aos fluxogramas em batelada (figura
5) ou contínuo (figura 6), Van’t Land, 1991,
desenvolve a seleção:
Rigidez.
Quantidade de pó.
Características do fluxo.
Cor.
Odor.
Sabor.
Aparência.
Dispersão.
Limite de Temperatura.
T ≤ 30oC
Kil et al.
Sim
Tambor rotativo
Sim
Não
Ocorre oxidação do material
durante a secagem?
Sim
É necessária
agitação?
Sim
Não
Não
Sim
Há vapores inflamáveis?
Agitação
Suave?
Não
Secador de bandejas
à vácuo
Sim
Agitação
Média?
Não
Não
O material pode ser seco
em leito fluidizado?
Sim
Secador de Leito
Fluidizado
Secador de à vácuo
c/ agitação 10min-1
Secador de à vácuo
c/ agitação 75min-1
Não
Sim
É necessária agitação?
Não
Secador em bandejas estáticas.
Secador de bandejas rotativas.
Figura 5- Algoritmo de VAN’T LAND (1991) para a seleção de secadores em batelada
Sim
Há solvente a ser
evaporado?
189
Kil et al.
Secador Condutivo com atmosfera de
gás inerte
Não
Sim
É necessária redução
das partículas?
Secador rotativo com discos
ou
Secador Flash
Não
Sim
Dimensões das partículas de 5 a
10mm se possível pré-formada?
Secador em esteira
Não
Sim
Máxima Temperatura
T ≥ 75oC
Sim
É necessária expansão
das partículas?
Não
Tempo de
secagem
t < 10s
Sim
Não
Não
Aditivos
Floculantes
Spray Dryer
Dimensão da partícula >0,1mm
Sim
Não
O material pode ser seco
em leito fluidizado?
Sim
Secador de Leito
Fluidizado
Não
Secador condutivo com câmara rotativa ou agitação.
Figura 6 - Algoritmo de VAN’T LAND (1991) para a seleção de secadores contínuos.
Para complementar a seleção do secador,
Va’t Land, 1991, analisa em detalhes cada
opção de equipamento:
1. Em batelada.
a) Secadores à vácuo – Se a temperatura
máxima do produto é menor ou igual a
30oC, é recomendável a escolha de um
secador à vácuo. O secador em
bandejas é o mais simples, porém o
produto possivelmente terá de ser
quebrado para diminuir a aglomeração.
Se o produto oxida durante a secagem,
o uso de vácuo ou atmosfera inerte
190
deve ser considerado, ou se o solvente
removido é tóxico e o equipamento tem
de ser hermeticamente fechado, o
secador à vácuo é a melhor opção.
b) Secadores de Leito Fluidizado – Se a
dimensão média da partícula é de
0,1mm ou maior a secagem em leito
fluidizado deve der considerada. Gás
inerte pode ser usado se houver risco de
explosão.
2. Contínuo – Se é necessário recuperar o
solvente evaporado, o processo contínuo
não é recomendado. Isto por que o solvente
tem de ser condensado e o fluxo de gás, no
processo contínuo, é grande e o
equipamento para a recuperação do
solvente será muito caro.
a) Secadores com discos – Se é necessário
reduzir a dimensão da partícula, a
redução e a secagem podem ser
combinados
com
vantagem.
A
pulverização ajuda a secagem ao expor
a umidade interna. Este tipo de
secagem é usado nos casos em que o
pequeno diâmetro das partículas é de
grande importância para a aplicação
final.
b) Secagem em esteiras – É preferida
quando as partículas são largas (5 a
10mm). As partículas devem estar
distribuídas alternadamente e ser
movidas lentamente (5mm/s) sobre uma
esteira perfurada. A esteira conduz o
produto à câmara de secagem onde um
gás aquecido cruza transversalmente a
esteira. Este tipo de secagem é
preferido quando a partícula não pode
ser suspensa sobre o leito. O secador
deve ter um tempo de residência
mínimo (cerca de 15min) para que a
umidade ligada possa difundir pelo
produto.
c) Spray-Dryer – Pode ser usado quando
se deseja converter um material fino
(cerca de 15μm) para um mais espesso
(cerca de 150μm).
O produto filtrado é reumidificado para
formar uma pasta, aditivos são
acrescentados e a mistura é alimentada
no secador, onde o líquido será
removido.
Para
este
tipo
de
equipamento a temperatura mínima de
gás de entrada é 200oC e a temperatura
Kil et al.
de saída do produto em geral supera
75oC.
d) Secador Flash (pneumático) – É um dos
mais usados na indústria. Neste caso a
secagem deve ser rápida (menos de
10s), a remoção da água ligada é difícil.
Uma vantagem é poder combiná-lo ao
transporte pneumático.
e) Secadores de Leito Fluidizado – O uso
do leito fluidizado é possível se a
partícula é maior que 0,1mm. O uso do
leito fluidizado implica o uso de grande
potência nos ventiladores. Estes
equipamentos permitem o uso de altas
temperaturas (500 a 600oC). Alguns
materiais podem requerer vibração para
prevenir a aglomeração, neste caso, o
equipamento
não
suportará
temperaturas superiores a 300oC.
f) Secadores combinados – Trabalhos que
não podem ser realizados em leitos
fluidizados
ou
em
secadores
pneumáticos, em geral, podem ser
realizados em secadores condutivos
(como o secador de tambor) ou
convectivos (como o secador rotativo).
Há casos em que a combinação do
efeito condutivo e convectivo é
possível.
Secando líquidos, pastas e lodosos:

Spray-Dryers – Podem ser escolhidos se o
isolamento de um sólido pelos métodos
convencionais de cristalização e separação
sólido/líquido forem impossíveis ou muito
complicados. Tipicamente o tamanho das
partículas fica entre 50 e 200μm. O tempo de
residência curto é uma vantagem para a
secagem de materiais sensíveis ao calor.

Secadores em tambor – Como para os
spray-dryers, o tambor é recomendado se o
isolamento de um sólido pelos métodos
convencionais de cristalização e separação
sólido/líquido forem impossíveis ou muito
complicados. Pode ser combinado com vácuo
para produtos sensíveis ao calor.
Secadores em bandejas rotativas ou à vácuo
com agitação – Devem ser considerados
para a secagem em batelada de líquidos,
pastas e lodosos
Ao final dos procedimentos de escolha
do equipamento, Van’t Land, 1991, apresenta
três exemplos de seleção de secadores:
1. No primeiro exemplo é solicitada a
substituição de um conjunto de secadores
rotativos usados na secagem de sal (NaCl).
Estes secadores, contínuos, estavam
obsoletos e depreciados. Em primeira
instância foi escolhido um secador flash
pelas seguintes razões:
a) O solvente a ser evaporado é a água.
b) Não era necessária alteração nas
dimensões da partícula.
c) A dimensão da partícula era de 0,4 mm.
d) O sal inorgânico não é sensível à
temperatura.
e) Apenas a umidade superficial deveria
ser removida.
O secador foi instalado, mas não foi
bem sucedido devido à formação de um pó fino
indesejado (ocasionado pela alta velocidade do
ar, provocando abrasão dos cristais, e pela
nucleação decorrente da rápida evaporação
superficial).
O
problema
foi
solucionado
substituindo o secador flash por um leito
fluidizado com uma velocidade do ar menor.
2. No segundo problema é preciso secar um
sólido orgânico. A escolha recaiu sobre um
secador em batelada pelas seguintes razões:
a) A temperatura não deve ultrapassar os
40oC.
b) A água é o solvente a ser removido
(cerca de 25% em massa).
c) O sólido não é tóxico.
d) Não foi observada oxidação pelo ar.
e) Há possibilidade de explosão pela
formação de pó.
f) O diâmetro médio da partícula é de
500μm.
Testes em laboratório confirmaram a
possibilidade de fluidização do material. O ar é
aquecido a 40oC indiretamente por água quente.
O processo é controlado pela temperatura do
gás de saída. Quando atinge um determinado
valor o aquecimento é desligado e o produto é
resfriado por 10min.
3. No terceiro problema é preciso substituir
um secador rotativo a vácuo, o produto é
um composto orgânico tóxico. De 10 a 30%
de umidade devem ser retirados, a
temperatura máxima permitida está entre 50
e 90oC. A produção em batelada é de cerca
de 1500 a 2000kg e a densidade aparente do
produto é 500kg/m3. O tempo de secagem é
de 20 a 40min e o volume do secador é
6800l.
O equipamento escolhido para substituir o
secador rotativo foi um secador (condutivo)
Kil et al.
191
em cone à vácuo com um parafuso
excêntrico para intensificar a mistura
(agitação média). O tempo de secagem foi
reduzido para 10 a 30min. Os motivos desta
escolha são:
a) Diminuição do tempo de secagem
devido ao aumento na taxa de transferência
de calor.
b) Fácil manipulação do produto (carga e
descarga).
c) Homogeneidade
do
produto
(o
misturador impede a formação de crostas).
d) Redução dos custos de manutenção.
Kemp e Bahu (1995)
Para escolher corretamente entre
diferentes secadores é importante classificá-los
corretamente e identificar claramente as
diferenças essenciais entre eles. Kemp e Bahu,
1995, desenvolvem um sistema de classificação
própria baseado em três critérios principais e
cinco secundários:
Principais
1. Modo de operação:
Î Em batelada;
Î Contínuo e semicontínuo.
2. Forma de alimentação do produto:
Î Partículas,
incluindo
granulares,
aglomerados e pellets;
Î Filme ou lâminas;
Î Blocos, placas ou pré-formado;
Î Pastas, lodosos e líquidos.
Obs.: A especificação do produto tem de ser
precisa e pode precisar de subdivisões (flocos,
compostos cristalinos ou amorfos, e etc.)
3. Modo de aquecimento:
Î Condução ou contato;
Î Circulação
forçada ou dispersão
convectiva (natural);
Î Radiação (solar, infravermelho ou
chama);
Î Dielétrica
(radiofreqüência
ou
microondas);
Î Combinadas.
Secundários
4. Pressão de operação: atmosférica ou à
vácuo.
5. Modo de fluxo do gás: difuso,
contracorrente, concorrente, cruzado ou
combinado.
192
6. Modo de fluxo de sólido: estacionário, com
mistura (well-mixed), pistonado (plugflow), combinado.
7. Transporte
de
sólido:
estacionário,
mecânico, fluidizado, combinado.
8. Mistura de sólido: leito se mistura, agitação
mecânica, rotativo, fluidizado.
Há outros atributos menores que podem
ser relevantes para definir o tipo de
equipamento:
Î Taxa de fluxo de massa (kgms/h) e
capacidade evaporativa (kgw/h);
Î Dimensões da partícula;
CONTATO
Faixa típica de temperatura de operação
e fontes de calor;
Î Capacidade para manipular sólidos
adesivos e pastas;
Î Dimensões físicas (volume e área útil) e
custo do equipamento;
Î Acessórios e tipo de manutenção
requerida (número e partes móveis);
Î Adequação no fluxo de processamento
e contenção (sistema aberto ou fechado).
Nas figuras 7 e 8 estão apresentados os
principais tipos de secadores classificados
segundo a forma de aquecimento.
Î
CONVECTIVO
Leito
Bandeja / Forno
Cone Duplo
Cônico
Tacho aberto
Horizontal com
agitação
Î Filtro secador
Î
Î
Î
Î
Î
Kil et al.
Î
Î
Î
Circulação forçada
Bandeja perfurada
Estufa ou câmara
de secagem
OUTROS
Disperso
Î
Î
Î
Î
Î
Leito Fluidizado
Liofilizador
Radiofreqüência
Microondas
Solar
Figura 7: Classificação de secadores em batelada
CONTATO
CONVECTIVO
Leito
Bandeja
Esteira
Rotativo indireto
Horizontal com
agitação
Î Filme
Î Tambor
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Leito móvel
Rotativo com
respiradouro
Esteira perfurada
Extrusão
Bandeja rotativa
Túnel
OUTROS
Disperso
Î
Î
Î
Î
Î
Leito
Fluidizado
Rotativo em
cascata
Pneumático
Leito de jorro
Spray-Dryer
Túnel de Infravermelho
Î Radiofreqüência
Î Microondas
Î Solar
Î
Figura 8: Classificação de secadores contínuos
Os fatores que regem a seleção de
secadores podem ser apresentados de duas
formas:
Com base no equipamento – Os
secadores são classificados usando os
critérios anteriores permitindo o
desenvolvimento de uma árvore em
que os desdobramentos conduzem aos
diferentes tipos de secadores e seus
sub–tipos.
Com base no produto – É dado
segundo a forma de manipulação das
características
da
matéria-prima:
viscosidade, cinética de secagem, etc.;
podendo incluir detalhes do processo
como fluxo e umidade do material.
Cada característica traz um impacto
diferente sobre os equipamentos.
O seqüenciamento desenvolvido por Kemp
e Bahu, 1995, baseia-se no equipamento e
segue a classificação proposta anteriormente.
Ainda assim, é necessário analisar o efeito do
material e os parâmetros de processo em cada
Kil et al.
193
opção estudada. Com este objetivo, um sistema
de regras (com mais de 50 regras) foi
desenvolvido compreendendo aspectos como
dimensões da partícula, umidades inicial e
final, fluxo de material etc. O algoritmo de
busca é desenvolvido em cinco passos:
1o Passo – Definir o problema e obter
os dados relevantes.
2o Passo – Escolha básica (formato,
modo de aquecimento e operação).
3o Passo – Escolha dos tipos adequados
(listar os secadores a serem dimensionados).
4o Passo – Sub–tipos e refinamentos
(detalhamento e peculiaridades).
5o Passo – Análise das opções e
escolha final.
A figura 9 apresenta a estrutura de
busca e a figura 10 mostra o resultado típico de
uma busca. A cada ponto, a regra definirá se
um equipamento é bom, inaceitável ou
questionável. Os ditos inaceitáveis podem ser
eliminados ou, se forem considerados, deverão
obter uma pontuação pífia frente aos
equipamentos mais adequados.
Figura 9: Estrutura de busca
Em muitos casos a regra pode tornar um
secador indesejável, mas não proibitivo. Deste
modo a eliminação é inadequada, pois poderá
descartar prematuramente um equipamento não
refletindo a complexidade do problema. Para
que isto seja possível, cada regra deverá gerar
um fator de mérito (ou pontuação) para o
equipamento. Ao final do algoritmo as
possíveis escolhas são ordenadas segundo o
194
mérito. As maiores pontuações são escolhidas e
as menores são rejeitadas.
Kemp e Bahu, 1995, detalham cada passo
dos estágios de seleção sem especificar as
regras utilizadas no algoritmo.
no fluxograma de processo, outros na literatura
e em tabela ou catálogos. Outros dados podem
ser obtidos experimentalmente em escala
laboratorial. Invariavelmente haverá lacunas
nas informações e a seleção deve ser capaz de
lidar com este problema. As informações
podem
ser
obtidas
quantitativa
ou
qualitativamente – a adesividade, por exemplo,
poderá ser dada como uma medida de força de
coesão ou pela “impressão” de que o material é
difícil de manipular.
1o Passo – Definir o problema e obter os dados
relevantes.
Dados relevantes sobre o material e sobre o
processo muitas vezes são muito variados e de
difícil acesso. Alguns podem ser encontrados
INÍCIO
1o Passo
2o Passo
9
3o Passo
?
4o Passo
X
5o Passo
Kil et al.
?
9
X
X
X
?
?
9
0,8
1,0
9
9
9
X
X
9
?
9
X
X
?
X
9
?
9
0,5
0,4
0,1
9 – bom
0,6
0,8
9
?
9
?
?
X
?
9
0,7
0,5
X – inaceitável
0,3
0,8
0,7
X
X
?
X
9
X
?
9
?
0,9
0,5
0,2
? – questionável
Figura 10 - Seqüência típica de busca.
Alguns itens acerca do produto deveriam
ser conhecidos para a preparação do
fluxograma de processo:
Forma de alimentação do produto (pasta, pó,
lâminas, etc.):
Identificar o solvente a ser removido e o
gás de secagem e suas propriedades físicas;
Taxa de produção desejada;
Umidade de entrada e saída e final do
produto; variação aceitável e níveis de
impureza;
Dimensões das partículas, forma e
propriedades físicas;
Itens de processamento anteriores e
posteriores ao secador.
Alguns testes em escala laboratorial
podem
ser
realizados
determinando
propriedades físicas, térmicas e mecânicas do
material, entre elas:
Cinética de secagem (taxas de secagem,
velocidades do gás, temperatura, etc.);
Umidade de equilíbrio;
Exame ao microscópio (propriedades
superficiais, aglomeração);
Evaporador laboratorial (superaquecimento,
adesão);
Tambor rotativo (atrito e formação de pó);
Bancada de aquecimento (decomposição
térmica);
Coesão / adesão (manuseio, efeito da
umidade na adesão).
Obs.: Outros testes podem ser incluídos como o
de fluidização.
2o Passo – Escolha básica (formato, modo de
aquecimento e operação).
Quatro decisões principais podem ser
feitas limitando as opções de busca rapidamente:
Forma de alimentação do produto,
incluindo possibilidades de alteração no
produto;
Operação em batelada ou contínuo;
Forma de aquecimento (contato, convectivo
ou outro método);
Se um secador de dois ou mais estágios é
considerado como uma única peça.

Forma de alimentação do produto:
A maioria dos secadores pode lidar com
particulados, mas só alguns podem lidar com
pastas, lâminas e placas. Assim, para uma dada
alimentação muitas opções podem ser
eliminadas. Entretanto, a alteração do material
antes da alimentação ou o pós-processamento
devem ser considerados e podem aumentar o
número de alternativas. Uma pasta viscosa, por
exemplo, pode ser misturada com material seco,
extrusada ou pré-formada.
As especificações do produto afetam
fortemente a escolha do secador. Por exemplo,
um produto em flocos é imediatamente obtido
de um secador em tambor, enquanto um
produto aglomerado, altamente poroso de baixa
densidade é freqüentemente produzido em
spray-dryers. Outras especificações do produto
como a retenção de aroma ou de outros
componentes dominam a escolha do secador.
Há situações em que o liofilizador é favorecido
apesar do alto investimento e custo operacional.
Operação em batelada ou contínuo.
Secadores em batelada tendem a ser
menores e são mais laboriosos pois cada
batelada tem de ser carregada e descarregada.
São favorecidos por taxas de produção
pequenas, longos tempos de residência, outros
equipamentos em batelada antes ou depois do
secador ou necessidades de controle estrito. O
secador contínuo é favorecido pelas condições,
obviamente, contrárias a estas.
Cada uma destas condições pode ser
analisada isoladamente ou em conjunto. Em
geral, secadores em batelada dificilmente são
adequados para produção acima de 1000kg/h,
enquanto os contínuos raramente são utilizados
para produção abaixo de 50kg/h.
Kil et al.
195
Forma de aquecimento.
A escolha da forma de aquecimento é
complexa. As mais utilizadas são as condutivas
e convectivas.
Secadores convectivos usam um fluxo maior
de gás e alcançam taxas de transferência de
calor mais altas. Logo, estes secadores
conseguem
secar
mais
rapidamente,
especialmente nos estágios iniciais de secagem,
a perda de calor, porém, é alta. Se ele requer
isolamento térmico ou contenção dos gases
aquecidos o secador condutivo é favorecido.
Quando há limitações de temperatura o
secadores condutivos à vácuo são a melhor
escolha. Contrariamente secadores convectivos
são mais adequados à altas temperaturas.
A taxa de produção também tem um efeito
importante. Secadores convectivos podem
facilmente lidar com altos fluxos de sólidos em
comparação aos condutivos, embora haja
exceções como os secadores de leito deslizante
e algumas unidades de fluxo cruzado.
As outras formas de aquecimento são mais
especializadas. O custo em geral é muito mais
alto que o das formas anteriores de aquecimento
e o aproveitamento (conversão) energética é
muito inferior.
Se um secador de dois ou mais estágios é
considerado como uma única peça.
Dois secadores com características diferentes
podem ser usados em série. Isto é mais freqüente,
quando a cinética de secagem e a forma de
manipulação do material mudam claramente ao
longo do processo. Um exemplo deste primeiro
caso é um secador pneumático que secaria um
particulado até o ponto critico e em seguida seria
transferido para um secador de bandejas com um
tempo de residência longo. Um exemplo do
segundo caso é um leito fluidizado com um
estágio bem misturado e outro estágio pistonado,
a transição é feita no momento em que o sólido
fluidizado escapa do leito.
O algoritmo pode lidar com estas situações
equacionando cada estágio em separado e
somando, em seguida, os resultados.
3o Passo – Escolha dos tipos adequados (listar
os secadores a serem dimensionados).
Neste passo um grande número de secadores
provavelmente será considerado adequado.
196
Usualmente, não é possível afirmar que um
secador nunca poderá ser utilizado, mas
certamente será possível dizer se um secador é
mais ou menos adequado. A decisão final de
prosseguir
ou
não
com determinado
equipamento deveria ser deixada para o usuário.
O objetivo desta etapa é definir um critério
de pontuação para os secadores que não tenham
sido eliminados no estágio anterior. Neste
estágio as características do material e do
processo são comparadas com a capacidade de
cada secador se adaptar a estas condições. Um
dimensionamento pode ser feito para descobrir
condições de saída do material, tempo de
residência, dimensões e custo.
Com a dimensão aproximada, uma avaliação
do custo poderá ser feita (Capítulo 3). Esta
informação permitirá excluir secadores
excessivamente grandes, caros ou inadequados.
4o Passo – Sub–tipos e refinamentos
(detalhamento e peculiaridades)
O princípio deste estágio é idêntico ao
do estágio anterior, porém um número maior de
detalhes são considerados. Cada equipamento
selecionado no passo anterior possui sub–tipos.
Por exemplo, há diversos tipos de agitadores
para secadores em bandejas com agitação,
alguns com aquecimento e outros não, o fluxo
de massa e a faixa de adesividade com o qual o
secador será capaz de lidar são variados. Nesta
etapa, refinamentos como a recirculação de gás
poderá ser considerada.
5o Passo – Análise das opções e escolha final
As
decisões
decorrentes
das
considerações anteriores são apresentadas nesta
etapa, alguns aspectos devem ser considerados:
Destacar dois ou três dos secadores mais
adequados.
Indicar a vantagem e a desvantagem de
cada escolha.
Sugerir outras conformações e refinamentos
que sejam benéficos ao secador.
Kil et al.
Certamente o parâmetro final de
escolha estará baseado no custo. Devem ser
indicados tanto os custos de instalação como os
de operação e manutenção.
É necessário que seja assinalado ao usuário
que a avaliação dos custos é pouco precisa.
Portanto, recomenda-se que cada equipamento
selecionado deva ser orçado com precisão. Só
então seu custo poderá configurar como um
parâmetro preciso de escolha.
Matasov, Menshutina e Kudra (1998)
Ainda que a seleção e dimensionamento
de secadores tenha atingido um estágio
avançado de desenvolvimento, a seleção de
secadores ainda é uma tarefa desafiadora,
especialmente devido às várias opções em que
se pode desenvolver o processo de secagem, os
modelos disponíveis no mercado e as
modificações de projeto. Há uma diversidade de
algoritmos para a seleção de secadores, mas há
poucos aplicativos que manipulem a
enormidade de informações disponíveis na área
de secagem. Matasov, Mensutina e Kudra, 1998,
apresentam um aplicativo que permita o rápido
acesso à estas informações guiando o usuário
no processo de escolha do equipamento.
A estrutura geral do sistema DryInf é
apresentada na figura V.11 e consiste de cinco
módulos:
1. Pré-seleção do tipo de secador com base no
sistema especialista.
2. Análise econômica do secador e do
processo de secagem.
3. Biblioteca de cálculo e procedimentos de
dimensionamento, incluindo cinética de
secagem, configuração do secador e
dinâmica dos fluidos.
4. Gerenciamento
das
informações,
representação gráfica, manipulação dos dados e
outros usos.
5. Base de dados do sistema especialista.
1. Pré-seleção do
secador
Análise das
propriedades
do material
úmido
Base de dados do
material
197
Kil et al.
DryInf
5. Base de dados do
sistema especialista
4. Manipulação
dos dados
Base de dados dos
fabricantes de
secadores
SISTEMA
ESPECIALISTA
Informação gráfica e
características do
secador
2. Análise
econômica
3. Biblioteca de
cálculo e
projeto
Seleção final do secador
Figura 11- Estrutura do sistema de informação DryInf (Matasov, Menshutina e Kudra, 1998).
Baker & Labadibi (1998)
Sistemas especialistas baseiam-se em um
conjunto de regras para efetuar a seleção de
secadores. Em geral estas regras são
quantitativas e inflexíveis. Kemp e Bahu, 1995,
desenvolveram um sistema que tem sido
extensivamente testado. Combinar a lógica
difusa com um sistema especialista resulta em
um sistema flexível em que as variáveis de
seleção são apresentadas como variáveis
lingüísticas (ex.: temperatura = {alta, baixa,
muito
baixa}),
em
lugar
de
seus
correspondentes numéricos. Internamente o
sistema especialista transforma a informação
em uma representação difusa, efetua o processo
de decisão e, finalmente, converte o resultado
em um formato lingüístico.
A Figura 12 apresenta um procedimento
para seleção de secadores descrito por Baker
(apud: Baker e Labadibi, 1998).
O procedimento envolve seis passos:
1. Descrever as especificações de processo.
2. Fazer uma pré-seleção.
3. Conduzir testes em escala laboratorial para
verificar a adequação.
4. Realizar uma comparação econômica das
alternativas.
5. Conduzir novos testes em maior escala para
confirmar a decisão.
6. Fazer a escolha final do equipamento mais
apropriado.
198
Kil et al.
Início
Descrever as especificações de processo
Fazer uma pré-seleção.
nenhuma opção
adequada
Conduzir testes em escala laboratorial para
verificar a adequação.
múltiplas opções
Realizar uma
comparação
econômica das
alternativas.
uma única
opção
múltiplas opções
uma única
opção
Conduzir novos testes em
maior escala para
confirmar a decisão.
nenhuma opção
adequada
uma única
opção
Fazer a escolha final do equipamento mais apropriado.
Figura 12 - Fluxograma de seleção de secadores
Lógica difusa
No campo da inteligência artificial, há
várias formas de representar o conhecimento.
Talvez a mais comum seja a forma natural da
linguagem dada pela expressão:
SE condição (causa) ENTÃO conclusão
(conseqüência)
A essa expressão referimo-nos de SEENTÃO (IF-THEN). Ela tipicamente expressa
uma inferência tal que SE conhecemos um fato
(condição, causa ou hipótese), ENTÃO
podemos inferir um outro fato (este chamado
de conclusão, conseqüência ou tese). Esta regra
está associada com certos parâmetros
representando o grau de confiança na tomada
de decisão quando a condição é satisfeita.
Esta forma de conhecimento é bem
próxima ao conhecimento humano. Porém, em
alguns casos práticos a satisfação das restrições
que compõe a condição não podem ser
representadas por valores estritamente
booleanos (verdadeiro e falso), por que a
relação entre os dados e a condição podem ser
parciais. Por isso é necessário estender essa
relação. A lógica difusa é capaz de lidar com
condições mal definidas, vagas ou que
contenham termos imprecisos elevando o grau
de confiança associado às decisões.
A lógica difusa permite a transição gradual
entre o não pertencer ‘0’ e pertencer ‘1’. Assim,
uma função de conjunto ‘μ’ pode ser definida
para cada elemento, variando entre 0 e 1,
refletindo o grau de relacionamento do
elemento com o conjunto. O sistema que use a
lógica difusa assume a forma do modelo
lingüístico e estabelece funções de conjunto
para atuarem como condição. Isto permite que
as variáveis sejam expressas como funções
lingüísticas (grande, médio, pequeno, muito
pequeno). Para cada elemento, então, a função
conjunto especifica a relação entre o valor
199
Kil et al.
processo decisório). A primeira etapa na
construção de um sistema especialista é a
coleta de dados e sua formalização para que
eles possam ser utilizados pelo gerenciador de
informações. O conhecimento adquirido é
organizado hierarquicamente de forma que os
nós finais são os tipos de secadores e os nós
intermediários são as variáveis de decisões
(Figura 13).
numérico da variável e sua correspondente
variável lingüística.
A lógica difusa aplicada ao processo de
seleção
Os componentes principais de um sistema
especialista são a base de dados e o
gerenciador de informações (responsável pelo
D imensões da
partícula
Pequena
Partícula
livre
M édia
Grande
Aderente
Baixa umidade
e/ou sensível à
temperatura
Sim
Não
Fluxo de
sólidos
Pequeno
Grande
Secador de bandejas
Figura 13 - Fluxograma de seleção de secadores
O próximo passo, antes de converter as
informações obtidas para o formato SEENTÃO, é formular o modelo de lógica difusa
que será usado no processo decisório. Seis
variáveis foram selecionadas para a difusão: o
fluxo de sólidos, o conteúdo de umidade, a
sensibilidade à temperatura, o diâmetro médio
da partícula, a coesividade e a fragilidade. Os
termos lingüísticos e as funções de conjunto de
quatro destas variáveis estão na figura 14. É
preciso lembrar que a formulação das funçõesconjunto
dependem
integralmente
da
experiência.
200
Kil et al.
1
μ1
B A IX O
M É D IO
A LTO
0
50
100
500
F lu x o e só lid o s ( k g m s / h )
700
1
μ2
M U IT O
B A IX O
B A IX O
0
1 ,5
3 ,0
4 ,0
C o n t e ú d o d e u m id a d e ( k g w /k g m s )
1
μ3
M U IT O
S E N S ÍV E L
POUCO
S E N S ÍV E L
S E N S ÍV E L
0
5
10
50
70
S e n s ib ilid a d e à t e m p e r a t u r a o C
1
μ4
M U IT O
F IN A
GROSSA
F IN A
M U IT O
GRO SSA
0
0 ,1
0 ,2
1 ,0
1 ,5
3 ,0
4 ,0
D iâ m e t r o d a p a rt íc u la ( m m )
10
Figura 14: Função de conjunto das variáveis lingüísticas
CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS
Embora estes autores desenvolvam seleção
de secadores de um modo próprio, identifica-se
uma linha geral no procedimento de escolha do
equipamento, que pode ser resumida como
referentes aos tópicos relacionados ao
conhecimento de equipamento e de processos,
conforme o fluxograma apresentado pelo
Keey,1978, (Figura 15).
Como pode ser observado existe mais de um
tipo de secador adequado para um determinado
produto, assim o conhecimento prático do
projetista é imprescindível para a escolha de um
secador que seja capaz de atingir as
propriedades desejadas no produto final.
Portanto, normalmente os trabalhos de
dimensionamento dos secadores na bibliografia
são específicos para cada produto vinculado aos
processos e/ou equipamentos, conforme podem
ser notados pelos trabalhos apresentados por:
Papagiannes, 1992, Kiranoudis, aroulis e
Marinos-Kouris, 1996, Rodriguez, e Courtois,
1996 (a e b), Arinze et al, 1996 (a e b),
Kiranoudis et al., 1997, Kemp, 1998, Pelegrina,
Elustondo e Urbican, 1998, Bennamoun e
Belhamri, 2003, Baker et al., 2006, Ortega et al.,
2007, Best et al., 2007 e Carsky, 2007.
201
Kil et al.
PROJETANDO UM SECADOR
Coleta de informações
Conhecimento
dos materiais
Não
Sim
Conhecimento
do equipamento
Experiências
Isotermas de sorção
Informações sobre o
material, o
equipamento e o
processo
Cinética de secagem
Não
Sim
Conhecimento
do processo
Não
Testes
Balanços
Sim
Tempo de residência
Comportamento
dinâmico
Dimensões principais
CUSTOS
OTIMIZANDO UM SECADOR
Fonte: Keey, 1978
Figura 15 - Fluxograma para o projeto de secadores.
Arinze, E.A.; Sokhansanj, S.; Schoenau, G.J.;
Trauttmansdorff,
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Evaluation, Simulation and Optimization of
a Commercial Heated-Air Batch Hay
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Arinze, E.A.; Sokhansanj, S.; Schoenau, G.J.;
Trauttmansdorff,
F.G.
Experimental
Evaluation , Simulation and Optimization
of a Commercial Heated – Air Batch Hay
Drier : Part 2 , Computer Simulation and
Optimization of Hay Drier Performance. J .
Agric . Engng Res. v.63, p.315-322,
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retrato disposto em duas colunas, margens
superior e inferior, direita e esquerda de 2,5
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maiúscula. Os nomes dos autores deverão estar
dois espaços simples abaixo do título, escritos
por extenso e em negrito, separados por
vírgula. Os nomes dos autores serão
numerados com algarismos arábicos que terão
a cada número uma chamada de rodapé onde
se fará constar a sua função, titulação,
instituição, endereço postal e eletrônico (email), telefone e fax. O texto deverá ser
alinhado nos dois lados e com a tabulação de
1cm para o inicio de cada parágrafo.
Figuras Tabelas e Fotos - Deverão ser
inseridas logo abaixo do parágrafo onde foram
citadas pela primeira vez. Nas legendas, as
palavras Figura, Tabela e Foto devem estar em
negrito e ter a letra inicial maiúscula e seu
enunciado deverá ser alinhado à esquerda
abaixo da primeira letra após a palavra Figura.
As grandezas devem ser expressas no Sistema
internacional.
Exemplos de citações bibliográficas
 quando a citação possuir apenas um autor:
...Almeida (1997), ou ...(Almeida, 1997);
 quando a citação possuir dois autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), ou ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 quando a citação possuir mais de dois
autores:
....Almeida et al. (1997).... ou (Almeida et al.,
1997).
A referência deverá conter os nomes de todos
os autores.
Los textos deberán ser encaminados al editor
de la Revista en disquete y 2 vías impresas, o
por e-mail [email protected].
Artículos Científicos: deberán tener la
siguiente secuencia: Titulo, Autor(es),
Resumen, Palabras-claves, Titulo en ingles,
Abstract, Keywords, Introducción, Materiales
y Métodos, Resultados y Discusión,
Conclusiones, Agradecimientos (facultativo) y
Referencias Bibliográficas.
Artículos Técnicos: Deben ser escritos en
lenguaje técnica de fácil comprensión, en
asuntos de interés de la comunidad que
demuestren una contribución significativa en el
asunto. Los artículos deben contener: Titulo,
Autor(es), Resumen, Palabras-claves, Titulo en
inglés, Abstract, Keywords, Introducción,
Materiales y Métodos, Resultados y Discusión,
Conclusiones, Agradecimientos (facultativo) y
Referencias Bibliográficas.
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fuente Time New Roman, tamaño 11, excepto
para la notas de rodapié y titulo, que deberán
tener tamaño 8 y 12 respectivamente. El
formato del texto deberá tener la siguiente
disposición – Tamaño carta, orientación de
retrato en dos columnas, márgenes suprior y
inferior, derecha y izquierda de 2,5 cm,
enumeradas, espacio simples y en el máximo
de 20 laudas.
Todos los ítems deberán estar en letra
mayúscula, negrito, itálico y centralizadas,
excepto las Palabras-claves, Keywords y subítems que deberán ser alineadas por la
izquierda en letras minúsculas y con la primera
letra en mayúsculo. Los nombres de los
autores deben estar dos espacios simples abajo
del Título, escrito por extenso y en negrito,
separados por vírgula. Los nombres de los
autores serán enumerados con algaritmo árabe
que tendrán a cada numero una llamada de
rodapié donde se hará constar la función,
titulación, institución, dirección postal y
electrónica (e-mail), teléfono y fax. El texto
deberá ser alineado por los dos lados y con la
tabulación de 1 cm para el inicio de cada
parágrafo.
Figuras, Tablas y Fotos – deberán ser
colocadas luego abajo del parágrafo donde
fuera citada pela primera vez. En las legendas,
las palabras Figuras, Tabla y Foto deben estar
en negrito y tener la letra inicial mayúscula y
en su enunciado deberá ser alineada por la
izquierda con la primera letra después de la
palabra Figura. Las unidades deben ser
expresas en el sistema internacional
Ejemplos de citaciones bibliográficas
 cuando la citación tiene un solo autor:
...Almeida (1997), o ...(Almeida, 1997);
 cuando la citación tiene dos autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), o ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 cuando la citación tiene mas de dos autores:
....Almeida et al. (1997).... o (Almeida et al.,
1997).
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type, italic and centralized, except for
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separated by comma. The authors' names will
be numbered with Arabic ciphers that they will
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will make to consist its function, title,
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aligned in the two sides and with the tabulation
of 1cm to the beginning each paragraph.
Figures, Tables and Photos - they should be
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were mentioned for the first time. In the
legend, the words illustration, Controls and
Photo should be in boldface and have the
initial letter capital one and its statement
should be aligned to the left below the first
letter after the word it represents. The units
should be expressed in the international
system.
Examples of bibliographical citations
 when the citation just possesses an author:
....Almeida (1997), or ....(Almeida, 1997);
 when the citation possesses two authors:
.... Almeida & Gouveia (1997), or ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 when the citation possesses more than two
authors:
....Almeida et al. (1997).... or (Almeida et al.,
1997).
The reference should contain all the authors'
names.
Exemplos de referências bibliográficas:
Ejemplos de referencias bibliográficas:
Example of the bibliographic references:
As referências bibliográficas deverão estar Las referencias bibliográficas deben ir en orden The list of bibliographic references must be in
dispostas, em ordem alfabética, pelo sobrenome alfabética considerando el apellido del primer alphabetic order according to surname of first
do primeiro autor.
autor.
author.
a) Livro
Martins, J.H.; Cavalcanti Mata, M.E.R.M.
Introdução a teoria e simulação
matemática de secagem de grãos. 1.ed.
Campina Grande : Núcleo de Tecnologia em
Armazenagem, 1984. 101p.
b)Capítulo de Livros
Almeida, F. de A.C.; Matos, V.P.; Castro, J.
de; Dutra, A.S. Avaliação da quantidade e
conservação de sementes a nível de produtor.
In: Almeida, F. de A.C.; Cavalcanti Mata,
M.E.R.M. (ed.). Armazenamento de grãos
e sementes nas propriedades rurais.
Campina Grande: UFPB/SBEA, 1997. cap.
3, p.133-188.
c) Revistas
Cavalcanti Mata, M.E.R.M.; Braga, M.E.D.;
Figueiredo, R.M.F.; Queiroz, A.J. de M.
Perda da qualidade fisiológica de sementes
de arroz (Oryza sativa L.) armazenadas sob
condições controladas. Revista Brasileira de
Armazenamento. Univ. Federal de Viçosa,
Viçosa-MG. v.24, n.1, p.10-25, 1999.
d) Dissertações e teses
Queiroz,
A.J.
de
M.
Estudo
do
comportamento reológico dos sucos de
abacaxi
e
manga.
Campinas:
UNICAMP/FEA, 1998. 170p. (Tese de
Doutorado).
e) Trabalhos apresentados em Congressos
(Anais, Resumos, Proceedings, Disquetes,
CD Roms)
Figueirêdo, R.M.F. de; Martucci, E.T.
Influência da viscosidade das suspensões na
morfologia do particulado de suco de acerola
microencapsulado. In: Congresso Brasileiro
de Sistemas Particulados, 25, 1998, São
Carlos, Anais... São Carlos: UFSC, 1998.
v.2, p.729-733. ou (CD Rom).
No caso de disquetes ou CD Rom, o título da
publicação continuará sendo Anais, Resumos ou
Proceedings, mas o número de páginas será
substituído pelas palavras Disquete ou CD Rom.
f) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
BURKA, L.P. A hipertext history of multi-user
dimensions; MUD history. htpp://entmuseum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.ht
m1#sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
a) Libro
Cox, P.M. Ultracongelación de alimentos.
1.ed. Zaragoza : Editorial Acribia, 1987.
459p.
b)Capítulo de Libro
Moreno, F. Alteraciones fisicoquímicas en
alimentos durante su congelamiento y
subsecuente almacenaje. In: Parada, A.;
Valeri, J. (ed.). Biología de los alimentos a
baja temperatura. Armazenamento de
grãos e sementes nas propriedades rurais.
Caracas: UCV, 1997. cap. 2, p.218-237.
c) Revistas
Diniz, P.S.C.; Cavalcanti Mata, M.E.R.M.;
Braga, M.E.D. Determinación del contenido
de humedad máxima para crioconservación
de semillas recalcitrantes de maíz.
Ingeniería Rural y Mecanización Agraria
en el ámbito Latinoamericano. La Plata,
Argentina, v.1, p.373-377, 1998.
d) Disertaciones y Tesis
Zanetta, J. Transferência de calor em
congelación de alimentos. Valparaíso :
Universidad Católica de Valparaíso, 1984.
95p. (Tesis de Maestría).
e) Trabajos presentados en Congresos (Anales,
Resúmenes, Proceedings, Disquetes, CD
Roms)
Cavalcanti Mata, M.E.R.M; Braga, M.E.D.;
Figueirêdo. R.M.F; Queiroz, A.J.M.
Influencia de los daños mecánicos
superficiales en la germinación de semillas
de maíz en función de su grado de humedad
y de la velocidad de rotación de la
desgranadora mecánica. In: I Congreso
Ibero-Americano
de
Ingenieria
de
Alimentos, Anales... Valencia, España,
Tomo II, Capítulo III, p. 385-397, dez. 1996
o (CD Rom).
a) Book
Brooker, D.B.; Bakker-Arkema, F.W.; Hall,
C.W. Drying and storage of grains and
oilseeds. New York, The AVI Van Nostrand
Reinhold, 1992, 450p.
b) Chapter in a book
Schaetzel, D.E. Bulk storage of flour In:
Christensen C.M. (2aed.). Storage of cereal
grains and their products. St. Paul,
Minnesota : American Association of Cereal
Chemist, 1974. cap. 9, p.361-382.
c) Journals
Biswal, R.N., Bozokgmehk, K. Mass transfer in
mixed solute osmotic dehydration of apple
rings. Trans. of ASAE, v.35, n.1, p.257-265,
1992.
d) Dissertation and Thesis
Fortes,
M.
A
non-equilibrium
thermodynamics approach to transport
phenomena in capillary-porous media
with special reference to drying of grains
and foods. Purdue University, 1978, 226 p.
(Thesis Ph.D.).
e) Papers presented in congress (Annals,
Abstracts, Proceedings, Diskettes, CD
Roms))
Cavalcanti Mata, M.E.R.M.; Menegalli, F.C.
Bean seeds drying simulation. In: InterAmerican drying Conference, 1, 1997, Itu
Proceedings… Campinas-SP, Brazil :
UNICAMP, July, 1997. v. B, p.508-515. or
(CD Rom).
In case of diskettes or CD Rom, the title of the
publication still will be Annals, Abstract or
Proceedings, but the page number should be
substituted by words Diskettes or CD Rom.
h) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
dimensions; MUD history. htpp://entmuEn caso de disquetes o CD Rom, el título de la seum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.htm1#
publicación
continuará
siendo
Anales, sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
Resúmenes o Proceedings, mas el número de las
páginas serán substituido por la palabra
Disquete o CD Rom.
g) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
dimensions; MUD history. htpp://entmuseum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.ht
m1#sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
ENDEREÇO ADDRESS DIRECCIÔN
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais
Caixa Postal 10.078
CEP. 58109-970 - Campina Grande, PB, BRASIL
Fone: (083)2101-1288 Telefax: (083)2101-1185
E-mail: [email protected] ou [email protected]
Home Page: http//www.lappa.deag.ufpb.rbpa
LABORATÓRIO DE CRIOGENIA
O Laboratório de Criogenia da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande, desenvolve
trabalhos de ponta a ultrabaixas temperaturas de modo a atender o desenvolvimento tecnológico do
País. As pesquisas com criogenia concentram-se em:
 Crioconservação de sementes
 Sementes de espécies florestais
 Sementes de interesse econômico das regiões do País
 Sementes de plantas medicinais
 Sementes de espécies ameaçadas de extinção
 Congelamento a ultrabaixas temperaturas de alimentos
 Congelamento de carnes (bovinos, caprinos, suínos)
 Congelamento de moluscos e crustáceos
 Congelamento de pescados
 Esterilização de materiais biológicos
 Limites de termo-resistência de fungos e bactérias
 Sistemas de agregação de partículas de sujidade
Coordenação da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
Av. Aprígio Veloso, 882 - Caixa Postal 10.087 - Fones: (83) 2101-1288; 2101-1551 - Fax: (83) 2101-1185
E-mail: [email protected]
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE DESTILAÇÃO NA ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA DE
AGUARDENTE DE CANA-DE-AÇÚCAR (Evaluation of the influence of distillation rate on the physico-chemical
cherectrstics of sugar cane spirit )
Hermeval Jales Dantas, Francisco de Assis Vilar, Flavio Luiz Honorato da Silva, Adriano Santana Silva
ARMAZENAMENTO DE PIMENTÃO EM PÓ EM EMBALAGEM DE POLIETILENO (Storage of green pepper powder
in polyethylene bags.)
Daniely Medeiros Arlindo, Alexandre José de Melo Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueiredo
APLICAÇÃO DO SPECKLE DINÂMICO NA ANÁLISE DE SEMENTES DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris
L)(Application of dynamic speckle in analyses bean seeds (Phaseolus vulgaris L))
Silvestre Rodrigues, Roberto Alves Braga Júnior, Giovanni Francisco Rabelo, Inacio Maria Dal Fabbro, Adilson Machado
Enes
ALTERAÇÃO DA COR DA CARNE DE MAPARÁ (HYPOPHTHALMUS EDENTATUS) DESIDRATADA
OSMOTICAMENTE E SECA (Color change of the mapará (Hypophthalmus edentatus) meat dehydrated osmotically and
dried )
Suezilde da C. A. Ribeiro, Carmelita de F. A. Ribeiro, Kil Jin Park, Eder A.F. Araujo, Satoshi Tobinaga
EMPREGO DO BAGAÇO SECO DO PEDÚNCULO DO CAJU PARA POSTERIOR UTILIZAÇÃO EM UM PROCESSO
DE FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA (Use of dry bagasse of cashew peduncle to be utilized in solid-state fermetnation)
Siumara Rodrigues Alcântara, Francisco de Assis Cardoso de Almeida, Flávio Luiz Honorato da Silva
SECAGEM E AVALIAÇÃO SENSORIAL DE BANANA DA TERRA (Drying and evaluation sensorial of banana of the
earth)
Silvania Farias Oliveira Pontes, Renata Cristina Ferreira Bonomo, Leonardo Vieira Pontes, Angélica da Costa Ribeiro, Joel
Camilo Souza Carneiro
AVALIAÇÃO COMPARADA DOS ÍNDICES QUÍMICOS NITROGÊNIO E FÓSFORO NAS PORÇÕES
MORFOLÓGICAS DAS ESPÉCIMES DE FAVELEIRA COM E SEM ESPINHOS (Cnidoscolus quercifolius) (Compared
evaluation of the indexes chemical nitrogen and match in the morphologic portions of the specimens of faveleira with and
without thorns (Cnidoscolus Quercifolius))
Normando Mendes Ribeiro Filho, Vinícius Patrício da Silva Caldeira, Isanna Menezes Florêncio, Danilton de Oliveira
Azevedo, José Pires Dantas
SECAGEM PRECEDIDA DE DESIDRATAÇÃO OSMOTICA DE PSEUDOFRUTO DE CAJU: COMPARAÇÃO ENTRE
MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS (Drying preceded of osmotic dehydration of cashew's pseudo fruit:comparison
being the mathematical models applied)
Luciana Façanha Marques, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Leila de Sousa Nunes,
Ticiana Leite Costa, Priscila Beserra de Santana Costa, Sible Thais Gimarães Duarte
INFLUÊNCIA DO TIPO DE PAVIMENTO NA SECAGEM DE CLONES DE CAFÉ (Coffea canephora Pierre) EM
TERREIROS DE CONCRETO E CHÃO BATIDO (Influence of pavement type in coffee berry clones drying (coffea
canephora pierre) in concrete and ground yards)
Osvaldo Resende, Renan Vieira Arcanjo, Valdiney Cambuy Siqueira, Silvestre Rodrigues, Adrieli Nagila Kester, Poliana Perrut
De Lima
SELEÇÃO DE SECADORES: FLUXOGRAMA (Dryer selection: flowsheet)
Kil Jin Brandini Park, Luís Felipe Toro Alonso, Félix Emilio Prado Cornejo, Inácio Maria Dal Fabbro, Kil Jin Park