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ISSN 1517-8595
volume 6, número 2, julho - dezembro, 2004
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Tecnologia r Recursos 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.6, n.2, p.101-190, 2004
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.6, n.2, (2004). Campina Grande:
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e
Tecnologia, 2004.
Campina Grande, Volume 6, Número 2, Julho-Dezembro, 2003.
Semestral
ISSN 1517-8595
ISSN 1517-8595
Tiragem 500 exemplares.
CAPA: manga, mangueira
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 6, Número 2, Julho-Dezembro, 2004
SUMÁRIO/ CONTENTS
Artigos Científicos
Página
PROPRIEDADES FÍSICAS E SECAGEM DE CASULOS DO BICHO-DA-SEDA EM LEITO FIXO: UMA
INVESTIGAÇÃO TEÓRICA E EXPERIMENTAL (Physics properties and drying cocoons in fixed bed: A theoretical
and experimental investigation)
Pedro Ronaldo Herculano de Holanda, Sandoval Farias da Mata, Antônio Gilson Barbosa de Lima .........................
101
OSMOTIC DEHYDRATION OF MAPARÁ CATFISH (Hypophthalmus edentatus) FILLETS EFFECT OF
TERNARY SOLUTION (Desidratação osmótica de filés de mapará (Hypophthalmus edentatus) : Efeito de soluções
ternárias)
Suezilde da Conceição Amaral Ribeiro, Satoshi Tobinoga ......................................................................
115
SECAGEM E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CABEÇA DE CAMARÃO ( Litopenaeus vannamei Boone) A
DIFERENTES TEMPERATURAS ( Drying and chemical composition of the shrimp head ( Litopenaeus vannamei
Boone) at different temperatures)
Alessandra Almeida Castro, German Dario Pagani
............................................................................
123
OTIMIZAÇÃO DE EXTRAÇÃO DE INULINA DE RAÍZES DE CHICÓRIA ( Optimization of inulin extraction from
chicory roots)
Rafael Augustus de Oliveira, Kil Jin Park, Marcos Choratto, Kil Jin Brandini Park, Regina Isabel Nogueira
................
131
INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS NO SINAL FOTOCÚSTICO DE
POLPA DE MANGA (Influence of the total soluble concentration in the photoacoustic sign of mango pulp)
Waldemir Soares da Costa, Jose Suassuna Filho, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Alexandre José de Melo
Queiroz ...........................................................................................................................
141
ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE UMIDADE DE FARINHAS DE MANDIOCA TEMPERADAS (Moisture
adsorption isotherms of spiced cassava flour)
Francislei Santa Anna Santos, Rossana Maria Feitosa de Figueiredo, Alexandre José de Melo Queiroz . .................
RELAÇÃO ENTRE PERÍODO DE PÓS-COLHEITA VIDA E PRATELEIRA
RÚCULA (Relation the post harvest time and the shelf the refrigeration of rocket)
149
NO RESFRIAMENTO DE
Lineu L. Pataro, Vivaldo Silveira Júnior ......................................................................................
157
ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UNIDADE PILOTO DE REFRIGERAÇÃO NO ARMAZENAMENTO
DE CEBOLA (Technical and economic analysis of the refrigeration pilot unit in the storage of onion )
Mabel Ribeiro Sousa, Joás Oliveira de Meneses, Jorge Wellington Menezes Martins, Marcos Fábio de Jesus, Marcelo
A. Gutierrez Carnelossi, Gabriel Francisco da Silva ...........................................................................
165
CALOR ISOSTÉRICO DA POLPA DE BANANA VARIEDADES MAÇÃ E NANICA (Isoteric heat of
the apple and tiny varieties banana pulp)
José Cleidimário Araújo Leite, Manasses Mesquita da Silva, Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis
Cardoso Almeida, Juarez Paz Pedroza .........................................................................................
171
TEOR DE ÁGUA LIMITE PARA CRIOCONSERVAÇÃO DE SEMENTES DE ALGODÃO ARBÓREO
VARIEDADE 6M ( Limit water text to cryoconservation of the arboreal cotton seeds 6M - Mocó white variety)
Mário Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Maria do Socorro Rocha, Maria Elita Martins Duarte ..............................
179
FARIAS, Raimundo Pereira de; SANTIAGO, Deivton Costa; HOLANDA, Pedro Ronaldo
Herculano de; LIMA, Antonio Gilson Barbosa de. Drying of grains in cross flow conveyor
dryer: A numerical solution using finite-volume method Revista Brasileira de Produtos
Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.1, p.1-14, 2004.
LESCANO, César Augusto Agurto; TOBINAGA, Satoshi. Modelo codificado e real para a
difusividade efetiva da secagem do resíduo do extrato hidrossolúvel de soja. Revista
Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.1, p.15-23, 2004.
CORRÊA, Paulo César; PÉREZ, Jose Luis de La Plaza; RIBEIRO, Deise Menezes;
FURTADO, Bruno Fernandino. Post harvest maturity of avocados evaluated by nondestructive tests. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6,
n.1, p.25-31, 2004.
GOUVEIA, Josivanda Palmeira Gomes de; ALMEIDA, Francisco de Assis Cardoso;
MEDEIROS, Bartolomeu Garcia de Souza; RIBEIRO, Carmelita de F. A.; DUARTE, Simone
Mirtes Araújo. Determinação de características físico-químicas da goiaba: Goiabeiras
adubadas no semi-árido da Paraíba. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais,
Campina Grande, v.6, n.1, p.33-36, 2004.
CORRÊA, Paulo César; ANDRADE, Ednilton Tavares de; AFONSO JÚNIOR, Paulo César.
Propriedades térmicas da massa granular de milheto, alpiste e painço: Determinação e
modelagem. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.1,
p.37-43, 2004.
MEDEIROS, Bartolomeu Garcia de Souza; GOUVEIA, Josivanda Palmeira Gomes de;
ALMEIDA, Francisco de Assis Cardoso; RIBEIRO, Carmelita de F. A.; DUARTE, Simone
Mirtes Araújo. Características físicas da goiaba (Psidium guajava l.): Efeito da adubação
nitrogenada. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.1,
p.45-52, 2004.
LUCENA, Eliseu Marlônio Pereira de; SILVA JÚNIOR, Antenor; SILVA, Ana Maria
Chaves da; CAMPELO, Izabel Karine Monteiro; SOUSA, Jonas dos Santos; COSTA, Ticiana
Leite; MARQUES, Luciana Façanha; PAIXÃO, Francisco Jardel Rodrigues da. Uso de
etileno exógeno na maturação da banana variedade prata-anã. Revista Brasileira de
Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.1, p.53-58, 2004.
OLIVEIRA, José Rildo de; CAVALCANTI MATA, Mário Eduardo R.M.; DUARTE, Maria Elita
Martins. Isotermas de dessorção de grãos de feijão macassar verde (Vigna unguiculata (L.) Walpers),
variedade sempre-verde. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande,
v.6, n.1, p.59-68, 2004.
PARK, Kil Jin; TUBONI, Christiane Tanigawa; OLIVEIRA, Rafael Augustus de; PARK, Kil Jin
Brandini. Estudo da secagem de caqui giombo com e sem encolhimento. Revista Brasileira de
Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.1, p.69-84, 2004.
FREITAS, Jean Carlos de Oliveira; QUEIROZ, Alexandre José de Melo; FIGUEIRÊDO, Rossana
Maria Feitosa de; RODRIGUES, Adriana Evangelista. Combinações de mel e acerola em pó:
Avaliação reológica. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6,
n.1, p.85-93, 2004.
DRYING OF GRAINS IN CROSS FLOW CONVEYOR DRYER: A NUMERICAL SOLUTION USING FINITE-VOLUME METHOD
(Secagem de grãos em secador de esteira e fluxos cruzados: uma solução numérica usando o método dos volumes finitos)
Raimundo Pereira de Farias, Deivton Costa Santiago, Pedro Ronaldo Herculano de Holanda, Antonio Gilson Barbosa de Lima
MODELO CODIFICADO E REAL PARA A DIFUSIVIDADE EFETIVA DA SECAGEM DO RESÍDUO DO EXTRATO
HIDROSSOLÚVEL DE SOJA (The real and codified mathematical models of the effective diffusivity of soy hydrosoluble extract residue)
César Augusto Agurto Lescano, Satoshi Tobinaga
POST HARVEST MATURITY OF AVOCADOS EVALUATED BY NON-DESTRUCTIVE TESTS (Estágio de maturação na póscolheita de abacates avaliado por processos não destrutivos)
Paulo Cesar Corrêa, Jose Luis de la Plaza Pérez, Deise Menezes Ribeiro, Bruno Fernandino Furtado
DETERMINAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DA GOIABA: GOIABEIRAS ADUBADAS NO SEMI-ÁRIDO DA
PARAÍBA (Physical and chemical characteristics determination of the guava: fertilized guava tree in the semi-arid region of the
Paraíba)
Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Bartolomeu Garcia de Souza Medeiros, Carmelita de F. A.
Ribeiro, Simone Mirtes Araújo Duarte
PROPRIEDADES TÉRMICAS DA MASSA GRANULAR DE MILHETO, ALPISTE E PAINÇO: DETERMINAÇÃO E MODELAGEM
(Thermal properties of the granular mass of millet, canary-seed and pearl millet: determination and modeling)
Paulo Cesar Corrêa, Ednilton Tavares de Andrade, Paulo Cesar Afonso Júnior
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA GOIABA (Psidium guajava L.): EFEITO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
(Physical
characteristics of the guava (Psidium guajava l.): effect of the manuring nitrogen)
Bartolomeu Garcia de Souza Medeiros, Josivanda Palmeira Gomes de Gouveia, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Carmelita de F. A.
Ribeiro, Simone Mirtes Araújo Duarte
USO DE ETILENO EXÓGENO NA MATURAÇÃO DA BANANA VARIEDADE PRATA-ANÃ.. (Use of exogene ethilene in the banana
variedade prata-anã maturation)
Eliseu Marlônio Pereira de Lucena, Antenor Silva Júnior, Ana Maria Chaves da Silva, Izabel Karine Monteiro Campelo, Jonas dos Santos
Sousa, Ticiana Leite Costa, Luciana Façanha Marques, Francisco Jardel Rodrigues da Paixão
ISOTERMAS DE DESSORÇÃO DE GRÃOS DE FEIJÃO MACASSAR VERDE (VIGNA UNGUICULATA (L.) WALPERS),
VARIEDADE SEMPRE-VERDE. (Equilibrium moisture content of cowpea (vigna unguiculata (l.) walpers), always-green variety)
José Rildo de Oliveira, Mário Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte
ESTUDO DA SECAGEM DE CAQUI GIOMBO COM E SEM ENCOLHIMENTO (Drying study of persimmons with and without
shrinkage)
Kil Jin Park, Christiane Tanigawa Tuboni, Rafael Augustus de Oliveira, Kil Jin Brandini Park
COMBINAÇÕES DE MEL E ACEROLA EM PÓ: AVALIAÇÃO REOLÓGICA (Mixture of honey with acerola powder: Rheological
evaluation))
Jean Carlos de Oliveira Freitas, Alexandre José de Melo Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Adriana Evangelista Rodrigues
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.2, p.101-114, 2004
ISSN 1517-8595
101
PROPRIEDADES FÍSICAS E SECAGEM DE CASULOS DO BICHO-DA-SEDA EM
LEITO FIXO: UMA INVESTIGAÇÃO TEÓRICA E EXPERIMENTAL
Pedro Ronaldo Herculano de Holanda1, Sandoval Farias da Mata2,
Antonio Gilson Barbosa de Lima3
RESUMO
A Sericicultura (criação do bicho-da-seda) é uma atividade que se encontra atualmente em fase
de desenvolvimento no mundo inteiro, gerando emprego, renda agrícola e intercâmbio
comercial. O casulo produzido pelo Bombix mori L. é constituído de casca, crisálida e espólio,
sendo a casca, constituída basicamente de sericina e fibroina. Devido ao alto teor de umidade
(68 a 70%, em base úmida) e o curto ciclo de vida da crisálida (4 a 5 dias, após a colheita), o
casulo precisa ser submetido ao processo de secagem, a fim de ser armazenado com baixo teor
de umidade, e posteriormente ser utilizado na indústria de fiação, gerando desta forma produtos
de alto valor comercial. O objetivo deste trabalho é estudar o casulo do bicho-da-seda, com
particular referência as dimensões, densidade, porosidade e secagem em leito fixo. Foram
realizados experimentos de secagem em leito fixo nas temperaturas de 90, 83 e 70 C, e fluxo de
ar de 2,318, 1,325 e 0,552 m3/(s m2), para a espessura do leito de 2,0, 4,0 e 5,5 cm. Fez-se
regressão não-linear utilizando o modelo exponencial e estudou-se o comportamento do teor de
umidade do produto como uma função do tempo. Concluiu-se que: a porosidade média do
casulo é de 0,147; a densidade média é de 158,64kg/m3, a massa média de um casulo é de 1,52g;
o teor de umidade do produto depende fortemente da temperatura do ar de secagem, levemente
da espessura da camada de casulos e, praticamente independe da velocidade do ar de secagem;
apresenta um período de secagem à velocidade constante e outro à velocidade decrescente, e o
modelo exponencial proposto se ajusta bem aos dados experimentais, apresentando um alto
coeficiente de determinação (0,99).
Palavras-chave: secagem, casulo, bicho-da-seda, experimento, simulação
PHYSICAL PROPERTIES AND DRYING OF SILKWORM COCOONS IN
FIXED BED: A THEORETICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION
ABSTRACT
The Sericiculture (breeding of the silkworm) is an activity in development in all the world-,
generating job, agricultural financial support and commercial exchange. Shell, chrysalis and
booty constitute the cocoon produced by Bombix mori L. The shell is composed of fibroin and
sericin. The cocoon has high initial moisture content (68-70% w.b.) and a low life cycle of the
chrysalis (4-5 days after harvested). Then, it needs to be submitted to the drying process and be
stored at low moisture content and after it needs to be marketed to produce silk yarns, which are
used on the manufacturing of high cost products. The purpose of this work is to study the
silkworm cocoon, mainly the dimensions, density, porosity and drying kinetic in fixed bed
dryer. Drying experiments were carried out in air temperatures of 90, 83 and 70C, airflow rates
2.318, 1.325 and 0.552 m3/(s m2), and layer thickness 2.0, 4.0 and 5.5 cm. Non-linear regression
trough utilizing the exponential model was done and the humidity content behavior of the
product was studied as been a time function. It was ended that: the average porosity is 0.147;
density is 158.64 kg/m3; mass of one cocoon is 1.52g; the humidity content depends on the air
temperature; it is almost not affected by air flow rate, and it is affected slightly by the cocoon
layer thickness. The exponential model agrees well to the experimental data with a high
correlation coefficient (>0.99).
Keywords: drying, cocoon, silkworm, experimental, simulation
__________________________________________
Protocolo 570 de 30 /09 / 2004
1
Doutorando em Engenharia de Processos, CCT, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande-PB, Brasil.
2
3
Pesquisador Sênior Doutor, SICTCT, Governo do Estado da Paraíba
Professor Doutor do Departamento de Engenharia Mecânica, CCT, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), CEP 58109-970,
Cx. Postal 10069, Campina Grande-PB, Brasil. Fone (083) 310-1317, e-mail: [email protected]
102
Propriedades físicas e secagem de casulos do bicho-da-seda em leito fixo.........
INTRODUÇÃO
Holanda et al.
Características físicas, químicas e tecnológicas
do casulo e fio de seda
Espécies e ciclo vital do bicho-da-seda
A sericicultura (criação do bicho-daseda) é uma atividade multimilenar. Pouco a
pouco, a sericicultura, vinda do Oriente, e, com
o avanço das pesquisas científicas e da extensão
tecnológica, está se firmando em todo o mundo,
tornando-se uma atividade, relativamente,
econômica com a produção mundial de casulos
verdes, bastante significativa. No Brasil, a
produção deste produto está concentrada nos
estados de São Paulo e Paraná.
No mundo, são conhecidas oito espécies
de bicho-da-seda, criados com a finalidade de
produzir fios de seda. Atualmente, são
produzidas quatro espécies de sedas naturais de
origem animal: a seda produzida pelo Bombix
mori L., animal que se alimenta da folha da
amoreira, que é a mais importante e contribui
com 95% do total da produção mundial; e as
produzidas pelas Mouga, Eri e Tasar,
responsáveis pelos 5% restantes. A Mouga, a
Eri e a Tasar são considerados bichos-da-seda
selvagens e alimentam-se de diversas outras
espécies de plantas, tais como carvalho,
mamoneira, etc.
O Bombix mori L., durante sua vida,
passa por quatro estágios: ovo, larva, pupa
(crisálida) e imago (mariposa). A larva, nascida
de um ovo, com menos de 0,5 mg de peso,
alimentando-se com folhas de amoreira, dentro
de mais ou menos quatro semanas, cresce mais
de 10 mil vezes em relação ao seu peso inicial
(Fonseca & Fonseca, 1988). Durante esse
período, o bicho-da-seda normal exuvia (troca
de pele) quatro vezes; e ao final começa a fiar a
seda, pelo orifício de sua fiandeira, a uma razão
de 10 a 15 cm/min (Olney, 1947), e tece o
casulo (invólucro de seda, em que se abriga a
larva, para, no seu interior, se proteger dos
agentes externos). O comprimento dos fios de
seda nos casulos varia normalmente de 800 a
1500 metros, com espessura de 0,002 mm
(Hanada & Watanabe, 1986). A larva, dentro do
casulo, através da metamorfose, transforma-se
em pupa (ninfa ou crisálida) e esta, em
mariposa, que, com auxílio de um suco alcalino
secretado do estômago, umedece a casca do
casulo, amolecendo-a e facilitando, assim, o
rompimento para sua saída (Figuras 1).
O casulo verde produzido pelo Bombix
mori L. é composto de três partes: a casca, a
pupa (crisálida) e a exúvia (despojos). A massa
do casulo varia de 1,5 à 2,5 g (Fonseca e
Fonseca, 1988). Conforme a raça do bicho-daseda (Chinesa, Japonesa ou Indiana) podem ser
diferentes, a cor e o tipo ou conformação do
casulo. A cor dos casulos pode apresentar
diversas tonalidades das seguintes cores:
branco, rosado, amarelo (cor de ouro) ou
esverdeada.
Figura 1 - Casulo do bicho da seda, incluindo
a casca, a crisálida e o espólio.
Em relação à forma geométrica, pode ser,
esférica, oval ou elipsoidal, cintada, e
ocasionalmente, pode ser também pontiaguda
ou fusiforme (Figura 2).
A casca do casulo é composta de 17 ~
24% em massa, enquanto que a crisálida de 76
~ 83%, sendo que nos casulos verdes, o teor de
umidade inicial na casca é de cerca de 11 a 14%
(b.u.) e para a crisálida este teor varia entre 74 à
78% (b.u.) (Shiruo, 1986). Desta forma, a
secagem de casulos, em que pese o alto preço
de mercado da seda natural, bem como sua
elevada aceitabilidade dos mercados nacional e
internacional, passa a ter relevante importância
na medida em que, para fins de
comercialização, este produto precisa ser
armazenado, em local bem seco, (baixa
umidade), de forma que possa evitar, tanto a sua
deterioração, como também a produção de
fungos e da ação de outros microorganismos,
que contribuem, significativamente, para sua
decomposição com conseqüente perda.
Posteriormente, este produto é utilizado como
matéria-prima de fábricas de fiar seda, para
produção contínua de certos produtos de alto
valor comercial.
Figura 2 – Formas de casulos do bicho-da-seda
O comportamento dos casulos verdes,
durante o processo de secagem tem sido
estudado (Lima, 1995; Tsukada, 1978;
Takahashi, 1987; Marsh, 1948; Bansal e Garg,
1987; Haper, 1921; Olney, 1947; Molnar et al.,
1962; Lima e Mata, 1995; Lima e Mata, 1996;
Lima e Mata, 1997; Lima et al., 1997; Shiruo,
1986; Shi-ruo et al., 1992; Thangavel et al.,
1996). De acordo com Shiruo (1986), o casulo
verde, produzido pelo bicho-da-seda, Bombix
mori L., tem um comportamento especial na
secagem, apresentando dois períodos, o
período de secagem com velocidade constante
e o de velocidade decrescente, sendo este
último menos percebido.
A quantidade de água removida,
dependendo da temperatura de secagem, pode
alcançar os 65% em peso, para uma temperatura
de 80C (Bansal e Garg, 1987), o que acarreta
uma modificação relativa embora pequena, no
volume dos casulos, mas muito acentuada, na
crisálida. Então, durante a secagem, o volume
do leito de casulos permanece, praticamente,
constante e quase nenhum encolhimento é
verificado.
Para Tsukada (1978), a seda bruta,
quando submetida a temperatura acima de 80C
e por tempo prolongado, perde em peso, pela
volatilização endotérmica da sericina, e,
também, sofre variação na sua cor. As variações
são de branco para amarelo luminoso, amarelo
profundo, marrom luminoso e preto ( 190 C).
De acordo com Takahashi (1987), a operação
de secagem deve ser feita no ponto ideal, isto é,
na temperatura certa para matar a crisálida,
deixar os casulos em condições ideais de
armazenamento e possibilitar a transformação
física da sericina, com conseqüente retirada do
fio de primeira qualidade.
Segundo Harper (1921) e Olney (1947),
os casulos podem ser postos para secar em
Holanda et al.
103
temperatura na faixa de 70 a 80C, com vapor
ou ar quente. Quando são secados com vapor,
os casulos se mantêm úmidos por um certo
período de tempo (10 a 15 min), e a seguir são
postos em locais apropriados até que fiquem
secos.
De acordo com Marsh (1948), o
procedimento é aquecer o casulo por 10 min em
vapor ou em um forno à temperatura na faixa de
60 a 70 oC por 3 horas, tal resultado está em
concordância com os valores apresentados por
Silva citado por Lima et al. (1998), que reporta
um período de 3 horas, para secagem à 75 C.
Bansal e Garg (1987), reportam que o
teor de umidade inicial dos casulos variam de
68 a 70% (b.u.), e o teor de umidade final varia
de 10 a 12% (b.u.), quando são submetidos a
secagem à 80  C. Verifica-se então uma
redução de 58% da umidade do produto ao final
do processo de secagem.
Molnár et al. (1962) citam experimentos
controlados com métodos radioativos, os quais
indicam que, em comparação com o tratamento
de aquecimento usual de 90 ~ 96C, a utilização
de ondas eletromagnéticas do tipo radiação 
(Gama) como fonte de energia para o
aquecimento dos casulos, resulta numa alta taxa
de mortalidade das crisálidas do bicho-da-seda
Bombix mori L.
Shi-Ruo et al. (1992), realizando estudos
preliminares de secagem de casulos, em leito
fixo, em dois estágios e em estágio simples,
com vapor superaquecido, concluíram que a
taxa de secagem deste produto é mais rápida se
comparada com a obtida com ar quente, nas
mesmas condições termodinâmicas. Segundo os
autores, esta nova técnica oferece uma
alternativa viável para secagem do produto, mas
com a ressalva de que ela precisa ainda ser
estudada com maior ênfase.
Thangavel et al. (1996), estudando o
processo de secagem e sufocamento de casulos
para longa armazenagem, concluíram que: a)
usando ar quente a 80 e 90oC, a crisálida poderá
ser sufocados por 12 e 10 minutos,
respectivamente, que o teor de umidade de
equilíbrio do casulo será atingido dentro de
duas horas e que os casulos poderão ser
armazenados por duas semanas, sem problema;
b) usando vapor a 90 oC, os casulos (crisálida)
deverão ser sufocados por um período de 20
min.
Do exposto, a secagem de casulos, tem
por objetivos: a) interromper o processo da
metamorfose da crisálida, matando-a. Isto evita
a sua saída dos casulos, como mariposa, o que
104
provoca a perda do casulo pelo rompimento do
fio, não sendo possível, para este o
processamento visando à produção de linha,
servindo apenas para a produção de materiais
semelhantes ao algodão; b) eliminar a umidade
excessiva deles.
A partir da literatura consultada,
verificou-se a não existência de resultados das
propriedades físicas de casulos do bicho-daseda
(densidade,
difusividade
térmica,
condutividade térmica, calor específico, entre
outras).
Neste sentido, as propostas deste
trabalho, são: a) determinar as dimensões,
densidades real e aparente, e porosidade destes
produtos; b) apresentar um modelo de secagem
em camada fina para descrever a perda de água
do produto, durante o processo, e c) estudar a
cinética de secagem de casulos do bicho-daseda em leito fixo;
MATERIAIS E MÉTODOS
Os experimentos de secagem em leito
fixo e as determinações da porosidade foram
realizados no Laboratório de Processos
Químicos, do Departamento de Engenharia
Química, da Universidade Federal de Campina
Grande - Campus I, Campina Grande – PB.
Para a realização dos experimentos foram
utilizadas amostras de casulos do bicho-daseda, em fase inicial da metamorfose da
crisálida, provenientes da Cooperativa dos
Cafeicultores e Agropecuaristas do Maringá,
localizada no município de Maringá-PR.
Determinação das dimensões do casulo
Para determinação das dimensões do
casulo, foi utilizado o método de amostragem
das divisões sucessivas (Foust et al., 1982).
Esta técnica consiste em selecionar uma
amostra, aleatoriamente, em um grupo de
casulos, misturá-la, e dividi-la em quatro partes,
aproximadamente,
iguais.
Em
seguida,
seleciona-se uma dessas sub-amostras e repetese o processo. Da sub-amostra selecionada na
segunda etapa, retirou-se, aleatoriamente, uma
amostra de 25 casulos que foi usada para obterse as dimensões do casulo. Este processo foi
realizado em triplicata, que, ao final,
Holanda et al.
totalizaram três amostras de 25 casulos cada
uma.
Com o uso de um paquímetro foram
determinadas, então, as dimensões de cada um
dos casulos em três direções, para cada uma das
amostras. Em seguida, calculou-se a media
amostral e o desvio padrão amostral como
segue (Borges et al., 1993):
n
 xi
x  i 1
n
(1a)
n
2
  xi  x 
s  i 1
n  1
(1b)
onde x representa a dimensão do casulo e n é o
número de elementos em cada amostra. De
posse destes dados, calculou-se a média
aritmética das médias amostrais e do desvio
padrão das médias amostrais.
Determinação da Porosidade
A porosidade é definida pela razão do
volume de espaços vazios ao volume do leito.
Conforme a definição, a porosidade se relaciona
com a densidade do material por (Gustafson e
Hall, citados por Mariz, 1986):
 a p 

  p 
 1  
(2)
onde  é a porosidade (decimal); ap é densidade
aparente (kg/m3) e p é densidade real do
produto (kg/m3).
A densidade aparente é definida como a
massa de sólido dividida pelo volume do leito, e
a densidade real definida pela massa do sólido
dividida pelo volume do sólido.
Para a determinação da porosidade da
massa granular, utilizou-se um picnômetro de
comparação a ar, mostrado, esquematicamente,
na Figura 3. O princípio do método baseia-se na
suposição de assumir o ar como gás perfeito e
condições isotérmicas, durante o experimento.
Holanda et al.
105
Figura 3 – Esquema de um picnômeto de comparação a ar
Inicialmente, todo o sistema se encontra à
pressão atmosférica. Com o cilindro 2 repleto
do produto até o nível máximo, fecha-se a
válvula de conexão e injeta-se ar no cilindro 1,
por meio de um compressor de ar. Nesse
instante, a pressão do ar no cilindro 1, será:
Pa1Va1  ma RaTabs
(3)
onde Pa2 é a pressão no cilindro 2 (Pa); Va2 é o
volume de ar no cilindro 2 (m3); ma1 é a massa
de ar no cilindro 1 (kg) e ma2 é a massa de ar no
cilindro 2 (kg). Todas as pressões são obtidas a
partir de um manômetro diferencial, que
contém mercúrio como fluido.
Pela conservação da massa, tem-se:
ma  ma1  ma 2
onde Pa1 é a pressão no cilindro 1 (Pa); Va1 é o
volume de ar no cilindro 1 (m3); ma é a massa
de ar nos cilindros (kg); Ra é a constante
particular do gás (J/kgK); Tabs é a temperatura
absoluta (K).
Quando abre-se a válvula de admissão de
ar do cilindro 1 para o cilindro 2, tem-se no
cilindro 1:
Pa1 Va1 Pa 2V a1 Pa 2 V a 2


Ra Tabs Ra Tabs Ra Tabs
Pa 2Va1  ma1RaTabs

(4a)
e no cilindro 2 :
Pa 2Va 2  ma 2 RaTabs
(4b)
(5)
Então:
(6)
Simplificando a equação (6) obtém-se:
Va 2 Pa1  Pa 2

Va1
Pa 2
(7)
A densidade aparente foi obtida
dividindo a massa de casulo contida no cilindro
2 pelo volume do cilindro. Conhecidas a
porosidade e a densidade aparente, a densidade
do sólido se obtém a partir da equação (1).
106
Secagem em Leito Fixo
A determinação experimental do teor de
umidade do produto em função do tempo de
secagem foi realizada no equipamento
esquemático da Figura 4, conforme o
procedimento:
a) Escolhe-se a vazão de ar de trabalho
mediante a válvula reguladora (a qual é
lida, a partir de um rotâmetro, colocado
na tubulação) e a temperatura de
operação, mediante o uso de um
controlador de temperatura;
b) São acionados o compressor e o sistema
de aquecimento de ar;
c) Uma vez atingidas as condições de
regime permanente no ar que entra na
câmara de secagem, coloca-se nela uma
massa de quantidade conhecida, da
amostra, contida em suportes que variam
de acordo com a altura do leito;
d) A amostra (junto com o suporte) é
retirada da câmara de secagem, em
intervalos regulares de cinco minutos,
durante todo o experimento, registrandose a sua massa, as temperaturas de bulbo
seco de entrada e saída do ar no leito,
bem como as temperaturas e umidade
Holanda et al.
relativa do ar ambiente nas vizinhanças
do secador.
As pesagens foram realizadas em uma
balança Mettler PC 440, com precisão de leitura
de 0,001g. Para retirar o suporte com a amostra,
pesá-lo e recolocá-lo na câmara de secagem,
transcorria, em média, 10 seg.
As temperaturas de bulbo seco de entrada
e saída de ar, no leito, foram medidas com
termopares e lidas em um voltímetro, enquanto
que as temperaturas e umidade relativa do ar
ambiente, foram medidas e lidas num medidor
LUTRON HT-3003. A pressão atmosférica foi
obtida, utilizando um barômetro que usa o
Mercúrio como fluido de trabalho.
Uma vez que as temperaturas de bulbo
seco do ar nas entrada e saída da câmara de
secagem foram obtidas em unidades de tensão
elétrica, utilizou-se um fator de conversão de
0,0527mV/°C, referente ao termopar de Ferroconstantan usado.
A umidade relativa do ar de secagem, foi
obtida, indiretamente, a partir do conhecimento
das pressões de vapor saturado, parcial do vapor
e atmosférica ( Rossi, 1987).
A pressão do vapor de saturação foi
determinada através da seguinte equação:
2
3
4
d d T
1
2 abs  d 3Tabs  d 4 Tabs  d 5Tabs

Pvs 22105649 ,25 Exp

d 6 Tabs  d7 Tabs 2





(8)
Figura 4 - Esquema do secador utilizado na secagem em leito fixo
onde
d1 = -27405,526;
d2 = 97,5413;
d3=-0,146244;
d4 = 0,12558x10 -3;
d5 = -0,48502x10–7;
d6 = 4,34903;
d7 = 0,39381x10 –2;
Tabs é a temperatura de bulbo seco do ar (K) e
Pvs é a pressão do vapor saturado (N/m2).
A pressão do vapor d’água no ar
ambiente, foi determinada, a partir do
conhecimento da pressão do vapor saturado e
da umidade relativa do ar, através da equação:
P
UR v
Pvs
(9)
Sendo conhecida a Pv , obteve-se a
umidade absoluta do ar nas condições ambiente
pela relação:
Holanda et al.


Pv

x 0 ,622
 Patm  Pv 
107
(10)
onde Patm é a pressão ambiente (Pa)
Durante o processo de aquecimento, a
umidade absoluta do ar não se modifica,
enquanto que suas temperatura e entalpia
sofrem modificações com acréscimos. Assim
sendo, com a temperatura de bulbo seco do ar
após ser aquecido, determinou-se a nova Pvs
pela equação (8), e com o uso da equação (9),
obteve-se a umidade relativa do ar, na entrada
da câmara de secagem.
A Tabela 1 apresenta as várias condições
experimentais nas quais o produto foi posto
para secar. Nesta tabela, Q é a vazão específica
de ar, E é a espessura do leito, T é a
temperatura do ar, UR é a umidade relativa do
ar e m0 é a massa inicial da amostra de casulo.
Tabela 1 - Condições de operação dos experimentos
Teste
Q
(m /s m2)
2,318
2,318
2,318
2,318
2,318
1,325
0,552
E
(m)
0,055
0,040
0,020
0,020
0,020
0,020
0,020
3
01
02
03
04
05
06
07
MODELAGEM MATEMÁTICA
A equação geral do teor de umidade do
produto em função do tempo proposta por
Newman, citado por Verma e Noomhorm
(1986), pode ser expressa por:
a D t  A e a 2 D t   A e a3 D t  .... (11)
M A e 1
1
2
T
(C)
90
90
90
70
83
83
83
UR
(%)
3,67
3,89
4,29
6,50
4,08
4,01
4,89
 U  Ue 
a D t 
 A1e 1
M 
 U0  U e 
m0
(kg)
0,15506
0,09775
0,05235
0,05321
0,05723
0,05533
0,05713
(12)
onde U0, Ue são os teores de umidade inicial e de
equilíbrio do produto, respectivamente.
3
onde D é a difusividade de massa; Ai; ai são
constantes características do produto (i = 1, 2,
3, ...) e M é a razão de umidade.
Segundo os autores, a série converge
rapidamente, portanto, pode ser representada
apenas pelo primeiro termo. Assumindo que a
resistência ao fluxo de umidade está
concentrada na superfície do material, o autor
reporta a seguinte equação:
Supondo que, para o casulo, o teor de
umidade inicial e em qualquer outro instante, são
muito elevados em comparação com o seu teor
de umidade de equilíbrio, em quase todo o
processo de secagem, pode-se admitir que: M 
U/U0 com boa exatidão. Assim a equação (12)
resume-se a:
a D t 
U
 A1 e 1
U0
(13)
108
ou ainda:
U
U0
Holanda et al.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
 Aek t 
(14)
onde U é o teor de umidade (b. s.); A=A1 é o
parâmetro da equação; k = a1D é o parâmetro
da equação (min-1) e t é o tempo de secagem
(min).
Supõe-se ainda que o teor de umidade
inicial do produto tenha uma distribuição
uniforme no início do processo de secagem,
que o parâmetro k seja independente do teor de
umidade, e condição do ar de secagem e que
nenhum encolhimento ocorreu durante o
processo.
Dimensões do casulo do bicho-da-seda
O casulo, de acordo com as Figuras 1 e 2,
tem uma forma elipsoidal. Diante disso, a Tabela
2 apresenta as médias e os desvios-padrão que
foram obtidos durante os experimentos, para
cada uma das amostras de casulo do bicho-daseda seco e nas condições ambientais. Nesta
tabela, a ; b e c são as dimensões dos eixos
maior, médio e menor do elipsóide. Vale
salientar que os casulos verdes e secos possuem,
praticamente, as mesmas dimensões, haja vista
que toda a água está concentrada na crisálida e
que se encontra no interior deles.
Tabela 2 - Dimensões do casulo em cada uma das direções coordenadas
Ensaio
a (cm)
b (cm)
c (cm)
s a (cm2)
sb (cm2)
s c (cm2)
01
02
03
Média
2,91
2,89
2,90
2,90
1,67
1,64
1,66
1,66
1,62
1,58
1,60
1,60
0,19
0,19
0,17
0,18
0,12
0,10
0,10
0,11
0,11
0,10
0,09
0,10
Porosidade e densidade dos casulos
Para a determinação da porosidade e
densidade dos casulos do bicho-da-seda, foram
feitos 7 experimentos, com teor de umidade de
68% (b.u.). Uma porosidade média de 0,147,
densidade do produto igual a 158,64kg/m3 e a
densidade aparente de 135,32kg/m3 foram
obtidas. A densidade aparente foi obtida,
dividindo-se a massa média de casulos, contida
no cilindro 2 (0,25575 kg), pelo volume dele
(1,890 litros). Além disso, obteve-se uma massa
média dos casulos de 1,52g, resultado este em
concordância com o apresentado por Fonseca e
Fonseca (1988). Verificou-se que a massa da
casca do casulo é de 0,22g e a quantidade de
água presente nela é de 0,07g. Com isto,
obteve-se uma massa de 0,26g para a crisálida
seca e uma massa de água contida nela, quando
úmida, de 0,97g representando 93% da água
contida no casulo verde. A Tabela 3 apresenta
os dados experimentais obtidos durante os
experimentos para determinar a porosidade.
Tabela 3 - Porosidade do casulo, nas condições iniciais de secagem, com teor de umidade em base
úmida de 68% e temperatura ambiente de 27C
Ensaio
01
02
03
04
05
06
07
Média
Massa da
amostra (g)
262,74
253,73
255,23
251,36
262,71
251,21
253,30
255,75
Pa1
(kPa)
137,9
131,9
131,9
130,8
129,7
131,5
131,9
132,2
Pa2
(kPa)
118,7
115,7
115,1
114,5
113,3
114,3
115,6
115,3
N. de
casulos
172
166
170
163
172
169
165
Média
Massa por
casulo (g)
1,53
1,53
1,50
1,54
1,53
1,48
1,53
1,52
Porosidade ()
0,163
0,141
0,146
0,143
0,145
0,151
0,142
0,147
Secagem em leito fixo
Nas Figuras 5-7, ilustram-se a cinética de
secagem de casulos nas várias condições
experimentais. Observa-se que o teor de
umidade dos casulos decresce com o tempo,
apresentando um período com velocidade
constante (taxa de secagem) e outro de
velocidade decrescente, comportamento este,
coincidente com as afirmativas de Shiruo
(1986). Verifica-se que houve, nas diferentes
condições operacionais, apesar de o teor de
umidade do produto ser elevado, existência de
curto período de velocidade de secagem
constante, em torno de 40min, decrescendo a
partir dai, para todo o restante do experimento.
Pode-se supor que este fato está associado a
quantidade de água presente na casca ( 30% da
sua massa), já que a crisálida contém a maior
quantidade de água dele, como também da
localização desta última (crisálida), no interior
do casulo. A existência destes dois períodos é
relacionado com os mecanismos de transporte
de calor e massa no leito e nas partículas
individualmente.
a) Influência da espessura do leito
Para efeito de análise da influência da
espessura da camada de casulos, no
comportamento da cinética de secagem, foram
selecionados três experimentos, fixando-se as
temperatura e vazão de ar, variando-se a
espessura da camada de casulo em 2,0, 4,0 e
Holanda et al.
109
5,5cm. Os resultados do teor de umidade
obtidos com os testes 1, 2 e 3, estão plotados na
Figura 5. Analisando os resultados, observa-se
que a camada de casulos, praticamente não
influencia a velocidade de secagem, haja vista
que as curvas estão quase que sobrepostas, para
um período de aproximadamente 1,3h de
secagem. Percebe-se também que, para tempos
longos (tempos superiores a 1,3 h) há uma
ligeira tendência de camadas mais espessas,
apresentarem uma velocidade de secagem
menos acentuada. Sendo assim, pode-se afirmar
que a velocidade de secagem diminui com o
aumento da altura do leito, para tempos longos.
Sendo assim, para camadas mais espessas, o
teor de umidade dos casulos apresente variações
ao longo da camada, sofrendo uma secagem
mais acentuada nas camadas mais próximas da
entrada de ar quente, pelo fato de nesta posição,
o ar possuir uma umidade absoluta mínima,
elevando-se, a partir daí, à medida que ele
atravessa a massa de casulos. Este aumento
provoca uma redução na taxa de evaporação da
água do produto, gerando um gradiente do teor
de umidade.
Durante todo o experimento, a curva de
secagem para uma espessura de 4,0cm
apresentou um teor de umidade menor do que a
curva de secagem com espessura de 2,0cm. Este
fenômeno pode ter ocorrido por influência da
umidade inicial da amostra, bem como, pelo
decréscimo da umidade relativa do ar, neste
experimento.
1.00
U/Uo (decimal)
0.80
0.60
0.40
T=90 oC; Q=2,318 m3/(s m2)
E=4,0 cm; UR= 3,89%
E=5,5 cm; UR=3,67%
E=2,0 cm; UR=4,29%
0.20
0.00
0.00
40.00
80.00
120.00
t (min)
Figura 5 - Efeito da espessura do leito durante a secagem de casulos do bicho-da-seda para a
temperatura de 90C e vazão de ar de 2,318 m3/(s m2).
110
b) Influência da temperatura do ar de secagem
O efeito da temperatura na cinética de
secagem de casulos do bicho-da-seda foi
observado, fixando-se a vazão de ar e espessura
do leito, variando-se a temperatura. Para isto,
utilizou-se as temperaturas de 90, 83 e 70C, na
vazão específica de ar de 2,318 m3/(s m2) e a
espessura do leito de 2,0cm.
A Figura 6 mostra os resultados do teor
de umidade em função do tempo de secagem
obtidos com os experimentos 3, 4 e 5. Pode-se
constatar que, a temperatura tem uma forte
influência
na
cinética
de
secagem,
principalmente, para tempos longos, onde a
diferença do teor de umidade, em todo tempo
de secagem é considerável. Desta forma, podese afirmar que a taxa de secagem aumenta com
a elevação da temperatura.
Verifica-se assim, que quanto maior a
temperatura maior a taxa de evaporação da
água, conseqüentemente, menor o tempo de
secagem para se atingir um certo teor de
umidade preestabelecido. Sendo assim, a
duração da secagem diminui, quando a
temperatura do ar quente aumenta, entretanto
Holanda et al.
não ocorre a mesma proporcionalidade na
inversão destes parâmetros.
Tomando-se por base a secagem
realizada a 70 °C, um aumento de 70 para 90°C,
ou seja, de 28,6%, a temperatura do ar de
secagem conduz a uma diminuição na duração
da secagem de aproximadamente 164,9% até se
atingir o teor de umidade de 12% (b. s.),
quando a vazão de ar é de 2,318 m3/(s m2) e a
espessura do leito de 2,0cm.
O tempo de final de secagem, para os
experimentos 3 e 4, foram obtidos, utilizandose os valores dos parâmetros da equação (14),
contidos na Tabela 4, fornecida adiante, e do
teor de umidade final desejado, o que
possibilitou a determinação da percentagem da
diminuição na duração da secagem.
No que diz respeito a qualidade,
verificou-se durante os experimentos com
vazão de 2,318 m3/(s m2) e temperatura de 90
C, que a casca do casulo foi afetada,
caracterizado pela cor amarelada na superfície
da mesma, provocada pela volatilização
excessiva da sericina. Este resultado concorda
com as conclusões apresentadas por Tsukada
(1978).
1.00
U/Uo (decimal)
0.80
0.60
0.40
Q=2,318 m3/(s m2); E=2,0 cm
T=90 oC; UR= 4,29%
T=83 oC; UR=4,08%
T=70 oC; UR=6,50%
0.20
0.00
0.00
40.00
80.00
t (min)
120.00
160.00
Figura 6 - Efeito da temperatura do ar durante a secagem de casulos do bicho-da-seda para vazão de
ar de 2,318 m3/(s m2).e espessura do leito de 2,0cm.
c) Influência da vazão do ar de secagem
Com o objetivo de verificar a influência
da vazão de ar, durante o processo de secagem
de casulos, fixou-se as temperatura e altura do
leito, durante o processo, variando-se a vazão
do ar, observando assim o efeito desta variável
no experimento. A altura escolhida, para a
espessura do leito, foi a de 2,0cm.
A Figura 7 ilustra os resultados do teor
de umidade obtidos com os experimentos 5, 6 e
7. Pode-se observar uma elevada taxa de
secagem, em quaisquer das três vazões
utilizadas, com uma significativa taxa de
evaporação da água do produto.
No início da secagem, há sempre um
trecho irregular. Durante este período, a
distribuição de temperatura e umidade da
amostra, deve-se adaptar as condições de
secagem, produzindo desta forma pequenas
distorções nos resultados obtidos. É o período
em regime não permanente, durante o qual a
temperatura do produto atinge o seu valor de
regime permanente.
Para o tempo superior a trinta minutos, os
pontos representativos para o teor de umidade,
praticamente, se sobrepõem, caracterizando que
a cinética de secagem independe da vazão do ar
de secagem. Quando a taxa de evaporação da
água é sensível a vazão do ar de secagem,
indica que a resistência externa ao transporte de
massa é predominante, e, portanto existe um
período à taxa constante. Isto se dá, em virtude
de as condições do ar de secagem
permanecerem constantes neste intervalo de
tempo. Como nos casos estudados, a
transferência de massa independe das condições
Holanda et al.
111
externas, pode-se afirmar que a resistência
externa é praticamente desprezível, portanto o
controle da difusão mássica é difusional
interno, indicando a existência de um período à
taxa decrescente.
Constata-se que a duração da secagem não é
inversamente proporcional ao fluxo de ar.
Quando o fluxo de ar foi multiplicado por 4, o
tempo de secagem praticamente não mudou.
Sendo diretamente proporcional ao fluxo de ar,
o gasto de energia resulta em que a secagem é
de melhor rendimento em regime de velocidade
reduzida. Isto é, se gasta menor energia para
obter o mesmo resultado que se conseguiria
com uma alta vazão de ar de secagem.
Vale salientar que, a vazão que melhor
apresentou resultados, quanto à qualidade do fio
de seda, não influenciando as propriedades
físico-químicas da casca, foi a de 0,552 m3/(s
m2), na temperatura de 83C.
De forma geral, durante o fenômeno de
secagem dos casulos, as suas propriedades
tecnológicas,
podem
ser
alteradas,
significativamente, isto deve ser, tanto quanto
possível, evitado. Geralmente, no processo de
secagem destes produtos, faz-se necessário
proteger a sericina de excessiva modificação
para possibilitar a obtenção de boas
características tecnológicas, alta percentagem
de elasticidade (recuperação elástica) e alta
percentagem de seda bruta dos casulos.
Levando-se em consideração as diferentes
combinações de temperatura e umidade do
fluido de trabalho, conduz-se a casulos de
qualidades diferentes.
1.00
U/Uo (decimal)
0.80
0.60
0.40
T=83 oC; E=2,0 cm
Q=2,318 m3/(s m2); UR= 4.08%
Q=1,325 m3/(s m2); UR=4,01%
Q=0,552 m3/(s m2); UR=4,89%
0.20
0.00
0.00
40.00
80.00
t (min)
120.00
160.00
Figura 7 - Efeito da vazão de ar durante a secagem de casulos do bicho-da-seda para a temperatura de
83C e espessura do leito de 2,0cm.
112
d) Análise estatística de parâmetros
De acordo com a forma da curva obtida,
experimentalmente, e com o objetivo de propor
equações
empíricas,
para
descrever,
teoricamente, a cinética de secagem de casulos
do bicho-da-seda, a partir dos resultados
experimentais, fez-se regressão não linear dos
parâmetros da equação (14). Na Tabela 4,
encontram-se os valores dos parâmetros obtidos
mediante ajuste dos dados preditos à curva
experimental correspondente. Verifica-se, a
partir da análise desta tabela, que os ajustes são
satisfatórios, uma vez que se obteve um
coeficiente de determinação mínimo de 0,99,
Holanda et al.
caracterizando que os pontos preditos,
praticamente, coincidem, com os das curvas
preditas. Exceto para o início da secagem, a
equação proposta fornece valores do teor de
umidade, praticamente, igual aos obtidos
experimentalmente. Uma possível explicação
para o início da secagem é a existência do
período de preaquecimento do produto, até
atingir sua temperatura de regime permanente e
que a equação não considera.
Uma melhora em termos de predição das
curvas de secagem, poderia ter sido obtida se o
parâmetro k fosse considerado dependente do
teor de umidade.
Tabela 4 - Valores dos parâmetros após ajuste aos dados experimentais

Teste
A
01
1,00255
02
1,01074
03
1,01067
04
0,96305
05
0,99379
06
1,00409
07
1,00830
Coeficiente de determinação
CONCLUSÕES
A partir das informações obtidas nesta
pesquisa pode-se concluir que:
 O teor de umidade dos casulos,
durante o processo de secagem, decresce
com o aumento do tempo, segundo uma
função exponencial, e a curva de
secagem apresenta no início um pequeno
período a taxa constante, com todo o
restante, dando-se a uma velocidade
decrescente.
 A secagem de casulos do bichoda-seda, independe da vazão do ar em
toda a secagem e depende fracamente da
espessura da camada de casulos, para
pequenas espessuras e tempos curtos. A
velocidade de secagem diminui com o
aumento da altura do leito, para tempos
longos de secagem.
 A velocidade de secagem de
casulos aumenta sensivelmente com o
acréscimo de temperatura, caracteri-
k
0,00728042
0,00857250
0,00800481
0,00303746
0,00598556
0,00620714
0,00633304
R2*
0,992260
0,996928
0,997735
0,993865
0,997034
0,997260
0,997697
zando a forte dependência desta variável
com ela.
 A evolução do teor de umidade do
produto com o tempo é bem representado
por uma equação exponencial de um
termo, apresentando coeficiente de
determinação maior que 0,99 para todos
os experimentos realizados.
AGRADECIMENTOS
Os autores expressam seus agradecimentos
a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior) e ao CNPq (Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico) pelo suporte financeiro concedido
a esta pesquisa, e aos pesquisadores
referenciados cujas pesquisas ajudaram no
melhoramento deste trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Bansal, N. K.; Garg, H. P. Solar crop drying in:
Advances in drying. New York:
Hemisphere Publishing Corporation, v. 4,
1987, p. 293-294.
Borges, B. L. M. Simplificando a estatística.
Campina Grande: Gráfica União Ltda.,
1993. 208p.
Bicho-da-seda tecendo fios de dólares. Globo
Rural Especial: Como Criar. n.101, p.5363, 1994.
Fonseca, A. S.; Fonseca, T. C. Cultura da
amoreira e criação do bicho-da-seda:
sericicultura. 2.ed. São Paulo: Ed. Nobel,
1988. 246p.
Foust, A. S.; Wenzel, L. A.; Clump, C. W.;
Maus, L.; Andersen, L. B. Principios das
operações unitárias. 2.ed. Rio de Janeiro:
Ed. Guanabara Dois, 1982. p. 617-631.
Hanada, Y.; Watanabe, J. K. Manual de
criação do bicho-da-seda. Curitiba:
COCAMAR, 1986. 224p.
Harper, H. Introduction to textile chemistry.
London: Macmillan and Company Limited,
1921. p. 69-77.
Lima, A.G.B. Estudo da secagem e
dimensionamento de secador de casulos
do bicho-da-seda. Campina Grande:
UFPB/ Departamento de Engenharia
Mecânica, 1995 190p. (Dissertação de
Mestrado).
Lima, A. G. B., Nebra, S. A. & Altemani, C.
A. C. Simulation of the drying kinetics of
the silkworm cocoon considering diffusive
mechanism in elliptical coordinate. In:
Inter-American
Drying
Conference
(IADC), 1997, Itu. Proceedings..., v. B, p.
317-324.
Lima, A G B.; Mata, S. F. Study of the
silkworm cocoon drying kinetic, In:
International Drying Symposium (IDS’96),
1996, Krakow, Proceedings..., v. B, p.937942.
Lima, A G B.; Mata, Sandoval F., 1997,
Modelo empírico para estimação da
Holanda et al.
113
constante de secagem de casulos do bicho-daseda, em leito fixo In: XXVI Congresso
Brasileiro de Engenharia Agrícola, Campina
Grande, Anais..., CD-ROM.
Lima, A.G.B.; Nebra, S. A.; Mata, S. F. Equação
de secagem em camada fina para casulos do
bicho-da-seda (bombix mori L). In: XXVII
Congresso
Brasileiro
de
Engenharia
Agrícola, Poços de Caldas, Anais...., 1998, v.
4. p.1-3,
Lima, A.G.B.; Mata, S.F. Princípios gerais sobre
sericicultura: aspectos científicos do casulo e
fio-de-seda produzidos pelo bombix mori L.
Revista Engenharia, n.13, p.25-30, 1995.
Mariz, T. F. Secagem da casca de caroço de
algodão em leito fixo. Campina Grande:
UFPB/Departamento de Engenharia Química,
1986, 139p. (Dissertação de Mestrado).
Marsh, J. T. Textile science: an introductory
manual. London: Chapman & Hall Ltd.,
1948. p. 15-33.
Molnár, I.; Babos, L.; Gubicza, A.; Lukacsovics,
F. Investigation into the killing of cocoons by
radioactive methods. Magyar Textil Tech.,
v.14, n.5, p. 196-199, 1962.
Olney, L. A. Tecnologia química de fibras
textiles 9.ed. Florida: El Ateneo, 1947. 31p.
Rossi, S. J. Psicrometria.
FUNAPE, 1987. 60p.
João
Pessoa:
Shiruo, C. Studies on drying of silkworm
cocoons. Drying of solids Recent
International Developments. Montreal:
Arun S. Mujumdar. v.2, 1986. p. 240-244.
Shi-Ruo, C; Jin-Yong, C; Mujumdar, A. S. A
preliminary study of steam drying of
silkworm cocoons. Drying Technology,
v.10, n. 1, p. 251-260, 1992.
Takahashi, J. N. Agroindústria sericícola. In: VI
Encontro Nacional de Sericicultura. 1987,
Natal, Anais… p.57-60.
Thangavel,
K.;
Palaniswamy,
P.
T.;
Gothandapani, L. Studies on stifling and
drying of cocoons for longer storage. In:
International Drying Symposium (IDS’96),
114
1996, Krakow, Proceedings..., v. B, p.
1487-1490.
Tsukada, M. Thermal decomposition behavior
of sericin cocoon. Journal of Applied
Polymer Science. v. 22, n.2, p. 543-554,
1978.
Holanda et al.
Verma, Lalit R.; Noomhorm, A. Rice drying
simulation.
In:
International
Drying
Symposium (IDS’86), 1986, Montreal,
Proceedings..., v. 2, p. 461-469.
ISSN 1517-8595
115
OSMOTIC DEHYDRATION OF MAPARÁ CATFISH (Hypophthalmus edentatus)
FILLETS: EFFECT OF TERNARY SOLUTIONS
Suezilde da Conceição Amaral Ribeiro1, Satoshi Tobinaga2
ABSTRACT
A combination of dry salting and sun drying is one of the oldest and most important techniques
of fish conservation in Brazil. Dried salted fish prepared by this method can easily be found in
the Northern and Northeastern States. The main problem is the lack of process control, which
can provoke lead to products with low microbiological and/or nutritional control. Mapará fillets
were osmotically dehydrated according to a 24-1 fractional factorial design for each hypertonic
solution (salt-sucrose and salt-corn syrup). The effects of the salt (12 to 14%) and sugar (30 to
40%) concentrations, temperature (30 to 50C) and immersion time (6 to 12h) for both water
loss (WL) and solids gain (SG) were evaluated. Through the obtained results, it was verified
which type of solution resulted in greater water loss and smaller solids gain. In the design using
sucrose and salt, only the sugar concentration wasn’t significant for water loss and solids gain.
All the effects were significant. In the design using corn syrup and salt.
Keywords: osmotic dehydration, fish, ternary solutions
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA DE FILÉS DE MAPARÁ (Hypophthalmus edentatus):
EFEITO DE SOLUÇÕES TERNÁRIAS
RESUMO
A combinação de salga seca e secagem solar é uma das mais antigas e mais importantes técnicas
de conservação de peixe no Brasil; o peixe salgado e seco, preparado a partir deste método,
pode ser facilmente encontrado nos estados do Norte e Nordeste do país. O grande problema é a
falta de controle de processo que pode levar a produtos com baixo nível nutricional e
microbiológico. Filés de mapará foram osmoticamente desidratados de acordo com um
planejamento fatorial fracionário 24-1, para cada solução hipertônica (sal-sacarose e sal-xarope
de milho). Foram avaliados os efeitos da concentração de sal (12 to 14%) e açúcar (30 to 40%),
temperatura (30 to 50C) e tempo de imersão (6 to 12h) na perda de água (PA) e ganho de
sólidos (SG) e a partir da avaliação dos resultados de cada planejamento, verificar que tipo de
solução apresenta uma maior perda de água e um menor ganho de sólidos. No planejamento
utilizando sal-sacarose, somente a concentração de açúcar não foi significativa para a perda de
água e ganho de sólidos. No planejamento utilizando sal-xarope de milho todos os efeitos foram
significativos.
Palavras-chave: desidratação osmótica, peixe, soluções ternária
Protocolo 573 de 02 /10 / 2004
1
Laboratório de Medidas Físicas, DEA/FEA/UNICAMP, Caixa Postal: 6121 Campinas, SP ([email protected])
2
Laboratório de Medidas Físicas, DEA/FEA/UNICAMP, Caixa Postal: 6121 Campinas, SP ([email protected])
116
Osmotic dehydration of mapará catfish fillets: Effect of ternary solutions. Ribeiro e Satoshi.
The objective of this work was to
determine the effect of ternary solutions on the
osmotic dehydration of (Hypophthalmus
edentatus) fillets, according to a 24-1 fractional
factorial design for each hypertonic solution
(salt + sucrose and salt + corn syrup), and after
verify, which type of solution resulted in the
greatest water loss and solids gain from the
results of each design.
INTRODUCTION
A preliminary osmotic dehydration is
often used with the objective of improving the
quality of the dry food and it is not aimed a
massive water removal. This pre-treatment has
a protective effect on the structure of the dried
material. The amount and rate of moisture
removal during the osmotic process depend on
some processing variables and parameters such
as: type of solute and its concentration in the
osmotic solution, time of immersion,
temperature, etc.
In aqueous ternary solutions which
contain salt and sugar, the antagonistic highly
effects to solute gain for processed products
have been reported. Salt uptake is especially
limited by the presence of sugar. This barrier
effect of sugar on salt penetration was
demonstrated for fruit and vegetable products
(Bolin et al.,1983; Lenart & Flink, 1984) and
animal products (Favetto et al., 1981; Collignan
& Raoult-Wack, 1994; Bohuon et al., 1998).
This phenomenon is due to the formation of a
highly concentrated sugar coating on the food
product (Collignan et al., 2001).
Many researchers have
studied
differents aspects of the osmotic dehydration,
such as kind and concentration of the
employable solute, time and temperature of the
process, combination of the osmotic process
with other unitary operations, quality of the
final product, etc. (Raoult-Wack et al., 1992;
Medina, 1998; Araújo, 2000; El-Aouar, 2001).
Then, the removal rate of water strongly
depends on the parameters and variables in the
process. Generally, the mass transference is as
high as the solute concentration, contact time,
agitation and temperature. The water outcome
is more benefited through the use of high
temperatures than the solute insertion (Poting et
al., 1966; Lerici et al., 1985).
Fish
weighing
MATERIALS AND METHODS
It was used mapará catfish species
(Hypophthamus edentatus) from EDIFRIGO
localized in Santarém city in Pará state. The
native animals from rivers of Pará state were
transported to Campinas city previously rinsed
(with chlorinated water), eviscerated, packaged
and frozen at -18C to be transported to
Campinas city.
Osmotic Dehydration
Filets were cut, in the frozen state, in
flat slab geometry (0.5cm thick and 5cm
length). After cut the samples were thawed
under refrigeration at 10C for 10 hours,
according Beraquet and Mori (1984). Each
sample was individually weighted (7g) and
placed in beaker with dehydration solution with
the same process temperature. The ratio product
/ solution, equal to 1/5, were chosen in order to
avoid significant dilution of the solution during
the osmotic treatment. The whole beakersample was placed in a shaker (Tecnal, model
421), with agitation and temperature controls.
The slabs were taken out after predetermined
times, quickly rinsed and superficially blotted
in absorbing paper and weighed Moisture
content was determined in a vacuum oven at
70C for 24 hours.
1:5
sample/solution
drying
weighing
Shaker
wash
Figure 1 - Osmotic dehydration process
117
The water loss and solid gain, where calculated through the Equations (1) and (2), respectively
(Hawkes and Flink, 1978).
Water Loss
WL(%) 
MAO  ( M t  MS t )
 100
MA0  MS 0
Solid Gain
MS t  MS O
SG (%) 
 100
MAO  MS O
(1)
(2)
Notation:
MAo= initial water mass (g);
MSo = initial solid mass (g);
Mt = sample mass at time t (g);
MSt = solid mass at time t (g).
Experimental Design
The effect of different processing
conditions was determined. A 24-1 fractional
factorial design was used for each hypertonic
solution (salt-sucrose and salt-corn syrup) in
order to maximize water loss and minimize
solid gain. It was carried out a design with 11
points, where the influence of dehydration on
the temperature, salt and sugar concentrations,
and immersion time were studied. The obtained
responses were water loss (WL) and solid gain
(SG). Table 1 shows the levels of studied
variables.
The Statistica 5.0 (Statsoft, 1997)
package was used. In order to obtain the
magnitude the independent variables effects.
Table 1 - Levels of studied variables in experimental design
Factors
Temperature (C)
Salt concentration (%)
Sugar concentration (%)
Immersion time (h)
RESULTS AND DISCUSSION
Table 2 shows the values for water loss
and solids gain obtained experimentally in
osmotic dehydration of mapará fillet using
different ternary solutions of NaCl + sucrose
and NaCl + corn syrup, according to data from
-1
30
12
30
6
0
40
13
35
9
+1
50
14
40
12
the table of the 24-1 fractional factorial
experimental plan, with three central points.
The experimental data were obtained through
11 combinations between the following
independent variables: temperature, NaCl
concentration, sugar concentration, and
immersion time.
Table 2 - Results of weight loss, water loss and solids gain obtained experimentally through osmotic
dehydration of mapará fillet
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
T
(C)
-1
+1
-1
+1
-1
+1
-1
+1
0
0
0
Codified plan
NaCl Sugar
(%)
(%)
-1
-1
-1
-1
+1
-1
+1
-1
-1
+1
-1
+1
+1
+1
+1
+1
0
0
0
0
0
0
t
(h)
-1
+1
+1
-1
+1
-1
-1
+1
0
0
0
WL (%)
Sucrose
12,9917
35,6687
22,7791
31,7322
20,8249
26,4068
25,7329
39,6568
29,4467
31,8039
30,9992
Responses
SG (%)
WL
Sucrose (%)Syrup
15,2146
5,5414
9,9684
28,823
27,997
26,0258
10,3341
25,2804
26,9406
22,9870
6,4903
26,0286
21,4836
21,4718
12,7794
41,3967
11,7303
29,2194
12,1283
30,4286
12,7393
30,3291
SG (%)
Syrup
10,5569
7,988
19,7563
7,6572
21,6292
9,3848
19,2026
10,1615
17,4368
17,0638
17,1331
118
Water Loss
Tables 3 and 4 presents the magnitude
of the independent variables effects on water
loss, both with NaCl –sucrose solution and
NaCl-syrup corn solution. The results can be
more clearly visualized through the bars chart
(Figure 1).
Table 3 - Estimate effect, pure error, t coefficient and static significance, for each factor, using
NaCl+sucrose solution for water loss
Factors
Estimate effect
Temperature
NaCl (%)
Sucrose (%)
Time (h)
12,7840
6,0022
2,3624
5,5165
Pure
error
0,8473
0,8473
0,8473
0,8473
t(2)
Static significance (p)
15,0887
7,0843
2,7883
6,5109
0,0043
0,0193
0,1082
0,0228
Table 4 - Estimate effect, pure error, t coefficient, and static significance, for each factor, using de
NaCl + corn syrup solution, for water loss
Factors
Estimate effect
Temperature
NaCl (%)
Syrup (%)
Tempo (h)
11,3757
7,6987
6,5534
10,2276
Pure
error
0,4746
0,4746
0,4746
0,4746
The aim of the fractional factorial is to
verify the intensity of the effects and its
significance instead of the model validation, by
this reason there was no necessity of evaluate
the effects through residual error.
It’s necessary to observe the magnitude
and signals of the effects to interpretate tables 3
and 4. The influence on the on the studied
sample is as high as the effect value.
The signal shows the proportionality of
the variation of the effect related to the answer.
For example, a positive sign shows that
the existence relation between the independent
variable and the response is proportionally
straight, that is, the passage from an inferior
level to a superior one of the independent
variable results in an increased value of the
response. For a negative sign, the relation is
proportionally inverse.
The t value shows how great the
variable is about to its deviation. Then the
probability for the variable to be statistically
t(2)
Static significance (p)
23,9665
16,2197
13,8068
21,5477
0,0017
0,0038
0,0052
0,0021
significant is as high as the value of the
coefficient t.
The confidence interval is chosen at a
value of 95%. One can say that the variable is
considered statistically significant for values of
p inferior to 5% and for superior values of p the
variable
isn’t
considered
statistically
significant.
For the water loss answer, it can be said
that the factors which are significant at 95%
(whatever is for the NaCl + sucrose solution or
the NaCl + corn syrup) are: temperature, NaCl
concentration, and time.
It is observed that for a fractional
factorial using a NaCl + sucrose solution, the
sugar concentration at a p>0.05, which signs
that its effect is not significant. The same does
not happen when a NaCl + corn syrup solution
is used, where sugar concentration is significant
at 95% of trust (p0.05).
119
Sucrose
Corn Syrup
12
10
Effects
8
6
4
2
0
Temperature
Salt
Sugar
Time
Figure 2 - Estimation of the significant and not significant effects for the water loss during osmotic
dehydration of mapará fillets.
Through the chart at Figure 2, it is
verified that the temperature is the parameter
which has the biggest influence on water loss,
when it is used the NaCl + sucrose solution,
following the NaCl concentration and time.
When it is used NaCl + corn syrup solution, it is
the temperature which exerts more influence,
followed by the time, NaCl concentration, and
corn syrup concentration. All the significant
effects of both fractional factorials which were
studied have positive effect on the response,
that is, the water loss is increased with the
increase of any significant parameter. Another
important factor at Figure 1, is to verity that the
temperature effect on water loss is bigger in the
experiments made with NaCl + sucrose; and it
is observed that, for equal conditions of NaCl
concentration, sugar concentration, and
immersion time, the highest values for the
response were obtained for the dehydrated
fillets in ternary solution of NaCl + corn syrup,
that is, its values for water loss were higher
than those found at the NaCl + sucrose plan.
Solids gain
The magnitude of the independent
variables effects on solids gain, for NaCl +
sucrose solution and for NaCl + corn syrup
solution, is shown at tables 5 and 6. The Result
can be more clearly visualized through the bars
chart (Figure 2).
Table 5 - Estimated effect, pure error, coefficient t and statistic significance, for each factor, using
NaCl + sucrose for solids gain
Factors
Temperature
NaCl (%)
Sucrose (%)
Time (h)
Estimate effect
-13,0159
3,4951
1,0450
6,0407
Pure error
0,3594
0,3594
0,3594
0,3594
t(2)
-36,2181
9,7254
2,9077
16,8089
Statistic significance (p)
0,0007
0,0104
0,1007
0,0035
Table 6 - Estimate effect, pure error, coefficient t and statistic significance, for each factor, using
NaCl + corn syrup for solids gain
Factors
Temperature
NaCl (%)
Syrup (%)
Time (h)
Estimate effect
-8,9884
1,8047
3,6049
3,1834
Pure error
0,1403
0,1403
0,1403
0,1403
t(2)
-64,0713
12,8642
25,6968
22,6919
Statistic significance (p)
0,0002
0,0060
0,0015
0,0019
120
Through tables 5 and 6, it is observed that the
factors which are significant for the solids gain
and answer at 95% of trust (whatever is for
NaCl + sucrose solution or for NaCl + corn
syrup solution) are the temperature and NaCl
concentration. The parameters which have a
p>0.05, are not significant at 95% of trust, in
this case, the sucrose concentration for the plan
using this sugar does not have any effect on the
solids gain answer.
Sucrose
Corn syrup
5
0
Effects
Temperature
Salt
Sugar
Time
-5
-10
Figure 3 - Estimated of the significant and not significant effects for solids gain during the osmotic
dehydration of mapará fillets, using ternary solutions.
At Figure 3, where there is a bars chart of
the variables effects, it is observed that the plan
which uses NaCl + sucrose solution presents the
temperature as the parameter that has more
influence on the solids gain, following time and
NaCl concentration. Now when NaCl + corn
syrup solution is used the temperature is the one
whish has more influence, following corn syrup
concentration, time, and NaCl concentration.
The temperature for the two essays have
negative effect on the answer, that is, with the
increase of temperature there is a decrease in
the solids gain. All others parameters have
positive effect on the response when one pass
from a minimum value, to a maximum value,
the solids increase. For the same conditions of
temperature, NaCl concentration, sugar
concentration, and time; of both the plans, it
can be said that the biggest effects values are in
the plan that uses sucrose in the ternary
solution, even for temperature that has a
negative effect. The exception is in the sucrose
concentration which does not have the same
significant effect on the answer.
In agreement with Contreras and Smyrl
(1981), the kind of sugar used in the solution
affects the kinetics of the process. The use of
solutes that has high molecular weight favors
water loss and the decrease in the solids gain
(migration is limited by the high molecular
weight), promoting higher loss of weight in the
material. Sugar with low molecular weight
(glucose, frutose), favor incorporation of solids,
due to the high velocity of penetration of the
molecules.
In agreement with the results of water
loss and solids gain from the plan using NaCl +
sucrose, it was verified that the sucrose
concentration, could stay constant in its low
level (30%), which does not affect the
responses, searching to reduce the cost of the
process.
The concentration and composition of the
solution are variables which influence the water
loss and solids gain; Raoult - Wack et al.
(1991) studied the influence of concentration
and molecular weight of the solute in the water
loss and solids gain and they observed that in
low concentrations, the solute gain is higher
than the water loss, but this effect reaches a
maximum. Value for high concentrations, the
solids gain is much less than the water loss
(dehydration effect). The same authors verified
that the water loss increases and the solids gain
decreases with the increase of the molecular
weight of the solute.
Emam-Djomech et al. (2001) studied the
interaction of the solutes in the solution and the
effect of aqueous multicompound solutions,
with salt and sugar, in the osmotic dehydration
of an agar gel, and found that the coefficient of
apparent diffusion, when a ternary solution was
used, diminished when it’s compared with
binary solutions.
In agreement with Contreras e Smyrl
(1981), the use of corn syrup in the osmotic
process in an apple, following for a dry up,
when compared with the sucrose, its use is
advantageous. As the diffuseness coefficient of
water depends on the dissolved solids content
(the diffuseness decreases with the increase of
solids), the minor incorporation of solids in the
osmosis with corn syrup favors the fast exit of
water from the fruit.
CONCLUSIONS
The effect of temperature in the water
loss is bigger in the experiments with NaCl +
Sucrose; it is observed that, for the same
conditions of NaCl and sugar concentration,
and immersion time, for the higher values of the
response were obtained for the dehydrated
fillets in ternary solution of NaCl + corn syrup,
that is, its values of water loss were greater than
the ones found in the NaCl + sucrose.
For the same conditions of temperature,
NaCl concentration, sugar concentration, and
time, of both plans, it is verified that the higher
values for solids gain were in the plan which
use sucrose in the ternary solution.
In agreement with the water loss and
solids gain obtained when NaCl + sucrose
solution was used, it was verified that the
sucrose concentration was not significant at a
level of 95% of confidence
ACKNOWLEDGMENT
The authors gratefully
financial support to CNPq
acknowledge
the
121
Bohuon, P.; Collignan, A.; Rios, G. M.; RaoultWack, A. L. Soaking process in ternary
liquids: experimental study of mass transport
under natural and forced convection.
Journal of Food Engineering, v.37, p.451469, 1998.
Bolin, H. R.; Huxsoll, C. C.; Jackson, R.; Ng,
K. C. Effect of osmotic agents and
concentration on fruit quality. Journal of
Food Science, v.48, p. 202-205, 1983.
Collignan, A.; Raoult-Wack, A. L. Dewatering
and salting of cod by emmersion in
concentred sugar/salt solutions. Lebensmittel-Wissenschaft and Technologie,
v.27, p.259-264, 1994.
Collignan, A.; Bohuon, P.; Deumier, F.;
Poligné, I. Osmotic treatment of fish and
meat
products.
Journal
of
Food
Engineering, v.49, p. 153 – 162, 2001.
Contreras, J. E.; Smyrl, T. G. An evaluation of
concentration of apple rings using corn
syrup solids solutions. Can. Inst. Food
Science Technology, v.14, n.4, p. 310- 314,
1981.
El-Aouar, A. A. Avaliação do processo
combinado de desidratação osmótica e
secagem na qualidade de cubos de mamão
formosa (Carica papaya L.). Campinas,
UNICAMP/FEA 2001. 113p. (Mestrado em
Engenharia de Alimentos)
Eman-Djomech, Z.; Dejelveh, G.; Gros, J. B.
Osmotic dehydration of food in a
multicomponent solution. Part I. Lowering
of solute uptake in agar gels: Diffusion
considerations. Lebensm.-Wiss. u.-Technology, v.34, p.319-323, 2001.
BIBLIOGRAPHIC REFERENCES
Araujo, E. A. F. Estudo da cinética de
secagem de fatias de banana nanica
(Musa acuminiata var. Cavendish)
osmoticamente desidratadas. Campinas:
UNICAMP/FEA, 2000. 87p. (Mestrado em
Engenharia de Alimentos).
Beraquet, N. J.; Mori, E. E. H. Influência de
diferentes métodos de defumação na
aceitabilidade da cavalinha (Scomber
japonicus Houtt). Coletânea do Instituto de
Tecnologia de Alimentos. Campinas, v.14,
p. 1-24, 1984.
Favetto, G.; Chirife, J.; Bartholomai, G. B. A
study of water activity lowering in meat
during immersion-cooking in sodium
chloride-glycerol solution. II. Kinetics of aw
lowering and effect of some process
variables. Journal of Food Technology,
v.16, p.621-628, 1981.
Hawkes,J; Flink, J. M. Osmotic concentration
of fruit slices prior to freeze dehydration.
Journal of Food Process Engineering, v.2,
n.4, p. 265–284. 1978.
122
Lerici, C. R.; Pinnavaia, G.; Dalla Rosa, M.;
Bartolucci, L. Osmotic dehydration of fruit:
influence of osmotic agents on drying
behavior and produtc quality. Journal of
Food Science, v.50, p.1217-1226, 1985.
Medina, M. L. V. Estudo da difusão de
cloreto de sódio no filé de tilápia
(Oreochromis (O.) niloticus) utilizando
volumes limitados de salmoura. Campinas,
UNICAMP/FEA. 1998. 103p. (Mestrado em
Ponting, J. D.; Watters, G. G.; Forrey, R. R.;
Jackson, R.; Stanley, W. L. Osmotic
dehydration of fruits. Food Technology,
v.20, p.1365-1368, 1966.
Statsoft Statistica for windows. Tulsa, USA.
1997.
ISSN 1517-8595
123
SECAGEM E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CABEÇA DE CAMARÃO
(Litopenaeus vannamei Boone ) A DIFERENTES TEMPERATURAS
Alessandra Almeida Castro1, German Dario Pagani2
RESUMO
A criação de camarão em viveiros é uma atividade que está crescendo no Brasil, principalmente
no Nordeste Brasileiro, o qual detém 95% da produção nacional de camarão. Nas fazendas de
camarão, as cabeças não são aproveitadas, tornando-se verdadeiros lixos orgânicos. Este
trabalho tem como objetivo estudar a cinética de secagem das cabeças de camarão e determinar
sua composiçao química. A pesquisa consistiu na utilização de amostras provenientes da
Fazenda Aquamaris S.A, situada na cidade de João Pessoa-PB. As amostras com teores de
umidade inicial de 77.5% base úmida (b.u.), foram secas as temperaturas de 50, 60 e 70°C em
estufa com circulaçao de ar, obtendo-se teores de umidades finais de 9, 6 e 5% (b.u),
respectivamente. Após a secagem, as cabeças de camarão foram trituradas em moinho elétrico,
com a finalidade de se obter um produto uniforme para determinação de sua composição
quimica. Foram determinados os teores de proteína, gordura e cinza, seguindo-se as Normas
Analíticas do Institulo Aldolfo Lutz (1985) tendo sido realizadas em triplicatas Os dados
experimentais, das curvas de secagem, foram ajustados às equações propostas por Page,
Thompson e Cavalcanti Mata. Verificou-se, neste experimento, uma varição do teor de proteína,
gordura e de cinzas em função da temperatura de secagem e a equação que melhor representou
os dados experimentais foi a equação proposta por Cavalcanti Mata e por Page, com um
coeficiente de determinação (R2) variando entre 0,994 e 0,998.
Palavras-chaves: cabeças de camarão, secagem, cinetica
DRYING AND CHEMICAL COMPOSITION OF THE SHRIMP HEAD
(Litopenaeus vannamei Boone) AT DIFFERENT TEMPERATURES
ABSTRACT
The shrimp creation in nurseries is an activity that is growing in Brazil, mainly in the northeast,
which has 95% of the national production of shrimp. In the shrimp farms, the heads are not used
to advantage and they become true organic garbages. This work has as objective to study,
experimentally, the dry kinetics of the shrimp heads and to obtain chemistry composition. The
research consisted of the use of coming samples from Aquamaris Farm S.A, placed in João
Pessoa-PB. The samples with initial humidity content of 77.5%, were dried at temperatures of
50, 60 and 70 in stove with air circulation. They obtained final humidity contents were 9, 6 and
5% (b.u), respectively. After the drying, the shrimp heads were triturated in electric mill, to
obtain an uniform product to the determination of their physical-chemitry composition. The
experimental data, of the drying curves, were adjusted to the equations proposed by Page,
Thompson and Cavalcanti Mata. It was observed that the adjusted coefficients for each
temperature correspond to the regression coefficients (R2), between 97,65% and 99,45%.
However, all the equations can be used as model of adjustment. The determination of the
centesimal composition (humidity, ash, protein and fat) was accomplished in triplicatas
according to the Analytic Norms of Institulo Aldolfo Lutz (1985). At the end of the experiment
the presence of important nutricionals component were verified, being verified the presence of a
high protein text and a low fat text
keywords: shrimp heads; drying; kinetics
_____________________
Protocolo 576 de 15 / 10 / 2004
1
Professor Doutor do Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Sergipe e-mail: [email protected]
2 Bacharel em Ciências Náuticas e-mail [email protected].
124
Cinética de secagem e composição físico-química da cabeça de camarão a diferentes temperaturas
INTRODUÇÃO
O camarão (Litopenaeus vannamei
Boone) é um ser vivo do grupo dos Artrópodes
de corpo segmentado: cefalotórax mais
abdômen; recoberto por um exoesqueleto de
quitina; apresentam apêndices (patas, antenas)
articulados. Têm simetria bilateral: triblásticos,
celomados, protostômios (Valenti, 1998).
Os crustáceos diferenciam-se dos demais
Artrópodes por apresentarem um exoesqueleto
mais espesso e rígido, (crusta: carapaça dura).
Os crustáceos contam com, aproximadamente,
38.000 espécies, ocorrendo nos ecossistemas
terrestre e aquático (dulcícola, marinho e
salobro), das quais cerca de 8.500 são
integrantes da Ordem Decápoda (deca: dez +
podos: pé), (Bowman e Abele, 1982). Os
crustáceos mais, popularmente, conhecidos são
os camarões, lagostas e caranguejos. O camarão
está se tornando o principal produto marinho do
Nordeste e do País, no entanto o Litopenaeus
vannamei Boone não é nativo desta região,
mas originário do Oceano Pacífico, sendo, na
verdade, criado em viveiros em fazendas
litorâneas.
A criação de camarão em viveiros tem a
denominação de carcinicultura e é praticada em
mais de 50 países (Rosemberry, 1994). Essa
atividade tem favorecido sobremaneira, as
regiões que a produzem, pois além de se
destacar como importante segmento sócioeconômico, tem se apresentado como uma
alternativa viável para o incremento do nível da
oferta mundial de camarões, face à
estabilização e provável decréscimo das
produções de captura. O cultivo de camarões
marinhos é uma atividade recente, da década de
60, tendo alcançado um bom nível tecnológico,
e hoje em dia, é um dos ramos da maricultura
que mais se desenvolve. Entre os maiores
produtores se encontram a China, Tailândia,
Equador, Indonésia e Índia (Façanha, 2001).
O
camarão
branco,
Litopenaeus
vannamei Boone, é o mais cultivado no Brasil,
respondendo por mais de 95% da produção
nacional, tendo sido introduzido no Brasil na
década de oitenta. A causa dessa grande procura
é a sua acelerada taxa de crescimento em altas
densidades, conversões alimentares excelentes
e, grande capacidade para se adaptar às
diferentes condições climáticas.
Não restam dúvidas que as regiões Norte
e Nordeste concentram as melhores condições
ambientais para o pleno desenvolvimento da
atividade, permitindo aos produtores, em alguns
casos, obter até 3,2 safras anuais de camarões
Castro e Pagani
com peso médio de 12 gramas. O Rio Grande
do Norte se transformou em um dos maiores
produtores e exportadores de camarão do
Brasil, com 300 fazendas de criação de camarão
almejando uma produção de 50.000 toneladas
de crustáceos, onde a metade é exportada pra
EUA e Europa e a outra metade é consumida a
nível nacional. (Rocha, 2001).
O Nordeste tem sido escolhido para
sediar projetos dessa natureza, pois possui faixa
litorânea extensa e de águas quentes, ideais para
o desenvolvimento do camarão. Além disso, os
estados da região têm estimulado a implantação
de criatórios através da redução de tributos. No
plano externo, a carcinicultura vem sendo
favorecida pela conjugação entre qualidade e
oportunidade. Qualidade, porque o país domina,
e com distinção, as técnicas de criação e
processamento do camarão do Pacífico além de
ser o camarão que mais se adapta ao cativeiro e,
também, por ser o mais procurado
internacionalmente.
O camarão processado, por exigência do
consumidor é, geralmente, vendido sem cabeça.
Esta exigência do consumidor faz com que
exista, nas unidades de processamento uma
quantidade enorme de sub-produto que são as
cabeças de camarão, tornando-se, para essas
empresas um verdadeiro lixo orgânico.
Essa quantidade de matéria orgânica, no
entanto não pode ser desprezada, pois a cabeça
de camarão tem massa equivalente a 50% de
sua massa total com alto teor de proteína.
Como em determinadas regiões do País,
especialmente, no Nordeste, existem, ainda,
deficiências nutricionais da população e como a
cabeça de camarão, nas fazendas produtoras, é
considerada um resíduo, procurou-se, neste
trabalho, secar a cabeça de camarão
às
o
temperaturas de 50, 60 e 70 C de modo a dar, a
este produto, uma maior estabilidade para
posterior processamento, além de determinar
alguns de seus componentes químicos e
nutricionais, como teor de proteína, gordura,
cinzas e teor de água, visando a
obter um produto que se possa aproveitar na
alimentação humana.
Este trabalho foi realizado no Laboratório
de Análise Química de Alimentos do
Departamento de Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Campina Grande –
UFCG em Campina Grande - PB.
As amostras de cabeças de camarão
utilizadas
neste
experimento
foram
provenientes dos viveiros da Indústria
Aquamaris S.A, localizada na cidade de João
Pessoa – PB.
Secagem das cabeças de camarão
O material adquirido (cabeça de
camarão) foi levado ao laboratório para se
determinar o teor de água inicial do produto.
Essa determinação foi feita pelo método
gravimétrico de volatilização, usando-se a
estufa a 105 °C  3 C até peso constante;
seguindo-se as Normas Analíticas do Instituto
Adolfo Lutz (1985). A percentagem de água
existente na amostra foi calculada pela Equação
1.
Castro e Pagani
125
utilizando-se o programa Statistica 6.0 pelo
método de Quase Newton para obtenção dos
coeficientes das equações propostas para
representar a secagem da cabeça de camarão.
As equações utilizadas foram as propostas por
Page (1949), Thompson et al. (1968) e
Cavalcanti Mata (2001) para representar o
processo de secagem
Page
RA  exp( k t N )
(2)
Thompson
t  A. ln( RA)  B. (ln( RA)) 2
(3)
Cavalcanti Mata
(M cu - M cs )
H 2O 
x 100
(M cu - M c )
(1)
RA  A1 exp( k t A2 )  A3 exp( k t A4 )  A5
(4)
em que,
em que,
Mc – Massa da cápsula de porcelana
Mcu – Massa da cápsula de porcelana + amostra
úmida
Mcs – Massa da cápsula de porcelana + amostra
seca
As secagens da cabeça de camarão foram
realizadas nas temperaturas de 50, 60 e 70°C,
utilizando-se uma estufa com circulação
forçada de ar de 30m/min., até peso constante,
ou seja, até o ponto em que não houvesse mais
variação de massa.
Para cada secagem, foram utilizadas 300g
de cabeça de camarão e, durante o processo de
secagem, a perda de peso das amostras foram
acompanhadas por meio de uma balança semianalítica Metlher PC-440, e as leituras eram
feitas a cada 1 hora.
Após atingir o peso constante, foi
determinado o teor de água final pelo mesmo
método
gravimétrico
de
volatilização,
anteriormente, descrito, determinando-se, desta
forma o teor de água de equilíbrio dinâmico da
cabeça de camarão.
Equações de secagem
RA 
TA  TAe
TAi  TAe
RA = razão de água, adimensional;
TA = teor de água no momento t, %base úmida;
TAe = teor de água de equilíbrio, %base úmida;
TAi = teor de água inicial, %base úmida;
t
= tempo, horas;
k, N, A, B, A1, A2, A3, A4, A5 = são constantes
que dependem do produto.
Determinação de alguns componentes
químicos da cabeça do camarão
Depois da secagem da cabeça de
camarão, foi feita uma moagem, deste produto,
em moinho elétrico, com a finalidade de obter
um material uniforme para se determinar os
percentuais de proteína, gordura e cinzas,
sendo que cada determinação foi realizada em
triplicatas, seguindo-se as Normas Analiticas do
Instituto Adolfo Lutz (1985).
A proteina foi determinada pelo método
Kjedahl; as gorduras pelo método de extração
Soxhlet e as cinzas pelo metodo de incineração
da massa em uma mufla a 550°C.
Com os dados experimentais, foram
realizadas analises de regressão não linear,
126
Castro e Pagani
a temperatura é uma variável que tem influência
no processo.
Observa-se, também, nessas figuras que
tanto a equação proposta por Page (1949), como
a equação proposta por Cavalcanti Mata (2001),
representam, satisfatoriamente, os dados
experimentais, pois seus coeficientes de
determinação estão na ordem de 0,99, existindo
diferenças, entre as duas equações, somente na
terceira casa decimal.
A equação proposta por Thompson não
representa bem os dados experimentais,
principalmente, na secagem da cabeça de
camarão a 50°C, onde se constata um
coeficiente de determinação (R2) igual a 0,848.
Para as temperaturas de 60 e 70°C, esses
coeficientes foram, respectivamente, de 0,968 e
0,927, valores esses que estão também abaixo
dos coeficientes de determinação das equações
propostas por Page e Cavalcanti Mata.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Secagem da cabeça de camarão
Nas Figuras 1, 2 e 3, encontram-se as
curvas de secagem experimentais e calculadas
pelas equações de Page, Thompson et al. e
Cavalcanti
Mata,
respectivamente,
que
expressam a perda de água da cabeça de
camarão às temperaturas de 50, 60 e 70°C.
Analisando-se as curvas de secagem nessas
figuras, observa-se que a secagem feita a
temperatura de 70°C, reduz, significativamente,
o tempo necessário para secar o produto. Nessas
figuras, nota-se que a razão de água atinge o
final do processo de secagem em. Aproximadamente, 11 horas e para a temperatura de
50°C, esse tempo é de 19 horas, indicando que
Equação de Page
o
50 C
RA = exp(-0,0083 t
1,0
2,119
)
R = 0,994
2
1,594
)
R = 0,994
2,09
)
R = 0,997
o
Razão de Água
60 C
RA = exp(-0,0387 t
0,8
2
o
70 C
RA = exp(-0,0297 t
2
0,6
0,4
0,2
0,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Tempo (horas)
Figura 1 - Curvas experimentais e calculadas pela equação de Page, da secagem das cabeças de
camarão às temperaturas de 50, 60 e 70 °C.
Castro e Pagani
127
Equação de Thompson
o
50 C
1,0
t = -8,024 log(RA) - 0,822 [log(RA)]
2
2
R = 0,848
o
60 C
t = -8,142 log(RA)- 0,959 [log(RA)]
0,8
2
2
R = 0,968
Razão de Água
o
70 C
t = -4,03 log(RA) - 0,307 [log(RA)]
0,6
2
2
R = 0,927
0,4
0,2
0,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Tempo (horas)
Figura 2 - Curvas experimentais e calculadas pela equação de Thompson, da secagem das cabeças de
camarão às temperaturas de 50, 60 e 70 °C
Equação de Cavalcanti Mata
o
50 C
RA = 3,472 exp(-0,0086 t
1,864
) - 2,78 exp(-0,0086 t
1,719
) +0,273
2
R = 0,997
o
60 C
1,0
RA = 1,04 exp(-0,046 t
-3
1,497
) - 0,181 exp(-0,046 t
0,596.10
2
) + 0,1514 R = 0,994
o
70 C
-5
RA = 2,024 exp(-0,021 t
0,3.10
) + 0,957 exp(-0,021 t
2,241
) - 1,984
2
R = 0,998
Razão de Água
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Tempo (horas)
Figura 3 - Curvas experimentais e calculadas pela equação de Cavalcanti Mata, da secagem das
cabeças de camarão às temperaturas de 50, 60 e 70 °C
128
Componentes químicos da cabeça do camarão
Na Tabela 1, encontram-se os valores da
proteina, gordura, cinzas e teor de agua final da
cabeça do camarão seca as temperaturas de 50,
60 e 70 °C, podendo-se constatar que a cabeça
de camarão tem um alto teor protéico e um
baixo teor de gordura.
Como se pode observar na Tabela 1, a
cabeça de camarão teve seu percentual de
proteína alterado, significativamente, em nível
de 5 % de probabilidade pelo teste de Tukey,
em função da temperatura de secagem, onde se
Castro e Pagani
observa uma variação de 39,7 % de proteina à
50°C para 35,9% à 70°C.
Como pode ser observado nessa tabela, a
cabeça de camarao tem um alto valor proteico
que pode ser aproveitado no enriquecimento de
varios alimentos processados, mesmo porque a
proteína é um elemento fundamental na nossa
alimentação, pois forma a maior parte dos
nossos músculos, órgão internos, tecidos
cartilaginosos e também dos tecidos externos,
como a pele e os pêlos, dando assim, para os
nossos tecidos, tenacidade e elasticidade
(Muniz et al., 2000).
Tabela 1 – Principais componentes químicos da cabeça do camarão (Litopenaeus vannamei Boone)
depois de secos as temperaturas de 50, 60 e 70 °C
Componentes Químicos
50
Temperaturas
60
70
Teor de água final
39,7 A
0,92 A
14,5 A
9,0
37,0 B
0,71 B
13,8 A
6,0
35,9 C
0,66 B
12,2 B
5,0
Teor de água inicial
77,5
77,5
77,5
Proteína Bruta
Gordura
Cinzas
As medias seguidas pelas mesmas letras maiúsculas nas linhas não diferem estatisticamente entre si em nível de 5% de
probabilidade pelo teste de Tukey
Na Tabela 1, as amostras de cabeça de
camarão apresentaram um baixo teor de gordura
e uma pequena variação, quando estas foram
secas a diferentes temperaturas. Furtado et al.,
(1998), trabalhando com exoesqueleto do
camarão encontrou valores de gordura de
0,9%, estando este valor próximo aos
encontrados, neste trabalho, quando as cabeças
de camarao foram secas a 50 °C.
Com relação ao teor de cinzas, observase um alto teor deste componente indicado de
acordo com Muniz et al. (2000), uma certa
riqueza de componentes minerais existentes nas
amostras.
Após o processo de secagem das cabeças
de camarão de sua trituração em moinho
elétrico para obtenção de um material uniforme,
para as determinações dos componentes
químicos, observou-se que este material tinha
um aspecto de farinha, com um cheiro
característico do camarão e uma cor marrom
alaranjado, podendo ser incorporado a diversos
produtos que teriam sabor de camarão.
CONCLUSÕES
Diante dos resultados obtidos, pode-se concluir
que:
1 – A secagem da cabeça de camarão pode ser
feita à temperatura de 50, 60 e 70 °C e que a
equação proposta por Page e Cavalcanti Mata
representam, satisfatoriamente, o processo de
secagem a essas temperaturas;
2 - A cabeça de camarão seca às temperaturas
de 50, 60 e 70 °C; tem um grande quantitativo
de proteína e cinzas, variando entre 39,7% a
35,9% e de 14,5% a 12,2%, respectivamente;
3 – A cabeça de camarão tem um baixo teor de
gordura variando de 0,92% a 0,66%,
dependendo da temperatura de secagem.
Bowman, T.E. e Abele, L.G. Classification of
the Recent Custacea. In: ABELE L.G.
(Editor). The Biology of Crustacea:
Systematics, the fossil record, and
Biogeography. New York: Academic Press,
v.1, p.1-27, 1982.
Cavalcanti Mata, M.E.R.M. Simulação de
secagem de feijão macassar: Novos
modelos. 2001, 172p. Universidade Federal
de Campina Grande. Campina Grande.
(Relatório de Pesquisa).
Façanha, S.C; Pinheiro, S. M. X; Abreu, V. L.
B; Informações básicas sobre o cultivo de
camarão (Litopenaeus vannamei) Fortaleza,
2001. 14p.
Furtado, M.B; Pinheiro, L.G.B.; Nascimento,
E.G.; Estudo da composição físicoquimica das cascas de camarão em NatalRN, In: Reunião Anual da SBPC, 50, 1998.
Resumos.., Recife, Julho/1998, 1072-1073p.
Instituto Adolfo Lutz. Normas Analíticas do
Instituto Adolfo Lutz: Métodos químicos e
físicos para análise de alimentos, São
Paulo, 1985, 533p.
Muniz, M.B.; Silva, C.L.; Souza, L.C.;
Oliveira, A.R. Efeito do tempo de torrefação
dos grãos da mucuna-preta na sua
composição química e sensorial. Revista
Brasileira de Produtos Agroindustriais,
Campina Grande, v.2, n.2, p.1-8, 2000.
Castro e Pagani
West Lafayette, Department
Agricultural
Engineering.
University 1949.
129
of the
Purdue
Rocha, I. P. Interesses contrariados estão
“motivando” a campanha contra o
crescimento do camarão cultivado no
Brasil, Associação Brasileira de Criadores
de camarão (ABCC). 2001, 17p.
Rosemberry, B. World Shrimp Farming,
Anual Report. Aquaculture Digest, San
Diego, USA, 1994. 68p.
Thompson, T.L.; Peart, R.M.; Foster, G.H.
Mathematical simulation of corn drying a
new model. Transaction of the ASAE. St.
Joseph, Michigan, v.11, n.4, p.582-586,
1968.
Valenti, W. C. Carcinicultura de água doce:.
Tecnologia para produção de camarão.
Brasília: Instituto Brasileiro do Meio
Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis. 1998. 386p.
Page, C. Factors influencing the maximum
rates of drying shelled corn in layer.
130
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
COORDENAÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
Centro de Ciências
e Tecnologia
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
CAMPINA GRANDE – PB
MESTRADO
Reconhecido pela CAPES – Conceito 5
ÁREAS DE CONCENTRAÇÃO
IRRIGAÇÃO E DRENAGEM
Linhas de Pesquisa
 Manejo de Solo, Água, Planta
 Salinidade
 Engenharia de Irrigação e Drenagem
 Sensoriamento Remoto
 Planejamento de Áreas Irrigadas
PROCESSAMENTO E ARMAZENAMENTO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS
Linhas de Pesquisa
 Armazenagem de Produtos Agrícolas
 Processamento de Produtos Agrícolas
 Crioconservação de Produtos Agrícolas
 Propriedades Físicas de Materiais Biológicos
 Tecnologia Pós-Colheita
CONSTRUÇÕES RURAIS E AMBIÊNCIA
Linhas de Pesquisa
 Construções de Silos
 Materiais Convencionais e Não-convencionais em Construções Rurais
 Madeira e Estrutura de Madeira
 Conforto Térmico de Instalações para Animais e Vegetais
INSCRIÇÕES
Documentos exigidos:
 Formulário de inscrição fornecido pela COPEAG, acompanhado de 2 fotos 3x4
 Currículum Vitae, com cópia dos documentos comprobatórios
 Cópia autenticada do diploma de graduação ou documento equivalente
 Histórico escolar da graduação
 Documento militar, cédula de identidade e título de eleitor
 2 cartas de recomendação (modelo fornecido pela COPEAG)
 Declaração da IES de origem, atestando a inclusão do candidato no Programa Institucional de Capacitação
Docente e Técnico (PICDT-CAPES), se for o caso
 Declaração da empresa ou órgão público de origem, atestando a liberação do candidato por tempo integral, com
ou sem recebimento de remuneração, se for o caso
Períodos de Inscrição:
 Setembro para início do Curso em Março
Endereço:
COPEAG – Coordenação de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Av. Aprígio Veloso, 882, Bloco CM, 1o. Andar, C.P. 10087, Bodocongó
CEP 58.109-970, Campina Grande, PB
Fone: (0xx83) 310.1055, Fax: (0xx83) 310.1185
http://www.deag.ufpb.br/~copeag, Email: [email protected]
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.2, p.130, 2004
ISSN 1517-8595
131
OTIMIZAÇÃO DE EXTRAÇÃO DE INULINA DE RAÍZES DE CHICÓRIA
Rafael Augustus de Oliveira1, Kil Jin Park2, Marcos Chiorato3,
Kil Jin Brandini Park4, Regina Isabel Nogueira5
RESUMO
Chicória (Cichorium intybus L.) é a planta de raiz tuberosa mais importante na produção
industrial de inulina. A inulina é um carboidrato de reserva que pode ser encontrado em mais de
30.000 vegetais. É um frutooligossacarídeo que não é digestível, mas seletivamente utilizado
pelas bifidobactérias, ou seja, possui baixo poder calórico e fator “bífido”. Recentemente, foi
identificada como substituto da gordura e/ou do açúcar. Esse trabalho objetivou a determinação
das melhores condições e parâmetros de extração de inulina da raiz de chicória através do
processo por difusão em água quente. A metodologia consistiu na escolha de níveis para
temperatura da água, para relação água:raiz (massa/massa seca) e sua combinação, através do
planejamento experimental para executá-lo. Um planejamento composto central com cinco
níveis de variação foi utilizado para se determinar as influências dos fatores (temperatura e
relação água:raiz) na resposta (concentração de inulina). Utilizando o programa Statistica versão
5.0, foi efetuada a análise de variância para verificar os parâmetros estatisticamente
significativos. Um modelo polinomial de segunda ordem com a sua superfície de resposta e
contorno foi gerado, permitindo a escolha da condição da temperatura e relação água:-raiz que
forneceu a mais alta concentração de inulina.
Palavras-chave: difusão, superfície de resposta, modelo polinomial.
OPTIMIZATION OF INULIN EXTRACTION FROM CHICORY ROOTS
ABSTRACT
Chicory root is the most important tuberous root for industrial production of inulin,
which has high fructose content. Inulin is a stored carbohydrate, which can be found in
more than 30,000 vegetable products. It is a fructooligosaccharide that is not digestible
but it is selectively utilized by bifid bacteria in the large intestine, making inulin-type
fructans the prebiotic prototype. Recently, inulin was identified as an ingredient that
substitutes fat or sugar. In this work, inulin samples were extracted from chicory roots
by a hot water diffusion process. The methodology consisted of the election of two
levels of bath temperature, to the water: root ratio (water mass/root dry mass) and their
combinations in a experimental design to execute the experiment. The analysis of
variance (ANOVA) was done through the statistical 5.0 software. A second order
polynomial model, with the response surface and contour plot was generated and it
allowed the choice of temperature and water: root ratio that gives the highest inulin
concentration.
Keywords: diffusion, response surface, polynomial model.
_____________________
Protocolo 579 de 16 / 10 / 2004
1
Engenheiro Agrícola, Mestrando em Tecnologia Pós-Colheita, FEAGRI/UNICAMP, e-mail: [email protected]. 2 Professor Titular,
Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Caixa Postal 6011, Campinas – SP, CEP: 13083-875. Tel/fax: (19) 3788-1076, e-mail:
[email protected].
3
Graduando em Engenharia Agrícola, FEAGRI/UNICAMP, e-mail: [email protected].
4
Engenheiro de Computação, Doutorando em Engenharia Agrícola, FEAGRI/UNICAMP, e-mail: [email protected].
5
Pesquisadora da Embrapa Agroindústria de Alimentos, CTAA/EMBRAPA.
132
Otimização de extração de inulina de raízes de chicória
INTRODUÇÃO
A inulina é um carboidrato de reserva
presente em diversos produtos vegetais,
formado por uma cadeia de moléculas de
frutose e uma molécula de glicose terminal.
Dentre os vegetais que produzem a inulina,
destacam-se as raízes de chicória (Cichorium
intybus L.) e de alcachofra de Jerusalém
(Helianthus tuberosus L.). Em países europeus,
como Bélgica, França e Holanda, a chicória tem
sido mais utilizada para a produção industrial
de inulina, principalmente, devido à sua
estabilidade na produção de cadeias longas de
glicose e frutose e produção constante, mesmo
em condições de clima moderado.
A aplicação da inulina na indústria
alimentícia, a princípio, resumia-se à produção
de bebidas similares ao café, devido ao seu
sabor amargo. Entretanto, recentemente,
descobriu-se que a inulina pode atuar como
substituto do açúcar ou da gordura, com a
vantagem de não resultar em incremento
calórico.
Além de atuar como substituto do açúcar
ou da gordura, a inulina apresenta, também,
algumas propriedades funcionais. Ela atua no
organismo de maneira similar às fibras
dietéticas, contribuindo para melhorar as
condições do sistema gastrointestinal.
No Brasil, ainda, não existem muitos
estudos a respeito da exploração comercial da
chicória para a extração de inulina, nem dos
processos envolvidos. Em geral, esses estudos,
ainda, são restritos à área agronômica, na
seleção dos cultivares mais adequados ao nosso
clima.
Chicória e suas aplicações
Alzugaray
&
Alzugaray
(1983)
descrevem a chicória; também, conhecida por
almeirão, chicória amarga ou escarola; como
uma planta vivaz e de altura média. Suas folhas
são lanceoladas e dentadas, seus talos
pubescentes e suas flores apresentam uma cor
azul viva. As folhas, assim como as raízes,
apresentam um sabor amargo.
A chicória é uma planta que cresce,
espontaneamente, por toda a Europa e Ásia, em
lugares secos, às margens dos caminhos e em
terrenos baldios (Alzugaray & Alzugaray,
1983). Talvez por esse motivo, alguns autores
considerem, em alguns trabalhos científicos, a
Cichorium intybus L. como uma espécie
invasora.
Oliveira et al.
De acordo com Galvão (1995), a chicória
é uma planta nativa da Europa, que pode ser
cultivada em, praticamente, todo o mundo. As
variedades cultiváveis de chicória se adaptam
bem ao clima temperado ou frio. Em nossa
região, podem ser plantadas, durante o ano
todo, porém desenvolvem-se melhor no
inverno. As plantas são colhidas no outono e na
primavera (Alzugaray & Alzugaray, 1983;
Galvão, 1995).
Figueira (2000) realizou um estudo
agrotecnológico da espécie Cichorium intybus
L., e verificou que, no Brasil, a chicória pode
ser cultivada, tanto na primavera, quanto no
outono. Entretanto, a produtividade (kg/m2) se
mostrou maior no ciclo do outono, quando o
período de cultivo é maior.
Van Loo et al. (1995) relatam que a
chicória tem sido utilizada como alimento por
humanos, desde os primórdios. Os egípcios
antigos (4000 a.C.), os gregos (450 a.C.) e os
romanos utilizavam a chicória como alimento,
sendo consumida crua, cozida ou torrada.
Também era considerada como remédio contra
diversos males.
As folhas de chicória podem ser
consumidas como hortaliças de folhas verdes
ou ainda como hortaliças mais finas, produzidas
a partir dos seus brotos (endívia) (Figueira,
2000). Na medicina caseira, as folhas de
chicória são aplicadas como estimulantes da
secreção gástrica e como redutores da taxa de
glicose do sangue (Galvão, 1995).
O látex da raiz seca de chicória é
conhecido por apresentar propriedades tônicas,
depurativas, diuréticas e laxantes (Galvão,
1995).
As raízes de chicória apresentam sabor,
particularmente, amargo, provocado pela
presença de um carboidrato de reserva chamado
inulina. Devido a esse sabor amargo, as raízes
de chicória costumavam ser torradas e
utilizadas por holandeses e egípcios para a
produção de bebidas com propriedades
similares ao café. Desde o final do século
XVIII, o “café chicória” tem sido preparado em
escala industrial, sendo bastante consumido na
Europa até os dias de hoje (Van Loo et al.,
1995).
Mais recentemente, a inulina foi
identificada como um ingrediente capaz de
substituir a gordura ou o açúcar, com baixa
contribuição calórica (Roberfroid et al., 1993;
Applied Technology, 1993), passando a ser
empregada como ingrediente na produção de
alimentos conhecidos no mercado como light,
no fat ou low fat.
Por atuar junto ao organismo de maneira
similar às fibras dietéticas, a inulina, presente
nas raízes de chicória, pode ainda ser utilizada
na produção de alimentos funcionais.
Inulina
A inulina é um carboidrato pertencente
ao grupo de polissacarídeos chamados frutanas,
composto por uma cadeia principal de unidades
de frutose, unidas por ligações -(2,1)frutofuranosídicas, com uma unidade de glicose
terminal. Sua fórmula pode ser descrita como
GFn, onde G representa a molécula de glicose,
F a molécula de frutose e n o número de
unidades de frutose (Silva, 1996; Van Loo et
al., 1995; Robinson, 1995).
Os fruto-oligossacarídeos (FOS) são
definidos como polímeros de D-frutose,
terminando com uma molécula de glicose, de
Oliveira et al.
133
forma que a inulina pode ser classificada como
um fruto-oligossacarídeo (Silva, 1996).
Laurenzo et al. (1999) e Silva (1996)
definem a inulina como um FOS composto por
uma mistura de oligômeros de diferentes graus
de polimerização (GP) que ocorre, naturalmente, em produtos vegetais tais como cebola, alho,
alcachofra de Jerusalém, dahlia e raízes de
chicória.
O teor de inulina nas raízes de chicória,
bem como o grau de polimerização deles, é
variável com uma série de fatores, tais como:
época de plantio, época de colheita,
espaçamento entre plantas, período de
armazenagem, dentre outros. A inulina (Figura
1) extraída de raízes de chicória é uma mistura
de oligômeros com diferentes graus de
polimerização, com um comprimento médio de
cadeia de aproximadamente 9.
Fonte: Roberfroid, 1993.
Figura 1 - Estrutura química da inulina
A maioria dos substitutos de gordura não
contribuem nas propriedades texturizantes de
forma similar à gordura.
A maior crítica a produtos “low fat” ou
“no fat” se refere à sensação causada no
consumo pelo decréscimo de textura, “flavor” e
"mouthfeel" (sensação tátil bucal). Para
134
substituir ou reduzir gordura com sucesso, o
substituto deve, não apenas resultar em produto
com baixo valor calórico, mas, simultaneamente, suprir as propriedades funcionais, como
estabilidade ao calor, emulsificação, espalhamento, textura e “mouthfeel” (Silva, 1996).
A inulina é um modificador reológico e
pode ser utilizado para otimizar a textura em
sistemas de alimentos. Quando dissolvida em
água, forma um creme semelhante ao produzido
por uma gordura. As propriedades de um gel
podem ser aumentadas e otimizadas através de
outros ingredientes como gomas e surfactantes
(Cândido & Campos, 1995; Silva, 1996).
Mais, especificamente, a inulina pode ser
utilizada em produtos de panificação e produtos
de cereais, no sentido de: a) controle de
umidade, baseado na capacidade de ligação de
água da inulina, aumentando a vida de
prateleira do produto; b) controle da
viscosidade em bolos e pudins, particularmente,
em massas com baixos teores de gordura.
A dose diária aceitável (ADI) para
inulina é estabelecida em 40 gramas.
Entretanto, não existem evidências de
toxicidade ou distúrbios gastrointestinais
associados ao consumo de inulina. A média
diária de consumo per capita varia de 1 a 10
gramas em populações da parte ocidental dos
EUA e da Europa (Van Loo et al., 1995).
A inulina pode ser considerada como um
ingrediente funcional, com baixa contribuição
calórica, devido às seguintes propriedades
nutricionais:
 Após a ingestão, a inulina não é quebrada
no sistema digestivo humano, devido à
resistência à hidrólise oferecida pelas
ligações -(2,1) entre as molécula de
frutose (Robinson, 1995). Por esse motivo,
não resulta em contribuição calórica nesse
processo. Apenas no cólon, ocorre a
degradação de inulina por fermentação de
bactérias e, conseqüentemente, vai ocorrer
uma baixa contribuição calórica indireta
(Roberfroid et al., 1993; Ranhotra, et al.,
1993);
 A inulina afeta os parâmetros fisiológicos
do sistema digestivo, como esvaziamento
gástrico, tempo de trânsito, pH, e massa
fecal de forma similar às fibras dietéticas
(Roberfroid et al., 1993). Pelo efeito
benéfico no sistema digestivo, a inulina é
considerada um “alimento funcional”;
 A ingestão de inulina resulta em um
significante incremento dos benefícios das
bifidobactérias. A flora Bifidus estimula o
Oliveira et al.
sistema imunológico, a absorção de
minerais e inibe o crescimento de bactérias
nocivas ao organismo (Hewitt, 1994);
 Muitos outros efeitos benéficos à saúde
relacionados a diabetes, metabolismo de
lipídios e redução de risco de câncer tem
sido reportados (Roberfroid, 1993; Flamm
et al., 2001).
Processos de obtenção de inulina
De acordo com Laurenzo et al. (1999), os
métodos, convencionalmente, utilizados para
extrair inulina de produtos vegetais, tais como
alcachofra de Jerusalém ou raízes de chicória,
incluem as seguintes etapas: lavagem dos
tubérculos; fatiamento ou moagem dos
tubérculos; extração de inulina com água;
tratamento do extrato com dióxido de carbono e
cal; filtragem e recuperação da inulina por
precipitação ou evaporação.
Hoehn et al. (1983) descrevem um
processo para obtenção de xarope de frutose a
partir da inulina extraída de alcachofras de
Jerusalém. O processo para a obtenção de
inulina inclui a extração em água quente para
solubilização da inulina. Os autores relatam a
importância de se utilizar temperaturas elevadas
(entre 80 e 90ºC), uma vez que aumentam a
solubilização da inulina e produzem um extrato
mais puro, pela redução da remoção de
compostos nitrogenados.
Van Loo et al. (1995), em estudo sobre a
presença de inulina em produtos vegetais que
fazem parte da dieta do oeste europeu,
utilizaram a extração por difusão em água
quente. Com a finalidade de prevenir contra a
hidrólise por enzimas vegetais liberadas,
durante o processo de extração, água destilada
fervente foi adicionada a uma amostra de
produto vegetal macerada, na proporção
mínima de 1:5 (amostra:água). A extração foi
realizada em banho-maria a 75ºC, durante 1
hora, sob agitação constante.
Park et al. (2000) propõem um processo
para obtenção de um concentrado de inulina,
utilizando a técnica de abaixamento de
temperatura e posterior separação física. No
processo, as raízes de chicória são lavadas,
descascadas e picadas. Em seguida, as raízes
sofrem o processo de extração. O extrato obtido
é, então, filtrado e, posteriormente, concentrado. O extrato concentrado é levado a uma
câmara de congelamento (temperaturas entre –8
e –50ºC), onde ocorre decantação dos
frutooligossacarídeos
de
inulina
pelo
abaixamento
de
temperatura.
Após
descongelamento dos extratos, é feita a
separação física entre as fases sobrenadante
(líquida) e precipitada (semelhante a um
creme), obtidas pelo abaixamento de
temperatura do extrato.
Park et al. (2003) propõem um processo
de obtenção de inulina e seus subprodutos a
partir de tubérculos, permitindo prever todas as
técnicas envolvidas, desde a colheita da
matéria-prima até a obtenção da inulina em pó
e seus subprodutos. O processo
proposto
apresenta as etapas de pré-processamento,
separação das folhas sãs, secagem, tratamento
das raízes, moagem e peneiramento, extração
da inulina das raízes secas, filtração da
suspensão obtida, filtração com adoção de
filtro de manta, obtenção dos sólidos,
ultrafiltração ou separação por membranas,
submissão das suspensões a um processo de
concentração, secagem ou cristalização do
concentrado, submissão do sólido grosso
proveniente da etapa da filtração aos processos
de obtenção do pó da raiz seca pobre em
inulina. Descreve, ainda, as etapas que
fornecem concentrado de inulina da raiz, etapa
correspondente que obtém pó de inulina de 40
a 98% de concentração com 2 a 8% de
umidade final. E ainda prevê os processos
biotecnológicos (processos de fermentação),
como por exemplo, um componente em meio
de fermentação semi-sólida na indução do
crescimento de microrganismos (fungos)
produtores de enzimas inulinases.
Planejamento experimental
A metodologia de superfície de resposta
(RSM) é uma técnica que tem sido aplicada
com sucesso na otimização de processos
alimentícios, e consiste em um grupo de
procedimentos matemáticos e estatísticos que
são usados para estudar a relação entre uma ou
mais respostas (variáveis dependentes) e um
número de fatores (variáveis independentes).
Esta metodologia gera um modelo matemático
que descreve o processo em estudo de acordo
com Barros Neto et al. (2002) e Diniz & Martin
(1996).
O planejamento experimental fatorial
associado à técnica de RSM dá informações
seguras do processo, reduzindo soluções
empíricas que envolvem técnicas de tentativa e
erro, Box et al. (1978). Usando esta técnica para
realizar os ensaios experimentais, é possível
estimar os efeitos principais das variáveis na
Oliveira et al.
135
resposta ou variável dependente. A tabela de
análise de variância dá informações sobre o
quanto o ajuste foi adequado, sendo possível
propor o modelo probabilístico que correlaciona
a resposta em função das variáveis estudadas,
construindo a superfície de resposta para
determinar a faixa ótima de operação.
Esta metodologia tem sido aplicada em
muitos trabalhos científicos na análise e
otimização de processos.
O objetivo deste trabalho foi determinar
as melhores condições e parâmetros de extração
de inulina da raiz de chicória através do
processo por difusão em água quente.
MATERIAL E MÉTODOS
Matéria-prima
Chicórias foram cultivadas no Campo
Experimental da Faculdade de Engenharia
Agrícola, Campinas, SP. As raízes foram
colhidas e imediatamente lavadas e cortadas em
pedaços menores. Foram, então, armazenadas à
temperatura de aproximadamente -10°C. As
raízes permaneceram armazenadas por cerca de
9 meses, quando então foram utilizadas nos
experimentos.
Determinação da umidade
Para determinação da umidade inicial
do produto, foram retiradas amostras e inseridas
em estufa com circulação de ar forçado a 105
°C por 24 horas, conforme metodologia descrita
pela AOAC (1990).
Extração
O processo de difusão por água quente
foi o método empregado na extração de inulina
de raízes de chicória.
A fim de aplicar a metodologia de
superfície de resposta, um teste preliminar foi
conduzido e o ponto central para o
planejamento experimental foi definido (70°C e
8,5 kgH2O/kgMS). Este planejamento consistiu na
decisão de dois níveis para as variáveis,
temperatura do banho e relação água:massa
seca de raiz (AR), a construção de um
planejamento experimental central composto
com suas possíveis combinações e a execução
dos ensaios experimentais. O planejamento
central composto com as respostas obtidas são
mostrados na Tabela 1.
136
Oliveira et al.
Tabela 1 - Planejamento experimental central composto com duas variáveis
Variáveis codificadas
Variáveis reais
Ensaio
Pontos
fatoriais
Pontos
centrais
Pontos
axiais
X1
X2
T [°C]
AR [kgH2O/kgMS]
1
-1
-1
50
6,0
2
-1
+1
50
11,0
3
+1
-1
90
6,0
4
+1
+1
90
11,0
5
0
0
70
8,5
6
0
0
70
8,5
7
0
0
70
8,5
8
-1,41
0
42
8,5
9
+1,41
0
98
8,5
10
0
-1,41
70
5,0
11
0
+1,41
70
12,0
Para cada ensaio realizado, amostras
eram coletadas e trituradas em um processador
de alimentos doméstico. Subsequentemente,
uma parte destas raízes trituradas era pesada de
acordo com a relação água:massa seca de raiz
do planejamento experimental. Esta porção de
raiz era, então, imersa em água previamente
pesada em um becker (250 ml) e colocada em
banho com temperatura pré-fixada.
Foi definido o tempo de 1 hora para cada
extração.
A quantidade de sólidos solúveis do
extrato final foi medida, usando-se um
refratômetro de bancada.
A umidade média inicial das amostras foi
de 2,389  0,1299 kgH2O/kgMS para as raízes
congeladas.
A influência das condições de extração
na quantidade de inulina extraída foi avaliada
pela construção de uma superfície de resposta,
usando o módulo “Esperimental Design” do
programa estatístico Statistica 5.0. O modelo
avaliado teve como parâmetro de resposta a
quantidade de sólidos solúveis (SS) extraída em
função das variáveis independentes (fatores):
temperatura do banho (T) e relação água:raiz
(AR) usada no experimento.
O modelo que melhor representou a
quantidade de sólidos solúveis extraída é dada
Resposta
Sólidos solúveis
extraídos [%]
0,54
0,53
0,78
0,84
0,79
0,79
0,80
0,62
0,91
0,70
0,79
pela Equação 1 e é mostrada na Figura 2, no
qual o nível de significância utilizado para
avaliar os efeitos dos parâmetros foi de 5%. O
modelo polinomial de segunda ordem obtida
foi:
SS  0,795  0,240T  0,068T 2  0,045AR 
0,093AR 2  0,040T AR
(1)
A tendência obtida de aumento da
quantidade de sólidos solúveis extraída na
medida em que há aumento na temperatura do
banho é coerente com os dados encontrados na
literatura científica, na qual a difusividade
aumenta com a temperatura, auxiliada pelo
aumento da solubilização da inulina com o
aumento da temperatura.
Com a superfície de resposta e seu
respectivo gráfico, é possível determinar a
região de valores (Figura 3) para a temperatura
do banho e relação água:raiz que corresponde à
maior quantidade de inulina extraída.
O modelo foi avaliado pela análise de
variância (ANOVA) e o resultado é mostrado
na Tabela 2. O coeficiente de determinação
alcançado foi de 0,886, que significa que 88,6%
das variações nos resultados obtidos podem ser
explicados pelo modelo empírico.
O módulo do desvio relativo médio,
critério utilizado para estimar a qualidade do
ajuste do modelo aos resultados experimentais,
Oliveira et al.
137
atingiu um valor de aproximadamente 4,95%.
Figura 2 - Superfície de resposta para extração de inulina
13
Relação Água:MS [gH2O/gMS]
12
11
10
9
8
7
6
5
4
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
Temperatura do Banho [°C]
Figura 3 - Região de ótimo e pontos experimentais indicados
138
Oliveira et al.
Tabela 2 - Análise de variância (ANOVA) para extração de inulina
Fonte de variação
T (linear)
1
1
0,0041
A:R (quadrático)
Interação T x A:R
Falta de ajuste
1
0,0066
A:R (linear)
Total
Graus de
liberdade
0,1154
T (quadrático)
Erro puro
Soma
quadrática
1
0,0122
1
0,0016
3
0,0174
2
0,0002
Média
quadrática
Teste F
p
0,1154
1337,806
0,0007
0,0066
76,878
0,0128
0,0041
47,340
0,0205
0,0122
141,775
0,0070
0,0016
18,695
0,0495
0,0058
67,057
0,0147
R2
0,886
8,63E-05
10
0,1535
CONCLUSÕES
A extração da inulina da raiz de chicória
por difusão em água quente pode ser avaliada
pelo método de superfície de resposta. A
extração de inulina aumenta numa dependência
linear com o aumento da temperatura do banho,
da relação água:raiz e da interação
temperatura/relação água:raiz. A extração de
inulina de raízes de chicória diminui numa
dependência quadrática com o aumento da
temperatura do banho e da relação água:raiz.
AGRADECIMENTOS
À Fundação de Amparo à Pesquisa do
Estado de São Paulo (FAPESP), ao Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq), à Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nìvel Superior
(CAPES) e à Universidade Estadual de
Campinas (UNICAMP).
Alzugaray, D.; Alzugaray, C. Chicória amarga.
Plantas que curam – A natureza a serviço
da saúde. v.40, n.11, p.153-154, 1983.
Applied Technology. Converting chicory - not
just a cup of coffee. Dairy Foods. Chicago.
v.94, n.11, p.112, 1993.
Association of Official Analytical Chemists.
Official Methods of Analysis of A.O.A.C.
International. 16. ed. Arlington: A.O.A.C.,
Inc., 1990.
Barros Neto, B.; Scarminio, I. S.; Bruns, R. E.
Como fazer experimentos: pesquisa e
desenvolvimento na ciência e na indústria.
2.ed. Campinas: Editora da UNICAMP,
2002. 401p.
Box, G.E.P.; Hunter, W.G.; Hunter, J.S.
Statistics
for
experimenters:
an
introduction to design, data analysis and
model building. ed. New York: John Wiley
& Sons, 1978. 653p.
Cândido, L.M.B.; Campos, A.M. Alimentos
para fins especiais: dietéticos. São Paulo:
Livraria Varela, 1995. 423p.
Diniz F.M.; Martin, A.M. Use of response
surface methodology to describe the
combined effects of pH, temperature and e/s
ratio on the hydrolysis of dogfish (Squalus
acanthias) muscle. International Journal of
Food Science and Technology. Oxford.
v.31, n.5, p.19-426, 1996.
Figueira,
G.M.
Desenvolvimento
agrotecnológico da espécie Cichorium
intybus L. Campinas: UNICAMP/FEAGRI,
2000. 68p. (Tese de Doutorado).
Flamm, G.; Glinsmann, W.; Kritchevsky, D.
Prosky, L.; Roberfroid, M. Inulin and
oligofructose as dietary fiber: a review af the
evidence. Critical Reviews in Food Science
and Nutrition, v.41, n.5, p.353-362, 2001.
Galvão, G. Almeirão. Natureza, São Paulo.
v.8, n.7, p.53-55, 1995.
Hewitt, L. Fight the good fat. Food
Manufacture. London. v.69, n.10, p.20,
1994.
Hoehn, E.; McKay, C. J.; Murray, E. D.
Production of high fructose syrup from
inulin involving ultra filtration. USA
Patent number 4,421,852. December 20,
1983.
Laurenzo, K.S.; Navia, J.L.; Neiditch; D.S.
Preparation of inulin products. USA
Patent number 5,968,365. Oct. 19, 1999.
Park, K.J.; Park, T.H.K.B.; Park, K.J.B.;
Nogueira, R.I.; Leite, J.T.C. Processo de
obtenção de concentrado de inulina por
abaixamento de temperatura e separação
física. BR Patente número PI 0003867-9. 17
ago. 2000.
Park, K.J.; Brod, F.P.R.; Park, T.H.K.B.; Park,
K.J.B.; Nogueira, R.I.; Cornejo, F.E.P.;
Cabral, L.M.C.; Couri, S.M.V.M. Processo
de obtenção de inulina e seus subprodutos
a partir de tubérculos. BR n. PI 0301192-5
(Patente Requerida). 10 abr. 2003.
Ranhotra, G.S.; Gelroth, J.A.; Glaser, B.K.
Usable energy value of selected bulking
agents. Journal of Food Science. Chicago.
v.58, n.5, p.1176-1178, 1993.
Oliveira et al.
139
Roberfroid, M. Dietary fiber, inulin, and
oligofructose: a review comparing their
physiological effects. Critical Reviews in
Food Science and Nutrition. Boca Raton.
v. 33, n.2, p.103-148, 1993.
Roberfroid, M.; Gibson, G.R.; Delzenne, N.
The biochemistry of oligofructose, a
nondigestible fiber: na approach to calculate
its caloric value. Nutrition Reviews.,
Lawrence. v.51, n.5, p.137-146, 1993.
Robinson, R. K. The potential of inulin as a
functional
ingredient.
British
Food
Journal. Bradford., v.97, n.4, p.30-32, 1995.
Silva, R.F. Use of inulin as a natural texture
modifier. Cereal Foods World. St. Paul.
v.41, n.10, p.792-795, 1996.
Statistica for Windows 5.0. Computer
program manual. Tulsa, StatSoft, Inc.,
2001.
Van Loo, J.; Coussement, P.; Leenheer, L. De;
Hoebregs, H.; Smits, G. On the presence of
inulin and oligofructose as natural
ingredients in the western diet. Critical
Reviews in Food Science and Nutrition.
Boca Raton. v.35, n.6, p.525-552, 1995.
140
EDITAL DE SELEÇÃO DE CANDIDATOS
Doutorado em Engenharia de Processos
O curso de Doutorado em Engenharia de Processos foi criado por Resolução 01/99 do CONSUNI
da UFPB, hoje UFCG. Foi credenciado pela CAPES em março/2002.
As inscrições para o Processo de Seleção para ingresso no Doutorado de Engenharia de
Processos são abertas anualmente para inicio a partir de março de cada ano, sendo o período de
inscrição realizado entre outubro e novembro do ano anterior.
DOCUMENTOS EXIGIDOS:

Formulário de Inscrição devidamente preenchido










Duas cartas de Recomendação (formulário específico)
2 fotos de 3x4 recentes
Cópia do diploma de Mestre ou documento equivalente
Curriculum Vitae do candidato (com comprovantes)
Históricos Escolares da graduação e do Mestrado
Plano preliminar de Tese aceito por um orientador credenciado pelo Curso
Cópia autenticada da carteira de identidade.
Prova de estar em dia com as obrigações militares e eleitorais
A seleção dos candidatos será realizada com base na análise do Curriculum Vitae,(peso 4)
Histórico Escolar (peso 4) e Plano de Tese aceito por Professor cadastrado no Curso.(peso
2)
O Plano de Tese , com um máximo de 6 páginas, deverá incluir
introdução, justificativa, objetivos e metodologia.
Apresentação Oral do Plano de Tese: 02 e 03 de dezembro de 2002
Vagas: 20



ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS
LINHAS DE PESQUISA : PROCESSOS TÉRMICOS E DE SEPARAÇÃO
DESENVOLVIMENTO E TECNOLOGIA DE MATERIAIS
OBJETIVOS:
O Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande tem uma ampla e
reconhecida tradição nos cursos de pós-graduação em diversas áreas de engenharia.
Modernamente, tendo em vista os recentes progressos no ensino de engenharia, ações que
privilegiem atuações multidisciplinares entre áreas afins, são fortemente recomendadas.
O Curso de Doutorado em Engenharia de Processos, de natureza interdisciplinar, aglutina
docentes dos Departamentos de Engenharia Química, de Materiais, Mecânica e Agrícola em torno
de tópicos relativos à Engenharia de Processos, principalmente, através da abordagem de
problemas regionais.
O objetivo primário do Doutorado em Engenharia de Processos é a pesquisa, treinamento e
formação de pessoal altamente capacitado, utilizando os princípios fundamentais da Ciência da
Engenharia aplicados ao estudo dos fenômenos das transformações, operações e processos
envolvidos nas industrias de diversos setores, tais como: químico, cerâmico, plásticos,
bioquímico, farmacêutico, metalúrgico, agroalimentar, etc.
Alunos do Curso tem atualmente bolsas da CAPES, CTHIDRO e ANP.
Cada uma das duas linhas de pesquisa oferecidas pelo programa inclui grandes temas de
pesquisa de natureza multidisciplinar que contemplam o desenvolvimento de uma série de projetos
específicos voltados para a área de Desenvolvimento de processos.
Maiores informações consultar http://www.cct.ufcg.edu.br/
ISSN 1517-8595
141
INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS
NO SINAL FOTOACÚSTICO DE POLPA DE MANGA
Waldemir Soares da Costa1, Jose Suassuna Filho2, Mário Eduardo R. M.
Cavalacnti Mata3, Alexandre José de Melo Queiroz3
RESUMO
No presente trabalho realizado a técnica fotoacústica foi utilizada para analisar polpa de manga
a diferentes concentrações (polpa in natura: 13,40Brix, 16,80Brix, 19,60Brix, 230Brix, 25,40Brix,
27,40Brix e 30,40Brix). Foram também obtidos os sinais fotoacústicos de soluções açucaradas,
130Brix, 230Brix e 330Brix, que tiveram uma grande importância comparativa. Os espectros da
polpa de manga em função da freqüência de modulação e da concentração mostraram-se
compatíveis com os da solução açucarada.
Palavras-Chave: fotoacústica, polpa de manga, sólidos solúveis totais
INFLUENCE OF THE TOTAL SOLUBLE SOLIDS CONCENTRATION IN THE
PHOTOACOUSTIC SIGN OF MANGO PULP
ABSTRACT
The photoacoustics technique was used in this work to analyze the mango pulp in different
concentrations (pulp in natura:13,40Brix, 16,80Brix, 19,60Brix, 230Brix, 25,40Brix, 27,40Brix
and 30,40Brix ). The photoacoustic signs of sugary solutions were also obtained, 13 0Brix,
230Brix e 330Brix, that had a great comparative importance. The spectra of the mango pulp, in
function of the modulation frequency and of the concentration presented thenselves compatible
with the ones of the sugary solution.
Keywords: photoacoustic, fruit, sugar
_____________________
Protocolo 580 20/ 10 / 2004
1
Mestre em Engenharia Agrícola, Departamento de Física - UFCG Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, 58109-970, Campina Grande,
PB, Brasil, E-mail [email protected]
2
Professor Doutor, Departamento de Física - UFCG Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, 58109- 970, Campina Grande, PB, Brasil, E-mail
[email protected]
3
Professor Doutor, Departamento de Engenharia Agrícola - UFCG Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, 58109- 970, Campina Grande, PB,
Brasil, E-mail: [email protected], [email protected]
142
Influência da concentração de sólidos solúveis totais no sinal fotoacústico de polpa de manga Costa e Suassuna Filho
INTRODUÇÃO
Dentre os diversos componentes da fruta,
os sólidos solúveis totais (oBrix) desempenham
um papel primordial para a sua qualidade,
devido a influência nas propriedades
termofísicas, químicas e biológicas da fruta. Na
industria, a análise do oBrix tem grande
importância, no controle dos ingredientes a
serem adicionados ao produto e na qualidade
final. A determinação do oBrix é utilizada nas
industrias de doces, sucos, néctar, polpas, leite
condensado, álcool, açúcar, sorvetes, licores e
bebidas em geral. (Araújo, 2001; Simões,
1997).
O teor dos sólidos solúveis (oBrix) nos
frutos é muito importante pois quanto maior a
quantidade de sólidos solúveis existentes,
menor será a quantidade de açúcar a ser
adicionada aos frutos, quando processados pela
indústria diminuindo, assim, o custo de
produção e aumentando a qualidade do produto
(Araújo, 2001; Silva, 2000; Silva, 1997 e Vieira
1995). Esses aspectos são muito importantes,
considerando a necessidade de utilizar-se
técnicas mais recentes para análises da
influência do teor de oBrix, que caracteriza o
objetivo deste trabalho.
A espectroscopia fotoacústica, vem sendo
utilizada de forma crescente na investigação de
propriedades ópticas e térmicas de materiais
biológicos ( Yang & Irundayaraj, 2000; Pão,
1997 e Zerbetto, 1993), como as frutas (Costa,
2003). As características mais importantes da
técnica fotoacústica são: não destrutiva,
medidas sem contato, preparação simples de
amostra, alto limite de saturação do sinal,
sensibilidade e capacidade de perfil de
profundidade. A amostra é colocada na célula
fotoacústica e fechada, mantendo contato com a
camada de gás, o ar (Figura 1). A radiação
modulada é direcionada na superfície da
amostra, causando uma expansão térmica
através do processo de desexcitação não
radioativa, dominante no interior da amostra.
Tais ondas térmicas, ao se difundirem para a
superfície, induzem ondas de pressão na
interface amostra-gás situada no interior de uma
célula fotoacústica. Essas ondas se propagam ao
longo de coluna de gás, podendo ser detectadas
por um microfone de alta sensibilidade. Vale
notar que apenas a porção da luz que é
absorvida, responde pela geração das ondas
térmicas de tal modo que o sinal fotoacústico
resultante depende, exclusivamente, da
quantidade de luz absorvida. Em sua
propagação do interior da amostra para a
superfície as ondas térmicas são atenuadas no
processo de difusão térmica, conforme Figura 1.
Segundo Rosencwaig e Gersho (1976),
apenas ondas térmicas geradas até uma
profundidade da ordem de 2s, onde s é o
comprimento de difusão térmica da amostra
definida como:
s = (D / f)1/2
(1)
onde D é a difusividade térmica da amostra, f é
a freqüência de modulação da radiação,
contribuem para o sinal fotoacústico.
Figura 1 - Diagrama simplificado de uma célula fotoacústica
Para medir o sinal fotoacústico da polpa
de manga e da solução açucarada à varias
concentrações de sólidos solúveis totais(oBrix)
em função da freqüência de modulação,
utilizou-se uma lâmpada de arco de xenônio
modelo 6269 Oriel Corp. de 1000W de
potência, um modulador ótico modelo OC4000 PTI, um monocromador ótico de
varredura modelo 272, 0.2, f/2 com grade de
difração holográfica modelo 1710 da
Mcpherson, um amplificador lock-in SR-850 e
uma célula fotoacústica modelo 200 da Mtec
Photoacoustic.
143
O monocromador foi ajustado para o
comprimento de onda,  = 475nm, referente a
luz azul. Em seguida, ajustou-se o feixe de luz
para incidir na amostra num formato cilíndrico,
com 10mm de diâmetro e comprimento de
3mm, colocada na célula fotoacústica. O
amplificador lock-in fez os registros dos
aquecimentos
periódicos
das
amostras
detectados por um microfone de alta
sensibilidade (50mV/Pa) acoplado à célula. Os
dados fornecidos pelo lock-in foram
processados por um software, Grams386, e
ajustados através do software Origin 6.0.
A montagem experimental usada nas
medidas de amplitude do sinal fotoacústico
deste trabalho é apresentada na Figura 2.
Figura 2 - Diagrama de bloco do espectrômetro fotoacústico
Detecção em amplitude do sinal fotoacústico
O método utilizado, neste trabalho, foi
baseado na teoria de Rosencwaig & Gersho(1)
(17)
, em que a expressão para o sinal
fotoacústico em função da freqüência de
modulação, quando a amostra é, termicamente,
grossa s << s, onde s é a espessura da
amostra e s = ( s/f)1/2 é o comprimento de
difusão térmica da amostra com s e f sendo a
difusividade térmica da amostra e a freqüência
de modulação, respectivamente, pode ser escrita
como (Hernández-Guerra et al., 2000).
Vd = (S0/1+jRC).(cosh(ss)/senh(ss)).(1-cosh(gg)-senh(gg)).(ej)
onde Vd é o sinal do microfone,  = 2f é a
frequência angular de modulação, g é a
espessura da câmara de gás(ar), s = (1+j)as é o
coeficiente de difusão térmica complexo da
(2)
amostra, S0 é a constante que depende da
geometria da célula fotoacústica, R e C são a
resistência e a capacitância do microfone.
144
Nas Figuras 3 e 4, encontram-se os sinais
fotoacústicos em função da freqüência de
modulação das amostras de polpa de manga e
da solução açucarada à varias concentrações de
sólidos solúveis, com comprimento de onda,
 = 475nm, obtidos do ajuste da amplitude do
sinal fotoacústico da Equação 2.
Figura 3 - Espectro Fotoacústico de polpa de manga em varias concentrações (oBrix) no domínio de
freqüência com comprimento de onda ,  = 475nm
Figura 4 - Espectro fotoacústico de solução açucarada no domínio de freqüência para as
concentrações de 130Brix e 330Brix com comprimento de onda,  = 475nm
Os resultados parciais mostram que
existem diferenças entre os espectros de
absorção da polpa de manga e da solução
açucarada. Pode-se observar que, na freqüência
de modulação, f = 12,24Hz1/2, a solução
açucarada produz um espectro de absorção de
maior intensidade para a concentração de
130Brix e 230Brix é, aproximadamente, igual à
concentração de 330Brix que o espectro da
polpa de manga.
Observou-se também, que o sinal
fotoacústico das amostras de polpa de manga
em função da freqüência de modulação
apresenta-se igual para as concentrações,
13,40Brix < C < 30,40Brix na faixa de
freqüência, 13,7Hz1/2 < f < 14,3Hz1/2.
A variação da intensidade do sinal
fotoacústico da polpa de manga em função da
concentração para uma freqüência de
modulação, f = 12,24Hz1/2, está representada na
Figura 3. Observou-se que a intensidade do
sinal fotoacústico aumenta com a concentração
da polpa, segundo uma relação cúbica do tipo:
SF = -4,526.10-4 + 0,00168C – 1,02577E-4C2 +
1,8098E-6C3
(3)
O valor do coeficiente de determinação
(R2 = 0,9604) indica que a equação polinomial
de terceiro grau descreve bem o comportamento
dos dados observados.
Figura 5 - Sinal Fotoacústico da polpa de manga em função da concentração (oBrix)
comprimento de onda,  = 475nm.
Na Figura 6, é mostrado o
comportamento da variação da intensidade do
sinal fotoacústico da solução açucarada em
função da concentração para uma freqüência
de modulação, f = 12,24Hz1/2. Observou-se que
a solução açucarada se apresentou com o
mesmo comportamento da polpa de manga, em
que a intensidade do sinal fotoacústico
145
com
aumenta com a concentração da solução,
segundo uma relação cúbica do tipo:
SF = 0,0,01615 – 2,78.10-4 C
(4)
O valor do coeficiente de determinação
(R2 = 0,8764) indica que a equação polinomial
de terceiro grau descreve bem o
comportamento dos dados observados.
146
Figura 6 - Sinal Fotoacústico da solução açucarada em função da concentração ( oBrix)
comprimento de onda,  = 475nm.
com
CONCLUSÕES
A análise dos espectros da polpa de
manga nas concentrações utilizadas neste
trabalho permite concluir que:
Araújo, J. L. Propriedades termofísicas da
polpa do cupuaçu. 2001. 85f. Campina
Grande, Universidade Federal da Paraíba,
(Mestrado em Engenharia Agrícola).



A intensidade do sinal fotoacústico
diminui com o aumento da concentração
da polpa para uma freqüência de
modulação, f = 12,24Hz1/2, segundo uma
relação cúbica;
Para a faixa de freqüência de modulação,
13,7Hz1/2 < f < 14,3Hz1/2, a intensidade
do sinal fotoacústico da polpa não
mostrou variações significativas em
função da concentração e, portanto, foi
considerada constante;
A intensidade do sinal fotoacústico
diminui com o aumento da concentração
da solução açucarada para uma
freqüência de modulação, f = 12,24Hz1/2,
segundo uma relação linear;
Costa, W. S. Espectroscopia fotoacústica
aplicada à determinação da efusividade
térmica de polpas de frutas. 2003. 72p.
Campina Grande, Universidade Federal da
Paraíba,
(Mestrado
em
Engenharia
Agrícola).
Hernandez Guevara, A.; Cruz Orea, A.; Sánchez
Sinencio, F. Application of the photoacoustic
technique in the optical and thermal
characterization of a ternary compoud
embedded in a zeolite host. Superfícies y
Vacio, v. 10, p. 51-55, 2000.
Pao, Y.H. Solid state photoacoustic spectroscopy.
In: Rosencwaig, A. ( 1 a ed.). Optoacoustic
spectroscopy and detection. New York:
Academic Press, INC., 1997. cap. 8, p. 193.
Rosencwaig, A; A. Gersho. Theory of the
photoacoustic effect with solids. Journal
Applied Physics, v. 47, p. 64-69, 1976.
147
Silva, S. B Propriedades termofísicas da
polpa do abacaxi. 1997. 93p. Campinas - SP,
Universidade Estadual de Campinas, Faculdade
de Engenharia de Alimentos. (Mestrado cm
Simões, R. M. Propriedades termofísicas
da polpa de manga. 1997. 73p. Campinas SP, Universidade Estadual de Campinas,
Faculdade de Engenharia de Alimentos.
(Mestrado cm Engenharia de Alimentos).
Silva, L. D.; Costa, R. C.; Suassuna Filho, J.;
Carvalho. L, H. Espectroscopia fotoacústica de
alguns polímeros na região do espectro.
Encontro Nacional de Física da matéria
Condensada, 26, 2003, Caxambu, Resumo...
UFMG/ENFMC, 2003. v.1, p. 243.
Vieira, J A. G. Propriedades termofísicas e
convecção no escoamento laminar de suco
de laranja em tubos. 1996. 87p. Campinas SP, Universidade Estadual de Campinas,
Faculdade de Engenharia de Alimentos.
(Doutorado cm Engenharia de Alimentos).
148
ÁREA DE ARMAZENAMENTO PROCESSAMENTO DE
PRODUTOS AGRÍCOLAS
A Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas do Departamento de Engenharia
Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande mantém 5 Laboratórios dentre eles o
Laboratório de Análises Químicas, atendendo diversas linhas de pesquisas dentre as quais as de:




Alterações dos constituintes químicos de grãos e sementes armazenadas em unidades
convencionais e sob atmosfera controlada;
Alterações das características físico-químicas e dos constituintes químicos dos frutos sob
condições ambientais, a temperaturas de refrigeração e de congelamento;
Alterações químicas e físico-químicas de diferentes tipos de carne
Estudo de novas técnicas de medição dos constituintes químicos
LABORATÓRIO DE ANÁLISES QUÍMICAS
O Laboratório de Análises Químicas atende principalmente os Cursos de Graduação e PósGraduação em Engenharia Agrícola e o Doutorado em Engenharia de Processos da Universidade
Federal de Campina Grande – UFCG.
Coordenação da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
Av. Aprígio Veloso, 882 – Caixa Postal 10.087 Fones (083)310-1287; 310-1194 FAX 310-1185
Email- [email protected]
ISSN 1517-8595
149
ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE UMIDADE DE FARINHAS DE MANDIOCA
TEMPERADAS
Francislei Santa Anna Santos1, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo2,
Alexandre José de Melo Queiroz2
RESUMO
Foi realizado o levantamento das isotermas de adsorção de umidade, nas temperaturas de 20oC,
30oC e 40oC de duas formulações de farinhas de mandioca, compostas por mistura e
homogeneização de farinha de mandioca e diferentes proporções de tempero, elaborado com
corante natural à base de urucum, sal de cozinha, cebola desidratada, coentro desidratado e
gordura vegetal. As amostras foram caracterizadas físico-químicamente quanto ao teor de
umidade, cinzas, pH e acidez alcoólica. Foram utilizados os modelos de GAB e Oswin para
ajuste dos dados experimentais da umidade de equilíbrio em função da atividade de água das
amostras. As isotermas apresentaram forma sigmóide, sendo classificadas como tipo II. Os
dados de umidade de equilíbrio versus atividade de água foram bem ajustados pelas equações de
GAB e Oswin, podendo-se utilizar estas equações para representar as isotermas de adsorção de
umidade das farinhas de mandioca temperadas.
Palavras-chave: Manihot esculenta Crantz, farinha, isoterma.
MOISTURE ADSORPTION ISOTHERMS OF SPICED CASSAVA FLOUR
ABSTRACT
It was done the analyses of the moisture adsorption isotherms at the temperatures of 20, 30 and
40oC of two cassava flour formulations, composed by mixture of cassava flour and different
proportions of spice, prepared with natural pigment, done with annatto, salt, dried onion, dried
coriander and vegetable fat. The samples were characterized according to the moisture, ashes,
pH and alcoholic acidity. Gab’s and Oswin’s models were used for the adjustment of
experimental moisture versus water activity data of the samples. The isotherms presented
sigmoid form and they were classified as isotherms of the type II. GAB’s and OSWIN’s
equations fitted themselves will to the equilibrium moisture content versus water activity data.
These equations can be used to represent the moisture adsorption isotherms of the spiced
cassava flour.
Keywords: Manihot esculenta Crantz, flour, isotherm.
INTRODUÇÃO
A mandioca (Manihot esculenta Crantz)
é um produto agrícola originário do continente
americano, conhecido e utilizado pelos nativos
desde antes da colonização das Américas. É
cultivada em todo o território nacional e em
muitos países tropicais. O Brasil está entre os
maiores produtores mundiais, embora não
figure entre os maiores exportadores, o que se
deve ao fato de que sua produção é direcionada
principalmente ao mercado interno.
_________________________
Protocolo 582 23 / 10 / 2004
1
Graduando em Engenharia Agrícola
2
Prof. Adjunto, Doutor, UFCG, Av. Aprígio Veloso, 882 Campina Grande – PB, 58109-970, [email protected], (83)310-1194.
Isotermas de adsorção de umidade de farinhas de mandioca temperadas Santos et al.
150
De acordo com a FAO (2000), a
produção global de raízes de mandioca situavase em torno de 160 milhões de toneladas anuais,
com perspectivas de atingir 210 milhões de
toneladas em 2005. Já a produção nacional
varia de 22 a 25 milhões de toneladas anuais
(Agrianual, 1999).
As maiores áreas plantadas encontram-se,
no Nordeste, sendo esta região a maior
consumidora. Existem muitas variedades,
divididas em mandiocas bravas e mansas,
podendo-se consumir as variedades mansas na
forma in natura.
A mandioca é uma das principais fontes
alimentícias
da
população
nordestina,
consumida em forma de farinha, de amido, ou
em derivados destes, como o beiju e outros. É,
também, utilizada na alimentação animal, como
forragem em raspa, etc. Os derivados em raspas
e pellets são utilizados nas indústrias de farinha,
amido e outros, com uma parcela da produção
destinada à exportação.
O mercado interno consome, praticamente, toda a produção de raízes de mandioca, na
forma tradicional de farinha de mesa. Trata-se
de um produto com baixo grau de
beneficiamento diante das alternativas de
incorporação de ingredientes flavorizantes,
objetivando a elaboração de farinhas
diferenciadas e de maior valor agregado, com
possibilidades de ampliar e conquistar novos
espaços no mercado. A adição destes
ingredientes, no entanto, modifica as
características físicas e químicas das farinhas,
principalmente, em relação à higroscopicidade,
podendo influir, na sua armazenabilidade,
conservação e vida de prateleira e trazendo
questões, inclusive, relacionadas ao tipo de
embalagem
mais
adequado
ao
seu
acondicionamento.
Este trabalho foi realizado com o
objetivo de se determinar as isotermas de
adsorção de umidade de duas formulações de
farinhas de
mandioca temperadas.
MATERIAL E MÉTODOS
A farinha de mandioca utilizada para a
composição das amostras temperadas foi
adquirida em supermercado da cidade de
Campina Grande, PB, classificada, segundo
critérios estabelecidos pelo Ministério da
Agricultura (Brasil, 1995), como pertencente ao
grupo - seca; subgrupo - fina beneficiada; classe
– branca e tipo - 1. Foram elaboradas duas
formulações, por mistura e homogeneização, da
farinha de mandioca com corante natural à base
de urucum (composto por: fubá, extrato oleoso
de urucum e sal), sal de cozinha, cebola
desidratada, coentro desidratado e gordura
vegetal, nas concentrações apresentadas na
Tabela 1.
Tabela 1 - Formulações das farinhas de mandioca temperadas
Concentração (%)
Formulação (no)
1
2
Corante
Cebola
Coentro
Sal
Gordura vegetal
10
15
2
3
2
3
1
1
3
3
Caracterização físico-química
Foi realizada a caracterização físicoquímica das farinhas de mandioca temperadas,
avaliando-se a umidade, cinzas ou conteúdo
mineral e pH, seguindo as metodologias do
Instituto Adolfo Lutz (1985). Determinou-se,
ainda, a acidez alcoólica, utilizando-se a técnica
de titulação com solução de NaOH padronizada
(AOAC, 1997).
A precisão das análises foi determinada,
calculando-se a média, o desvio padrão (Eq.1) e
o coeficiente de variação (Eq. 2).
σ
 x  x 
2
n 1
σ
CV (%)  x100
x
(1)
(2)
em que,
 - desvio padrão
x - média
CV – coeficiente de variação
Isotermas de adsorção
As isotermas de adsorção de água das
farinhas de mandioca temperadas foram
determinadas através do método gravimétrico
estático, utilizando-se soluções saturadas dos
sais MgCl2.6H2O, K2CO3, NaNO2, KI, NaCl,
(NH4)2SO4, KCl e NaOH, nas temperaturas de
20°C, 30°C e 40°C. As soluções de sais foram
colocadas em recipientes de vidro herméticos,
onde foram colocados três cadinhos que
continham cerca de 1 grama de amostra em
cada recipiente. As amostras permaneceram
nesses ambientes até atingirem o equilíbrio, ou
seja, até que as variações de massa entre
pesagens
se
tornassem
insignificantes,
detectadas através de pesagem em balança
analítica. O processo foi acompanhado por
pesagens das amostras a cada 24 horas.
Os valores das umidades de equilíbrio
(UE) foram calculados em base seca (% B.S),
utilizando-se a Equação 3:
 magua 
 100
UE  
m
seca


(3)
A massa seca foi determinada em estufa à
105 C até peso constante. A massa de água foi
obtida pela diferença entre a massa da amostra
no equilíbrio e a massa seca. Os cálculos dos
valores da umidade de equilíbrio foram feitos
para cada cadinho e por último obteve-se a
média aritmética das três repetições para cada
sal. O ajuste matemático das isotermas de
adsorção foi efetuado, utilizando-se os modelos
de GAB (Eq. 4) e Oswin (Eq. 5), que foram
resolvidas pelo processador matemático
Statistica, versão 5.0, através de regressão nãolinear estimados pelo método Quasi-Newton e
critério de convergência de 0,0001.
o
GAB
Xm C k a w
(4)
[(1  k a w )(1  k a w  C k a w )]
Oswin
em que:
O critério utilizado para avaliar o ajuste
de cada equação aos dados experimentais foi o
coeficiente de determinação (R2) e o desvio
percentual médio (P), calculado pela Equação
6.
P
100 n x(experime ntal)  x(teórico )
(6)

n i 1
x(experime ntal)
em que,
n - número de observações
x - umidade do material
Caracterização físico-química
mseca - massa seca
 a 
X  Xm  w 
 1  aw 
X - umidade de equilíbrio do material
(% base seca)
aw - atividade de água
Xm - umidade na monocamada do material
adsorvente (% base seca)
C - constante de Guggenheim
k - constante de correção das propriedades das
moléculas na multicamada com relação ao
volume do líquido
em que,
magua - massa de água
X
151
k
(5)
Os resultados obtidos das análises de
umidade, cinzas, pH das Formulações 1 e 2
estão apresentados na Tabelas 2. Os
coeficientes de variação (CV) foram menores
que 10% o que, de acordo com Ferreira (1991),
significa que os dados experimentais foram
obtidos com boa precisão. Observando-se os
resultados médios da umidade inicial das
amostras, verifica-se que a Formulação 2
apresentou uma umidade inferior cerca de 9%
em relação à Formulação 1, resultante da adição
em maior quantidade de temperos secos.
Constata-se, ainda, que as umidades nas
farinhas temperadas são muito menores do que
a umidade recomendada para a farinha seca que
é de cerca de 13% de acordo com o Ministério
da Agricultura (Brasil, 1995).
Com relação aos resultados médios do
teor de cinzas das formulações estudadas,
observa-se um valor maior das cinzas para a
Formulação 2, indicando a contribuição da
adição em maior quantidade dos temperos secos
sobre o conteúdo mineral da amostra. Esses
valores são superiores aos determinados por
Ferreira Neto et al. (2003) ao avaliarem farinhas
de mandioca temperadas com corante, sal,
cebola em pó e manteiga, que variaram de 2,6 a
3,2%.
152
Constata-se que a média geral do pH das
amostras foi de 5,38 unidades, possibilitando
classificar as amostras como alimentos pouco
ácidos de acordo com Baruffaldi & Oliveira
(1998), pois possuem pH acima de 4,5.
Tabela 2 - Umidade, cinzas e pH das farinhas de mandioca temperadas
Amostra
Formulação 1
Formulação 2
Umidade (% base úmida)
CV (%)
Média  DP
0,58
7,4595  0,0435
1,91
6,7458  0,1290
Cinzas (%)
pH
CV (%) Média  DP CV (%)
Média  DP
2,75
0,21
3,7082  0,1021
5,42  0,01
2,97
0,19
4,1327  0,1229
5,34  0,01
Estão apresentados, na Tabela 3, os
resultados médios da acidez alcoólica, em
percentagem, das farinhas de mandioca
temperadas. Verifica-se, na Formulação 2, uma
acidez alcoólica média superior à da
Formulação 1 em cerca de 26%. O menor
percentual de acidez alcoólica observado na
Formulação 1 era esperado, posto que esta
amostra contém menor quantidade dos aditivos
(corante, cebola e coentro), os quais possuem
uma acidez natural na sua composição.
Schunemann et al. (2004) obtiveram valores
variando de 0,19 a 0,27% ao avaliarem a acidez
de diferentes cultivares de cebola.
Tabela 3 - Acidez alcoólica das farinhas de
mandioca temperadas
Acidez alcoólica (%)
Amostra
Formulação 1
Formulação 2
Média  DP
CV (%)
3,4555  0,0551
4,3752  0,0956
1,5949
2,1840
Isotermas de adsorção
Oswin obtidos para os dados experimentais das
isotermas de adsorção da Formulação 1, nas
temperaturas de 20, 30 e 40oC encontram-se, na
Tabela 4. Verifica-se que os valores dos desvios
percentuais médios (P) para o modelo de GAB
são menores que 5%, o que, de acordo com
Lomauro et al. (1985) indica bons ajustes. Os
coeficientes de determinação (R2) apresentaram
valores acima de 0,99 para ambos os modelos,
possibilitando se afirmar que as equações
ajustaram, adequadamente, os resultados
experimentais para a amostra.
Analisando-se os parâmetros da equação
de GAB, expostos na Tabela 4, constata-se que
os valores do parâmetro C, representando a
energia livre parcial molar, não apresentam
tendência bem definida sob o aumento de
temperatura, uma vez que, embora sejam
crescentes entre 20 e 40oC, a 30ºC, tem-se o
maior valor, superando o obtido para 40oC.
Com relação ao parâmetro K, observa-se que
este aumentou com o aumento da temperatura,
mas o aumento entre 20 e 30oC foi de apenas
0,1%. Os valores do parâmetro Xm, ao contrário
de C e K, sofreram reduções com o aumento de
temperatura, o que também foi observado por
Aviara & Ajibola (2002) para mandioca.
Os parâmetros dos modelos de GAB e
Tabela 4 - Parâmetros de ajuste dos modelos para as isotermas de adsorção da Formulação 1 nas
temperaturas de 20ºC, 30ºC e 40ºC, coeficientes de determinação (R2) e desvios
percentuais médios (P)
Modelos
GAB
Oswin
Temperatura
(ºC)
20
30
40
Temperatura
(ºC)
20
30
40
Parâmetros
Xm
5,7159
5,2302
4,5990
C
42,6638
63,3598
46,3386
K
0,9374
0,9385
0,9610
R2
P (%)
0,9997
0,9997
0,9995
0,8335
0,8229
1,5435
Xm
K
R2
P (%)
11,0411
10,3340
9,2550
0,5225
0,5051
0,5392
0,9948
0,9926
0,9925
7,4295
8,1706
9,6582
Na Figura 1, têm-se os resultados
experimentais das umidades de equilíbrio em
função da atividade de água nas temperaturas
de 20ºC, 30ºC e 40ºC para a Formulação 1, com
ajustes pela equação de GAB. As isotermas de
adsorção de umidade evidenciaram curvas com
comportamento sigmoidal, do tipo II, de acordo
com a classificação de Brunauer et al. citado
por Rizvi (1986). Kumar (1974) também
encontrou forma sigmoidal para as isotermas de
farinha de milho. Esse pesquisador afirma que a
153
forma da isoterma revela a maneira como a
água está ligada.
Observam-se, na Figura. 1, decréscimos
da umidade de equilíbrio com o aumento da
temperatura. Ferreira & Pena (2003)
justificaram esse comportamento com base no
aumento da pressão de vapor da água no ar e na
superfície do produto. Este aumento é maior na
superfície do produto, pois a mesma apresenta
maior número de moléculas de água que o ar.
Maior pressão de vapor implica maior perda de
água, para que se atinja o equilíbrio.
30
Umidade de equilíbrio (% base seca)
25
20
20
30
40
15
10
5
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Atividade de água (a
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
w)
Figura 1 - Isotermas de adsorção da Formulação 1 ajustadas pelo modelo de GAB para as
temperaturas de 20ºC, 30ºC e 40ºC.
Na Tabela 5, têm-se os parâmetros
obtidos no ajuste das equações de GAB e
Oswin aos dados experimentais de adsorção da
Formulação 2, nas temperaturas de 20ºC, 30ºC
e 40ºC. Observa-se que os coeficientes de
determinação (R2) apresentam valores próximos
de 1 e os desvios percentuais médios (P)
resultaram inferiores a 5%, configurando
ajustes satisfatórios para as isotermas de
adsorção de umidade da formulação.
Para a equação de GAB, em relação ao
parâmetro C, observa-se que há uma
diminuição da energia livre parcial molar com o
aumento da temperatura, mas entre 30 e 40oC
essa redução é mínima, em torno de 0,1%. Com
relação
ao
parâmetro
K
observa-se,
comportamento idêntico ao parâmetro C,
diminuição com o aumento da temperatura, mas
com diferença máxima em torno de 1% entre 20
e 40oC. Resio et al. (1999), ao estudarem o
amido de amaranto, determinaram valores para
o parâmetro K de 0,81 e 0,76 nas temperaturas
de 25ºC e 35ºC, respectivamente. Esses valores
são inferiores aos valores determinados para o
parâmetro K para a Formulação 2 nas
temperaturas estudadas.
O parâmetro Xm (GAB), representando a
umidade na monocamada do material
adsorvente, não demonstrou sofrer uma
influência consistente da temperatura. Esse
parâmetro é importante, pois pode ser
relacionado com o início de uma série de
reações químicas de deterioração dos alimentos
(Ferreira & Pena, 2003).
154
Tabela 5 - Parâmetros de ajuste dos modelos de ajuste para as isotermas de adsorção da Formulação 2
nas temperaturas de 20ºC, 30ºC e 40ºC, coeficientes de determinação (R2) e desvios
percentuais médios (P)
Parâmetros
Temperatura
Modelos
R2
P (%)
(ºC)
Xm
C
K
20
5,2743
38,9742
0,9458
0,9994
1,6946
30
5,5022
23,9138
0,9379
0,9993
1,7702
GAB
40
5,4506
23,8802
0,9355
0,9982
3,2086
Temperatura
Xm
K
R2
P (%)
(ºC)
20
10,2500
0,5382
0,9942
8,6170
Oswin
30
10,2966
0,5382
0,9966
7,3487
40
10,1910
0,5293
0,9962
7,2019
Na Figura 2 são apresentadas as
isotermas de adsorção de umidade com ajustes
pela equação de GAB nas temperaturas de
20ºC, 30ºC e 40ºC para a Formulação 2, onde
se evidenciam curvas de forma sigmóide,
classificadas como isotermas do tipo II, de
acordo com Brunauer et al. citado por Rizvi
(1986). Essa forma também foi verificada para
sementes de coentro em pó (Selot et al., 1991).
Observa-se que o aumento de
temperatura teve pouca influência sobre o
comportamento das isotermas, não sendo
possível distinguir diferenças entre as razões de
umidade de equilíbrio e atividade de água da
Formulação 2.
30
Umidade equilíbrio (% base seca)
25
20
20
30
40
15
10
5
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Atividade de água (a
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
w)
Figura 2 - Isotermas de adsorção de umidade da Formulação 2 com ajustes pelo modelo de GAB para
as temperaturas de 20ºC, 30ºC e 40ºC.
CONCLUSÕES
As isotermas de adsorção de umidade das
farinhas de mandioca temperadas apresentaramse como isotermas do tipo II, de forma
sigmóide.
Os ajustes dos dados de umidade de
equilíbrio versus atividade de água foram bem
ajustados pela equação de Oswin e melhor
ainda pela equação de GAB, em todas as
temperaturas, podendo ser utilizadas para
representar as isotermas de adsorção de
umidade das farinhas de mandioca temperadas.
AGRADECIMENTO
Ao CNPq pela concessão da bolsa de
iniciação científica (PIBIC/CNPq/UFCG).
Agrianual.
Anuário
da
Agricultura
Brasileira. São Paulo: Argos Comunicação,
1998. 268p.
A.O.A.C. - Associaton of Official Analytical
Chemists. Official methods of analysis.
16.ed. Maryland: AOAC, 1997. 1141p.
Aviara, N.A.; Ojibola, O.O. Thermodynamics
of moisture sorption in melon seed and
cassava. Journal of Food Engineering, n.4,
Baruffaldi, R.; Oliveira, M.N. Fatores que
condicionama estabilidade de alimentos. In:
Baruffaldi, R.; Oliveira, M.N. Fundamentos
de tecnologia de alimentos. São Paulo:
Atheneu, 1998. v. 3, cap. 2, p. 13-25.
Brasil. Portaria n. 554, de 30 de agosto de 1995.
Estabelece a Norma de Identificação,
Qualidade, Acondicionamento e Transporte
da Farinha de Mandioca, para fins de
comercialização. Diário Oficial [da]
República Federativa do Brasil, Poder
Executivo, Brasília, DF 01 de set.1995
Fao. Championing the cause of cassava.
Disponível em: <http:/www.fao.org/news/
2000/000405.e.htm.2000>. Acesso em:17 de
Fevereiro de 2000
Ferreira, P.V. Estatística experimental
aplicada à agronomia. Maceió: EDUFAL,
1991. 437p.
Ferreira, C.D.; Pena, R.S. Comportamento
higroscópico da farinha de pupunha (Bactris
gasipaes). Ciência e Tecnologia de
155
Alimentos, Campinas, v.23, n.2, p.251-255,
2003.
Ferreira Neto, C.J.; Figueirêdo, R.M.F.;
Queiroz, A.J.M. Avaliação físico-química de
farinhas
de
mandioca
durante
o
armazenamento. Revista Brasileira de
Produtos
Agroindustriais,
Campina
Grande, v.5, n.1, p.25-31, 2003.
Instituto Adolfo Lutz. Normas analíticas do
Instituto Adolfo Lutz: Métodos químicos
e físicos para análise de alimentos. 3.ed.
São Paulo: O Instituto, 1985. v.1, 533p.
Kumar, M. Water vapour adsorption on whole
corn flour, degermed corn flour, and germ
flour. Journal of Food Technology, v.9,
n.4, p.433-444, 1974.
Lomauro, C.J.; Bakshi, A.S.; Labuza, T.P.
Evalution of food moisture sorptin isotherm
equations. Part I : fruit, vegetable and meat
produts. Lebensmittel Wissenschaft und
Tecnologie, v.18, p. 111-117, 1985
Resio, A.C.; Aguere, R.J.; Suárez, C. Analysis
of the sorptional characteristics of amaranth
starch, Journal of Food Engineering, v.42,
n.1, p.51-57, 1999.
Rizvi, S.S.H. Thermodynamic properties of
foods in dehydration. In: Rao, M.A.; Rizvi,
S.S.H. Engineering properties of foods.
New York: Marcel Dekker, 1986. p.133214.
Schar, W.; Ruegg, M. The evaluation of
G.A.B. constants from water vapour
sorption data. Lebensmittel Wissenschaft
und Tecnologie, v.18, n.4, p.225-229,
1985.
Selot, A.; Bera, M.B.; Mukherjee, S.;
Keshervani, G.P.; Sharma, Y.K. Moisture
adsorption isotherm, fractionation of bound
water and storage stabiliity of coriander
seed powder. Journal of Food Science and
Technology, v.28, n.4, p.216-221, 1991.
156
Volume 6, Número 2, Julho-Dezembro, 2004
ISSN 1517-8595
157
RELAÇÃO ENTRE O PERÍODO DE PÓS-COLHEITA E A VIDA DE
PRATELEIRA NO RESFRIAMENTO DE RÚCULA
Lineu L. Pataro1, Vivaldo Silveira Júnior2
RESUMO
O resfriamento e estocagem de produtos perecíveis são métodos que proporcionam o
prolongamento da vida útil, minimizando as perdas das características sensoriais e nutricionais,
relativas ao produto fresco. O parâmetro degree-time (DT), que representa a energia recebida e
gerada pelo produto após a colheita durante um determinado tempo, é calculado como a integral
da temperatura do produto em função do tempo pós-colheita, até um tempo de referência. Este
trabalho consiste na determinação de uma metodologia para cálculo do DT de hortaliças através
do monitoramento, após a colheita, da temperatura do alimento submetido a dois diferentes
métodos de resfriamento: rápido (com ar forçado) e lento (em câmara frigorífica), e posterior
estocagem. Os ensaios permitiram avaliar a influência dos tempos de espera (de 0 a 8 h),
métodos de resfriamento e temperaturas de estocagem (de 0 a 10oC), definindo a relação do
indicador DT com a vida de prateleira do produto.
Palavras-Chave: resfriamento, vida de prateleira, tempo de espera, rúcula.
RELATION BETWEEN THE POST HARVEST TIME AND THE SHELF LIFE
THE REFRIGERATION OF ROCKET
ABSTRACT
The refrigeration and post harvest storage of perishable products are processes that can
increase the life time of the perishable products, minimizing the loss of the sensorial and
nutritional characteristics, when it’s compared to the fresh-cut product. The degree-time
parameter (DT), which represents the energy received and generated by the post harvest
product during a certain period of time, is calculated by the integral of the product
temperature in function of the post harvest time. This work consists on the
determination of a methodology to calculate the DT of vegetables, by monitoring the
product temperature, after harvest, submitted to two different refrigeration processes:
fast (with forced air) and slow (inside a refrigeration chamber), and subsequent storage.
The proposed experimental plan allowed us to evaluate the influence of the delay time
(from 0 to 8 h), refrigeration methods and storage temperatures (from 0 to 10oC),
describing the connection between the DT indicator and the product shelf life time.
Keywords: refrigeration, shelf life, degree-time
_____________________
Protocolo 587 25/10 / 2004
1
Departamento de Engenharia de Alimentos – Faculdade de Engenharia de Alimentos - Universidade Estadual de Campinas–
UNICAMP. Caixa Postal 6121 - CEP: 13083-862 – Campinas/SP – Brasil. Telefone: (0-xx-19)3788-4086 E-mail:
[email protected],
2
Professor do Departamento de Engenharia de Alimentos –UNICAMP. Caixa Postal 6121 - CEP: 13083-862 – Campinas/SP –
Brasil. E-mail: [email protected]
158
Relação entre o período de pós-colheita e a vida de prateleira no resfriamento de rúcula
Pataro e Silveira Júnior
(DT), determinando sua relação com a vida de
prateleira da rúcula.
INTRODUÇÃO
Segundo Salgado (2001), o Brasil é o
país das perdas. Só no ano de 2000, bilhões de
dólares foram perdidos. Na agricultura, cerca de
30% de tudo o que é produzido não chega na
mesa do consumidor. As perdas de alimentos
ocorrem
na
colheita,
transporte,
comercialização, estocagem e preparo do
alimento.
Além do aspecto das perdas perante a
população não alimentada, há o prejuízo dos
próprios produtores de alimentos. Segundo
Anon (2001), o Brasil é um dos países que mais
produzem frutas tropicais e hortaliças, mas as
grandes perdas têm contribuído para reduzir a
rentabilidade do setor. Nos últimos anos,
porém, a conscientização de produtores,
processadores e distribuidores, tem aumentado
sobre a necessidade de suporte tecnológico,
visando ao melhor aproveitamento de vegetais
que não alcançam padrão para mesa.
Segundo Turk & Celik (1999), o fator
que mais afeta a vida pós-colheita de hortaliças
é a temperatura. Tanabe & Cortez (1998) citam
a importância da “Cadeia do Frio”, isto é, o
resfriamento e conservação à baixa temperatura
de frutas e hortaliças desde a colheita até o
consumo final. A comercialização de frutas e
hortaliças não refrigeradas nos pontos de venda
acarreta uma diminuição, na vida útil do
alimento, modificando as características físicas,
visuais e até nutricionais. Normalmente, vista
como uma encarecedora do custo de alimentos,
a utilização desta técnica deve ser repensada e
avaliada como uma alternativa efetiva contra as
perdas, a favor do aumento da vida de prateleira
dos alimentos e, conseqüente, satisfação do
consumidor, atualmente mais exigente.
De acordo com Fournier & Vandiovet
(1983), quanto maior o tempo de espera para a
aplicação do método de resfriamento, menor
será a vida de prateleira do alimento. Este fato é
claramente constatado no caso de hortaliças e
frutas mais sensíveis ao calor. Além disso,
quanto maior este tempo de espera, mais será
requerido do sistema de refrigeração para retirar
o calor do produto. Neste caso, o parâmetro
degree-time (DT), que representa a energia
recebida e gerada pelo produto, após a colheita
em função do tempo, pode ser utilizado como
um indicador quantitativo.
O objetivo deste trabalho consiste no
desenvolvimento de uma metodologia que
possibilite calcular o parâmetro degree-time
MATERIAL E MÉTODOS
Procedimento com o Produto
Os maços de rúcula foram colhidos por
volta das 7 horas da manhã, provenientes de um
mesmo campo de produção, a fim de se obter a
maior homogeneidade possível das amostras.
As rúculas foram produzidas em estufas,
cultivadas em canteiros e sem sistema de
irrigação. Os pés foram colhidos e dispostos em
caixas plásticas entre 40 e 45 dias de
desenvolvimento. A embalagem utilizada para o
acondicionamento dos maços foi um saco
plástico sem fundo com pequenos orifícios,
deixando as raízes e as extremidades das folhas
expostas.
Imediatamente após a chegada dos maços
de rúcula ao laboratório, estes eram dispostos
na câmara acondicionadora, onde permaneciam
a 17 – 20oC e 65 – 75% de umidade relativa,
durante o tempo de espera pré-determinado para
cada ensaio. Transcorrido este período, o
produto era transferido para a câmara
frigorífica; ou no Túnel Californiano, para o
resfriamento rápido, ou diretamente em uma
estante, para a estocagem frigorificada.
Planejamento dos Experimentos
Foram
efetuados
planejamentos
experimentais fatoriais completos e análise
por superfície de resposta, com a finalidade de
analisar e quantificar as influências de cada
variável sobre o processo.
Como os métodos de resfriamento
(estocagem em câmara e ar forçado) são
variáveis discretas, foram realizados dois
planejamentos experimentais completos com
pontos centrais para cada método.
A faixa da temperatura de estocagem foi
entre 0 e 10oC, de acordo com a literatura
(Hardenburg et al., 1986; Thompson et al.,
1986) e, observando que alguns produtores não
dispõem de diversas câmaras frigoríficas, devese considerar a possibilidade de estocar a rúcula
juntamente com outros produtos que exigem
temperaturas mais elevadas de conservação. O
tempo de espera, que é o tempo desde a colheita
até a aplicação do método de resfriamento,
variou de 0 a 8 horas.
Uma vez que a temperatura do produto
foi monitorada pela aquisição de dados, desde o
acondicionamento até o final de sua vida útil, o
histórico da temperatura do produto auxiliou
nas avaliações das variáveis dependentes. Estas
variáveis
respostas
do
PFCC
são,
especificamente,
o
DT/DTtest
(degreetime/degree-time da testemunha) e o tempo de
vida de prateleira.
Determinação das variáveis dependentes
A vida de prateleira é determinada a
partir da colheita até a perda da qualidade
comercial do produto. Desta forma, a vida de
prateleira foi determinada por meio da análise
sensorial, quanto aos parâmetros: aparência
geral e aceitação de compra.
Aplicando o conceito para a área de
fisiologia pós-colheita, o DT pode ser calculado
a partir do comportamento da diferença da
temperatura do produto em relação à
temperatura de referência em função do tempo
(Equação 1). Porém, a fim de tornar esta
variável dependente um índice (adimensional) e
comparável à testemunha, foi considerado
apenas o histórico de temperatura relativo ao
tempo de vida de prateleira da testemunha (24
h) (Equação 2).
tf
DT 
 T
p
 Tref dt
(1)
0
tf
DT

DTtest
 T
p
0
tf
 T
test
159
provadores (Stone & Sidel, 1985) não-treinados
avaliou a aparência geral e opinou sobre a
possibilidade de compra do produto (aceitação
do consumidor).
No momento da análise sensorial, as
amostras, codificadas com três dígitos
aleatórios, eram dispostas sobre uma superfície
branca e em ambiente com boa iluminação do
tipo fluorescente (luz do dia).
O provador atribuía notas de 1 a 9 para
aparência geral (Peryam & Girardot, 1952) e
indicava a possibilidade de compra (5 opções).
A perda de qualidade do produto para a venda
ocorria no momento em que a média das notas
de aparência geral fosse inferior a 5, ou a
maioria dos provadores declarasse que,
possivelmente, ou, certamente, não compraria o
produto.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Experimentos com rúcula
Foi verificado, durante o experimento,
que a temperatura das folhas das rúculas foi
sempre ligeiramente menor que a do caule (de
0,5 a 1oC). Desta forma, decidiu-se adotar como
valores de temperatura de estocagem, a
temperatura das folhas. Esse critério foi adotado
como segurança, a fim de evitar danos causados
pelo frio aos maços de rúcula, decorrentes dos
ensaios realizados a baixas temperaturas.
Resfriamento por estocagem em câmara
frigorífica
 Tref dt
 Tref dt
(2)
0
Análise sensorial
A análise sensorial foi necessária para a
determinação da vida de prateleira do produto
resfriado.
Era amostrado, aleatoriamente, um maço
de rúcula por ensaio para ser submetido à
análise sensorial, que era realizada sempre às
13:30 h, com duração de 30 minutos, a fim de
determinar o período exato de 24 h (1 dia) entre
as análises e aproveitar a maior disponibilidade
dos provadores (após o almoço e antes do
expediente vespertino). Uma equipe de 20
Os resultados do planejamento proposto
estão dispostos na Tabela 1. A temperatura
inicial dos maços de rúcula foi de 17 a 20oC,
obtida com a utilização da câmara
acondicionadora.
Na Tabela 2, encontram-se os modelos
lineares e quadráticos, para as duas variáveisresposta.
Para as duas variáveis-resposta, os
modelos quadráticos apresentaram valores de
correlação maiores que os lineares. Os valores
dos testes F foram maiores nos modelos
quadráticos, porém, haja vista que o valor de F
calculado deve ser 4 vezes maior do que o
tabelado para se obter uma boa predição dos
resultados, o modelo linear, também, se
apresentou adequado para as duas variáveis
dependentes.
160
Tabela 1 - Resultados dos ensaios com resfriamento por estocagem em câmara
fria x
x
Ensaio
Variáveis
independentes
No
te (h) Te (oC)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6,83
1,17
6,83
1,17
4
4
4
8
0
4
4
8
8
2
2
5
5
5
5
5
10
0
Variáveis
dependentes
VP
DT/DTtes
(dias)
t
3
0,605
4
0,458
8
0,229
9
0,173
5
0,402
5
0,402
5
0,402
4
0,521
6
0,288
3
0,618
11
0,130
te é o tempo de espera, Te é a temperatura de estocagem,
VP é a vida de prateleira e DT/DTtest é o degreetime/degree-time da testemunha.
Através da Figura 1, pode-se observar
que a vida de prateleira sofreu maior influência
da temperatura de estocagem, verificando-se
que, quanto menores os valores desta variável
independente, maiores foram as vidas de
Tabela 2 - Modelos empíricos das variáveisresposta dos ensaios com resfriamento por
estocagem em câmara frigorífica x
Modelos
Vida de Prateleira (dias)
Linear:
VP = 10,44481 – 0,17668te – 0,88883Te
Quadrático:
VP = 12,16369 – 0,27721te + 0,00799te2 –
1,64744Te + 0,08335Te2
DT/DTtest
Linear:
DT/DTtest = 0,034423 + 0,017933te +
0,055083Te
Quadrático:
DT/DTtest = 0,0557 + 0,015021te –
0,000612te2 +
0,055131Te – 0,001442Te2 + 0,00268teTe
x
te é o tempo de espera para o resfriamento, Te é a
temperatura de estocagem, VP é a vida de prateleira e
DT/DTtest é o degree-time/degree-time da testemunha.
Fcalc é o valor de F calculado e o Ftab indica o valor de F
tabelado a 95% de confiança.
prateleira do produto. O tempo de espera para o
resfriamento, também, influenciou a vida de
prateleira, porém em menor escala, quando
comparado com a influência da temperatura de
estocagem.
Figura 1 - Superfície-Resposta para a Vida de Prateleira, em função do tempo de espera e temperatura
de estocagem, do modelo empírico quadrático dos ensaios com resfriamento por
estocagem em câmara frigorífica
que o DT/DTtest sofreu influência da
temperatura de estocagem, verificando-se que
quanto maiores os valores desta variável
independente, maiores foram os valores de
161
DT/DTtest do produto. O tempo de espera para o
resfriamento também influenciou direta e
proporcionalmente os valores de DT/DTtest,
porém em menor proporção quando comparado
com a influência da temperatura de estocagem.
Figura 2 - Superfície-Resposta para o Degree-Time/Degree-Time da Testemunha, em função do
tempo de espera e temperatura de estocagem, do modelo empírico quadrático dos ensaios
com resfriamento por estocagem em câmara frigorífica
Resfriamento rápido por ar forçado (Túnel
Californiano)
Os resultados do planejamento proposto
estão dispostos na Tabela 3. A temperatura
inicial dos maços de rúcula foi de 17 a 20oC,
obtida com a utilização da câmara
acondicionadora.
Tabela 3 - Resultados dos ensaios com resfriamento rápido por ar forçado x
Variáveis
Variáveis
Ensaio
independentes
dependentes
VP
DT/DTtes
No
te (h) Te (oC)
(dias)
t
6,83
8
3
0,593
1
1,17
8
4
0,456
2
6,83
2
8
0,225
3
1,17
2
9
0,153
4
4
5
5
0,389
5
4
5
5
0,387
6
4
5
5
0,387
7
8
5
4
0,510
8
0
5
6
0,276
9
4
10
3
0,613
10
4
0
11
0,124
11
x
te é o tempo de espera, Te é a temperatura de estocagem,
VP é a vida de prateleira e DT/DTtest é o degreetime/degree-time da testemunha.
A Tabela 4 mostra os modelos lineares e
quadráticos, para as duas variáveis-resposta.
Tabela 4 - Modelos empíricos das variáveisresposta dos ensaios com resfriamento rápido por ar forçado x
Modelos
Vida de Prateleira (dias)
Linear:
VP = 10,44481 – 0,17668te – 0,88883Te
Quadrático:
VP = 12,16369 – 0,27721te + 0,00799te2 –
1,64744Te + 0,08335Te2
DT/DTtest
Linear:
DT/DTtest = 0,016565 + 0,018463te +
0,055917Te
Quadrático:
DT/DTtest = 0,03458 + 0,017706te –
0,000428te2 +
0,055039Te – 0,001086Te2 + 0,001914teTe
x
te é o tempo de espera para o resfriamento, Te é a
temperatura de estocagem, VP é a vida de prateleira e
DT/DTtest é o degree-time/degree-time da testemunha.
Fcalc é o valor de F calculado e o Ftab indica o valor de F
tabelado a 95% de confiança.
162
Para as duas variáveis-resposta, os
modelos quadráticos apresentaram valores de
correlação maiores que os lineares. Os valores
dos testes F foram maiores nos modelos
quadráticos, porém, considerando que o valor
de F calculado deve ser 4 vezes maior do que o
tabelado para se obter uma boa predição dos
resultados, o modelo linear, também, se
apresentou adequado para as duas variáveis
dependentes.
que a vida de prateleira sofreu maior influência
da temperatura de estocagem, verificando-se
que, quanto menores os valores desta variável,
independente, maiores foram as vidas de
prateleira do produto. O tempo de espera para o
resfriamento, também, influenciou a vida de
prateleira, porém em menor proporção, quando
comparado com a influência da temperatura de
estocagem.
Figura 3 - Superfície-Resposta para a Vida de Prateleira, em função do tempo de espera e temperatura
de estocagem, do modelo empírico quadrático dos ensaios com resfriamento rápido por ar
forçado
que o DT/DTtest sofreu maior influência da
temperatura de estocagem, verificando-se que,
quanto maiores os valores desta variável
independente, maiores foram os valores de
DT/DTtest do produto. O tempo de espera para o
resfriamento, também, influenciou direta e
proporcionalmente os valores de DT/DTtest,
porém em menor proporção quando comparado
com a influência da temperatura de estocagem.
163
Figura 4 - Superfície-Resposta para o Degree-Time/Degree-Time da Testemunha, em função do
tempo de espera e temperatura de estocagem, do modelo empírico quadrático dos ensaios
com resfriamento rápido por ar forçado
Resfriamento Rápido (Túnel Californiano)
versus Estocagem Frigorificada
O resfriamento dos maços de rúcula foi
monitorado por termopares tipo T. Com esses
dados, foi gerada uma curva real do
comportamento térmico da hortaliça (folhas
internas a um maço aleatoriamente amostrado
em cada caixa) durante todo o período de
estocagem (vida de prateleira). Na Figura 5
verifica-se a diferença, nos ensaios 1 e 12, entre
a curva de resfriamento por estocagem em
câmara frigorífica e a curva de resfriamento
rápido por ar forçado, apenas durante o período
de resfriamento até atingirem a temperatura de
7/8 da diferença entre a temperatura inicial e a
final do produto. É possível notar diferença
significativa entre o tempo de 7/8 de
resfriamento em relação aos dois métodos de
resfriamento (no ensaio 1 é de 12 min, enquanto
que no ensaio 12 este tempo é de 46 min),
quando a temperatura do ar é de 8oC.
20
Ensaio 1- Estocagem (te = 6:50h e Te = 8ºC)
18
Ensaio 12 - Ar Forçado (te = 6:50h e Te = 8ºC)
14
Temperatura (
o
C)
16
12
10
8
6
4
2
0
0
t
7
20
t
40
Tempo (min)
60
80
7
Figura 5 - Diferença, nos ensaios 1 e 12, entre a curva de resfriamento por estocagem em câmara
frigorífica e a curva de resfriamento rápido por ar forçado, apenas durante o período de
resfriamento até atingirem a temperatura de 7/8 da diferença entre a temperatura inicial e
a final do produto
164
Porém, observando-se os históricos de
temperatura dos ensaios 1 (estocagem em
câmara com te igual a 6:50h e Te igual a 8oC) e
12 (resfriamento rápido por ar forçado com te
igual a 6:50h e Te igual a 8oC) (Figura 6), podese notar que não há grande diferença entre os
dois métodos de resfriamento.
Esta semelhança entre os dois métodos
é refletida na mesma vida de prateleira e
DT/DTtest, aproximadamente, iguais para emsaios com o mesmo tempo de espera para o
resfriamento e temperatura de estocagem.
20
Testemunha
18
Ensaio 1- Estocagem (te = 6:50h e Te = 8ºC)
Ensaio 12 - Ar Forçado (te = 6:50h e Te = 8ºC)
Temperatura ( oC)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
20
40
Tem po (h)
60
80
Figura 6 - Históricos de temperatura, referentes aos ensaios 1 e 12
Anon. Produtor tem equipamentos e tecnologia
à disposição. O Estado de São Paulo, 29
ago. 2001. Suplemento Agrícola.
Fournier, P. E.; Vandiovet, A.C. La préréfrigération rapide le vide à la convergence
des tests aéronautiques et de l'agroalimentaire.
Industries
Alimentaires
Agricoles, v.10, n.100, p.691-696, 1983.
Hardenburg, R. E.; Watada, A. E.; Wang, C. Y.
The Commercial Storage of Fruits,
Vegetables, and Florist and Nurseys Stocks:
Agriculture Handbook Number 66.
Washington: Thermo King Corporation,
1986. 130p.
Peryam, D. R.; Girardot, N. Advanced taste-tes
method.
Food
Engineering,
v.24,
n.7, p. 58-61, 194, 1952.
Salgado, J. Nutrição. O Estado de São Paulo,
São Paulo, 19 jul. 2001. Maga.zine.
Stone, H.; Sidel, J. L. Sensory Evaluation
Practices. Florida: Academic Press, 1985.
348p.
Tanabe, S.; Cortez, L. A. B. Perspectivas da
cadeia do frio para frutas e hortaliças no
Brasil. Revista do Frio, 1998.
Thompson, J. F.; Chen, Y. L.; Rumsey, T. R.
Energy use in vacuum coolers for fresh
market vegetables. ASAE. American
Society of Agricultural Engineers, v.866010, 1986.
Turk, R. e Celik, E. The effect of vacuum
precooling on the half cooling period and
quality characteristic of Iceberg Letuce.
Acta Horticulturae, n.343, p.321-324,
jun., 1999.
ISSN 1517-8595
165
ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UNIDADE PILOTO DE
REFRIGERAÇÃO NO ARMAZENAMENTO DE CEBOLA
Mabel Ribeiro Sousa1, Joás Oliveira de Meneses2, Jorge Wellington Menezes Martins3,
Marcos Fábio de Jesus4, Marcelo A. Gutierrez Carnelossi5, Gabriel Francisco da Silva5
RESUMO
O presente trabalho teve por objetivo estudar a viabilidade técnica e econômica da unidade
piloto de refrigeração. A unidade piloto é composta por um sistema de compressão a energia
elétrica e por um sistema de absorção água/amônia que utiliza gás natural como fonte de
energia. A análise técnica e econômica foi feita individualmente para cada sistema utilizando
como produto armazenado a cebola. O consumo de energia elétrica e gás natural foram
estimados a partir da carga térmica total calculada através do programa computacional
denominado CAAL1.0. As planilhas de fluxo de caixa contendo as despesas e as receitas dos
projetos foram montadas para determinar os indicadores econômicos de rentabilidade e liquidez
dos projetos, o valor presente líquido (VPL), a taxa interna de retorno (TRI) e o tempo de
retorno do investimento. Os resultados obtidos foram comparados para indicar a viabilidade dos
sistemas e determinar a tecnologia mais rentável. Os dois sistemas de refrigeração são técnica e
economicamente viáveis. Entretanto, o sistema de refrigeração por compressão apresentou uma
ligeira vantagem em relação ao sistema de refrigeração por absorção de acordo com a
metodologia proposta neste estudo.
Palavras-chave: gás natural, energia elétrica, carga térmica.
TECHNICAL AND ECONOMIC ANALYSIS OF THE PILOT
REFRIGERATION UNIT IN THE STORAGE OF ONION
ABSTRACT
The present work consist in the study of the technical and economic viability of the pilot system
of refrigeration, that’s composed by a compressor system through electric energy and by an
absorption water/ammonia system using natural gas as source of energy. The technical and
economic analysis was made individually for each system using the onion as stored product.
The consumption of electric energy and natural gas had been esteem through the total thermal
load of each system that was calculated through the CAAL1.0 software. The box flow
worksheets that contain the expenses and the revenues of the projects were mounted to
determine the economic indicators of profitability and liquidity, the liquid present value (VPL),
the intern rate of return (TRI) and the investment return time. The obtained results were
compared to indicate the viability of the systems and to determine which technology is
considered more profitable. The two systems of refrigeration are technical and economically
viable. However, the system of refrigeration for compressor presented advantage in relation to
the system of refrigeration by absorption, according to the proposed methodology in this study.
Keywords: natural gas, electric energy, thermal load
_____________________________
Protocolo 596 20/11/2004
1
Química Industrial, Bolsista DTI/CNPq, DEQ/UFS, Tel: (79) 212-6556, e-mail: [email protected]
2
Engenheiro Químico, PETROBRAS/FAFEN/SE, Tel: (79) 280-6034, e-mail: [email protected]
3
Químico Industrial, Tel: (79) 217-2461, e-mail: [email protected]
4
Engenheiro Químico, Mestrando de Engenharia Química/UFBA, e-mail: [email protected]
5
Professor do Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Sergipe, Cidade Universitária, Jd. Rosa Elze, São Cristóvão SE Tel: (79) 212-6686, Fax: (79)212-6679, e-mail: [email protected]
166
Análise técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola
INTRODUÇÃO
Segundo Chitarra & Chitarra (1990), a
refrigeração é o processo mais econômico para
armazenamento de frutas e hortaliças frescas. A
qualidade comestível em muitos produtos
perecíveis, aumenta após a colheita e depois
recai rapidamente, se não for utilizado o
processo de armazenamento a frio. Sem este, as
deteriorações são mais rápidas, devido à
produção de calor vital e a liberação do CO2
decorrentes da respiração. A refrigeração é
recomendada, pois retarda a ação de fatores
como o amadurecimento, conduzindo a
mudanças na textura e na cor; mudanças
metabólicas indesejáveis e produção de calor
vital pela respiração; perda de umidade e
murchamento, deterioração devida a bactérias e
fungos, crescimento indesejável (brotamento,
elongação de caules, etc.).
O processo de refrigeração difere dos
demais processos de frio, pelos graus de
temperatura
utilizados,
que
estão
compreendidos entre -1ºC e 10ºC (Evangelista,
2001), portanto, o objetivo da refrigeração é
manter a qualidade do alimento até o ato de sua
ingestão, transporte, transformação industrial,
ou submissão a outros processos de
conservação.
Existem
variados
métodos
de
refrigeração dos alimentos e, de acordo com
Evangelista (2001), a diversificação desses
métodos ocorre, justamente, em razão das
características de cada alimento e sua
destinação.
A corrida crescente pela adoção e
desenvolvimento de novas tecnologias no
armazenamento e conservação dos alimentos,
objetiva não somente minimizar os custos, mas
também melhorar a segurança operacional das
instalações, viabilizar a utilização de “formas
limpas de energia”, manter a qualidade e o nível
de segurança dos alimentos estocados,
atendendo as exigências de mercado e às leis
ambientais e trabalhistas. Para isto, faz-se
necessário buscar fontes energéticas que
possam ser utilizadas com baixo custo e
segurança.
Em comparação com outros combustíveis
fósseis utilizados em larga escala o gás natural
apresenta menor grau de poluentes e, em futuro
próximo, esse combustível poderá se constituir
Sousa et al.
em uma importante fonte energética,
ambientalmente adequada e competitiva. Suas
vantagens são percebidas ainda no aumento da
vida útil dos equipamentos e uma significativa
melhoria dos produtos fabricados, o que lhe
confere maior competitividade a diversos
segmentos industriais e comerciais. O gás
natural corresponde a, aproximadamente, 7,5%
da matriz energética brasileira e suas aplicações
o tornam uma alternativa viável para o país.
Com o intuito de contribuir para o
aumento da participação do gás natural na
matriz energética e, especificamente, no
segmento de armazenamento e conservação de
alimentos. O presente trabalho teve como
objetivo estudar o armazenamento de cebolas
em câmara frigorífica com gás natural como
fonte energética para produção de frio, sistema
por absorção água/amônia, e em câmara com o
sistema convencional por compressão a energia
elétrica.
MATERIAL E MÉTODOS
Foi utilizada neste trabalho, uma unidade
piloto de refrigeração instalada na Universidade
Federal de Sergipe no Departamento de
Engenharia Química. A unidade consiste em
um sistema de refrigeração por absorção
água/amônia constituído de três câmaras
frigoríficas com paredes de isopainéis de
poliuretano, dimensões 2mx3mx2m com
capacidade máxima de estocagem de 2.000 kg
cada uma; um chiller de absorção água/amônia
com queima direta de gás natural, consumo
máximo de 2,7m3/h e capacidade de 5 TR’s;
painel de controle e um sistema de
abastecimento de gás natural comprimido com
duas carretas que contêm em cada uma três
cilindros com capacidade de 23,8 m3
totalizando 71,4 m3 por carreta, válvulas
reguladoras, de bloqueio e medidor de vazão de
gás; e um sistema de compressão acoplado a
uma câmara frigorífica com as mesmas
características.
Na Figura 1, está representado o Layout
da Unidade Piloto de Refrigeração instalada
para fins de teste com armazenamento de
alimentos usando gás natural como fonte de
energia.
Sousa et al.
167
Figura 1 - Unidade piloto de refrigeração
Onde I, II, III são as Câmaras 1, 2 e 3 em
painéis de poliuretano conjugadas de dimensões
2mx3mx2m cada; IV é a sala de controle
disponível para os equipamentos de controle; V
é o chiller Robur por absorção água/amônia
para uso do gás natural em queima direta e VI é
a câmara frigorífica 4, com sistema por
compressão em painéis de poliuretano de
dimensões 2mx3mx2m.
O estudo da viabilidade do projeto foi
determinado, mediante uma análise técnica e
econômica realizada de forma simplificada e
baseada, principalmente, no consumo de gás
natural e energia elétrica para os sistemas de
absorção
água/amônia
e
compressão,
respectivamente.
Os parâmetros relativos aos custos
operacionais usados no estudo, consumo de gás
natural e energia elétrica foram estimados a
partir do cálculo da carga térmica total
fornecida pelo programa computacional
CAAL1.0.
Com os valores da carga térmica total
calculada pelo programa e dados de calor
específico, calor de respiração, temperatura de
entrada e de armazenamento do produto foi
feita a estimativa do custo de armazenamento
do produto, seguindo a metodologia de Jesus &
Silva (2003).
A estimativa da rentabilidade do projeto
foi calculada através do fluxo de caixa do
empreendimento, a partir de resultados obtidos
dos investimentos iniciais, do fluxo das receitas
e despesas, durante um período pré-fixado para
o projeto e avaliado mediante o cálculo de seus
indicadores de rentabilidade e liquidez (Sousa,
2004).
O produto armazenado para estimar a
carga térmica dos sistemas foi a cebola. A
análise financeira teve como base de cálculo, a
capacidade total de estocagem das câmaras
frigoríficas, 6.000 kg, e a temperatura de
armazenamento 10ºC, de acordo com a Tabela
1. As câmaras 1, 2 e 3 estão acopladas ao
sistema por absorção. Para efeito comparativo,
foi estipulado um fator multiplicador de 3, para
os dados técnicos, referente à câmara acoplada
ao sistema por compressão.
Tabela 1 - Condições operacionais de armazenamento para a análise financeira
Câmara
Capac.
Temp.
Produto
(no)
(kg)
(ºC)
1
2.000
10
cebola
2
2.000
10
cebola
3
2.000
10
cebola
4
2.000
10
cebola
168
Através dos fluxos de caixa realizados
para cada um dos sistemas de refrigeração
foram obtidos os resultados relativos aos
respectivos indicadores econômicos, o VPL
(valor presente líquido) e a TRI (taxa interna de
retorno) para discussão, em torno da
rentabilidade dos projetos. O VPL é encarado
como o lucro líquido do projeto, constituindo
um critério de decisão, sendo este positivo
indica que o projeto é viável, tornando-se tanto
mais atrativo, quanto maior for. A taxa interna
de retorno é uma medida para ser comparada
com um indicador, neste caso a TMA (taxa
mínima de atratividade) cujo valor estimado é
de 15%, como critério de decisão caso a TRI
seja maior que a TMA o projeto é considerado
aceitável. Outro critério de avaliação utilizado
neste trabalho foi à determinação de um outro
índice, o tempo de retorno, que determina a
liquidez do projeto. A estimativa foi feita para
ambos os sistemas de refrigeração.
Os valores encontrados para o sistema de
refrigeração por absorção foram comparados
com os valores referentes ao sistema de
refrigeração por compressão. A partir dos
resultados obtidos, determinou-se a viabilidade
dos sistemas, indicando-se o projeto de maior
rentabilidade, ou seja, o projeto que apresenta o
maior valor para o VPL e uma TRI superior a
taxa mínima de atratividade.
A análise técnica permitiu verificar que
os equipamentos estão dimensionados, de
acordo com a capacidade requerida pelos
sistemas. Na Tabela 2, são apresentados os
dados estimados pelo CAAL 1.0 e os dados
nominais, fornecidos pelo fabricante, para o
consumo de energia elétrica e gás natural dos
referidos sistemas.
Tabela 2 - Consumo teórico e o experimental
para a energia elétrica e gás natural
Forma
Energia
Gás
Sistema
do
elétrica natural
consumo (kWh/dia) (m3/dia)
Normal
155,52
Compressão
Estimado
90,28
Normal
66,37
Absorção
Estimado
56,91
Para cada sistema, foram realizadas duas
análises, quanto ao tipo de investimento, com
100% recurso próprio ou através de um
financiamento. De acordo com o critério de
investimento utilizado, foram encontrados
Sousa et al.
distintos valores para os indicadores VPL (valor
presente líquido), TRI (taxa interna de retorno)
e o tempo de retorno do investimento. As
Tabelas 3, 4 e 5 demonstram o comportamento
deles para cada situação referente ao sistemas
por compressão e absorção.
Tabela 3 - Valores dos indicadores econômicos
de acordo com o tipo de investimento para o sistema por compressão
100%
Debit/Equity
Indicador
Recurso próprio Ratio 30/70
VPL (R$)
206.730,09
216.126,65
TRI (%)
56
72
Tabela 4 - Valores dos indicadores econômicos
de acordo com o tipo de
investimento para o sistema por
absorção
100%
Indicado
Debit/Equity
Recurso
r
Ratio 30/70
próprio
VPL (R$)
194.993,44
204.994,40
TRI (%)
51
66
Tabela 5 - Tempo de retorno para o armazenamento de cebola
Investimento
Sistema de
100%
Debit/Equity
refrigeração
Recurso
Ratio 30/70
próprio
Absorção
1 a 3 anos
1 a 2 anos
Compressão
1 a 3 anos
1 a 2 anos
Comparando-se os resultados obtidos nas
Tabelas 2 e 3 para os dois sistemas de
refrigeração, referente ao indicador econômico
VPL, constata-se que, tanto para 100% de
recurso próprio ou Debit/Equity Ratio igual à
30/70 o sistema de refrigeração por compressão
atingiu um valor maior em relação ao sistema
de refrigeração por absorção. Com relação ao
indicador econômico, TRI, obteve-se o mesmo
comportamento, o sistema de refrigeração por
compressão obteve uma TRI de maior valor
para os dois tipos de investimento em relação
ao sistema de refrigeração por absorção.
Fazendo-se um comparativo com relação
à questão do tipo de investimento inicial
observa-se que ocorreu uma alavancagem
financeira, quando se utiliza uma Debt/Equity
Ratio igual à 30/70 para os dois sistemas de
refrigeração, ou seja, há um aumento nos
valores para VPL e TRI em relação ao
Valor Atual de Investimento x R$ 1000,00
investimento inicial com 100% de recurso
próprio.
De acordo com a Tabela 5, os projetos
apresentam uma liquidez expressiva, verifica-se
que, para cada sistema, o tempo de retorno é
menor, quando se utiliza financiamento. Os
valores variaram de 1 a 3 anos para o
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
-25 0
-50
-75
-100
Sousa et al.
169
investimento com recurso próprio e de 1 a 2
anos a partir de uma Debt/Equity Ratio 30/70.
As Figuras 2 e 3 representam, graficamente, o
período necessário para retornar o investimento
empregado nos projetos tanto para um
investimento com 100% de recurso próprio
quanto para um financiamento.
100% Recurso próprio
Debt/equity ratio 30/70
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Período(Anos)
Valor Atual de Investimento x R$ 1000,00
Figura 2 - Tempo de retorno em função do valor atual do investimento para o sistema por compressão
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
-25 0
-50
-75
-100
100% Recurso próprio
Debt/equity ratio 30/70
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Período(Anos)
Figura 3 - Tempo de retorno em função do valor atual do investimento para o sistema por absorção
água/amônia
O sistema de refrigeração por
compressão apresenta uma ligeira vantagem na
rentabilidade, entretanto, percebe-se uma
igualdade
na
liquidez
dos
projetos.
Observando-se os resultados, existe uma
equivalência no comportamento para ambos os
tipos de investimentos iniciais, ou seja, 100%
de recurso próprio e com financiamento. O
projeto aponta para uma liquidez expressiva
para ambos os investimentos, inferior ao
170
período de três anos. Ocorre uma ligeira
vantagem, quando se utiliza um financiamento
no início do projeto, com o tempo de retorno do
investimento menor.
Segundo Sousa (2004), os dois sistemas
são considerados viáveis para as condições
estabelecidas e previamente citadas nesta
análise técnica e econômica. Sendo assim, o
sistema de refrigeração por compressão, de
acordo com os resultados obtidos apresentou o
indicador econômico VPL com valor superior
ao obtido pelo projeto do sistema de
refrigeração por absorção e, portanto,
considerado mais rentável. Apesar de possuir
um custo total maior, o fator que diferenciou e
influenciou a maior rentabilidade do projeto
para o sistema de compressão foi o menor gasto
com investimento inicial em equipamentos.
Sousa et al.
largamente utilizadas na conservação e
armazenamento refrigerado de alimentos in
natura.
Mesmo a análise, apontando uma maior
rentabilidade para o sistema de refrigeração por
compressão, o estudo demonstrou condições em
que a opção pelo gás natural é viável. Contudo,
é necessário, que sejam identificados os
melhores
parâmetros
operacionais
e
econômicos compatíveis com o projeto.
Chitarra, M.I.F.; Chitarra, A.B. Pós-colheita de
frutas e hortaliças. Lavras: Fundação de
Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão,
1990. 256p.
Evangelista, J. Tecnologia de alimentos. 2.ed.
São Paulo: Atheneu, 2001. 652p.
CONCLUSÕES
A tecnologia de utilização do gás natural
como fonte de energia no armazenamento
refrigerado de alimentos in natura é,
economicamente, viável. Entretanto, para se
obter maior rentabilidade no projeto do sistema
de refrigeração por absorção água/amônia, é
necessário otimizar as condições operacionais,
usando o máximo de sua capacidade de
estocagem ou por outro lado agregar valor ao
produto estocado.
O gás natural se constitui em uma
importante fonte energética, podendo substituir
formas convencionais de energia que são
Jesus, M.F.; Silva, G.F. Custo no
armazenamento de alimentos: CAAL.
Versão 1.0. Universidade Federal de
Sergipe, 2003. CD-Rom.
Sousa, M.R. Estudo da viabilidade técnica e
econômica da unidade piloto de
refrigeração no armazenamento de
cebola. São Cristóvão: UFS, 2004. 83p.
(Monografia de Especialização).
ISSN 1517-8595
171
CALOR ISOSTÉRICO DA POLPA DE BANANA VARIEDADES MAÇÃ E NANICA
José Cleidimário Araújo Leite1, Manassés Mesquita da Silva1, Josivanda Palmeira
Gomes de Gouveia2, Francisco de Assis Cardoso Almeida2, Juarez Paz Pedroza2
RESUMO
A banana é uma das frutas mais produzidas no mundo, sendo destaque na produção nacional. O
Brasil, um dos maiores produtores mundiais de frutas e hortaliças, apresenta grandes problemas
no que se refere ao aproveitamento adequado de seus produtos. Entretanto, para minimizar as
perdas pós-colheita e aproveitar de maneira correta a produção, deve-se reduzir o conteúdo de
água dos produtos por meio de processos como a secagem, bem como avaliar a energia
requerida nestes processos, tornando viável a sua implantação. Neste trabalho fez-se um estudo
da quantidade de calor necessária na secagem da banana, variedades maçã e nanica, utilizando
os modelos matemáticos de GAB, BET e Oswin na obtenção das isotermas de equilíbrio, em
que o modelo mais representativo foi usado na determinação do calor isostérico da fruta. De
acordo com os resultados, verificou-se que o calor isostérico aumentou com a diminuição do
conteúdo de água de equilíbrio para as duas variedades, e que a quantidade de energia requerida
na secagem da polpa de banana variedade maçã é maior que na variedade nanica.
Palavras-chave: secagem, modelos matemáticos, conteúdo de água
ISOSTERIC HEAT OF THE APPLE AND TINY VARIETIES BANANA PULP
ABSTRACT
Banana is a tropical fruit and it’s one of the most produced in the world. It’s prominence in the
national production. Brazil one of the biggest producing of fruits in the world, presents big
problems in the adequate use of its products. However, the moisture content of the products
must be reduced through processes as the drying, and energy requested in this processes should
be evaluated to minimize the post harvest looses and to take advantage of the production, in a
correct way, making viable its implantation. The necessary amount of heat in the drying of the
banana, apple and tiny varieties, was studied in this work. The mathematical models of GAB,
BET and Oswin were used to obtain the equilibrium isotherms.
The most representative model was used in the determination of the isosteric heat of the fruit.
According to the results, , it was verified that the isosteric heat increased with the decrease of
the equilibrium water content for the two varieties, and that the amount of energy requested in
the drying of the apple variety banana pulp is larger than in the tiny variety.
Keywords: drying, mathematics models, water content
______________________
Protocolo 599 27/11/2004
Engenheiro Agrícola, UFCG/CCT. Campina Grande, PB. E-mail: [email protected]; [email protected]
2
Professor Dr. UFCG/CCT/DEAg. Campina Grande, PB. E-mail: [email protected]; [email protected];
[email protected]
172
Calor isostérico da polpa de banana variedades maçã e nanica
INTRODUÇÃO
As frutas desempenham um papel de
grande importância na dieta humana, não
somente como valor alimentício, mas como
fonte de sais minerais indispensáveis à
formação do nosso corpo.
Um dos frutos de maior demanda em
todo o mundo é a banana, devido,
principalmente, a seus atributos de qualidade e
sabor. Apesar da grande procura do fruto in
natura, existem produtos processados e
comercializados, na forma de sucos, geléias e
outros. No entanto, para a fabricação desses
produtos, é indispensável o conhecimento das
suas propriedades físicas e químicas, visto que
essas propriedades têm um papel fundamental
nos projetos de equipamentos e processos de
transporte, evaporação, secagem, resfriamento e
armazenamento.
A quantidade de água de um alimento
pode influenciar muitos aspectos de sua
qualidade. A atividade de água permite formar
uma idéia de quais os alimentos apresentam
maior tendência de se conservarem e quais têm
maior facilidade de se estragarem devido à
presença de microorganismos que, como células
vivas, necessitam de água para seu crescimento.
Essa necessidade está associada mais com a
atividade de água do que com o conteúdo de
água.
Segundo Corrêa et al. (2001), a
quantidade de água em um produto pode ser
medida de diferentes formas, mas nem todos os
métodos indicam a disponibilidade da água para
os microorganismos, uma vez que nem toda
água do produto está igualmente disponível. A
disponibilidade da água em materiais
higroscópicos, tais como frutos e derivados, é
mais bem indicada pela atividade de água ou
pelo conteúdo de água de equilíbrio com a
umidade relativa do ar ambiente. Quando se
estabelece o equilíbrio, a umidade relativa e a
atividade de água são numericamente iguais.
O fruto da banana possui um alto
conteúdo de água (cerca de 70%). O
conhecimento da atividade de água de frutos
com um alto conteúdo de água é indispensável
no estudo dos processos de secagem,
armazenamento e embalagem, uma vez que,
quanto maior a atividade de água de um
produto, mais susceptível ele está ao ataque de
microorganismos.
A bananicultura se apresenta como uma
cultura de interesse cada vez maior para os
pesquisadores em todo mundo, em virtude do
Leite et al.
seu grande potencial. No entanto, os
conhecimentos científicos e tecnológicos
disponíveis sobre essa cultura são ainda
relativamente pequenos e, além disso, existem
muitos problemas básicos que impedem o seu
desenvolvimento e aproveitamento em maior
escala (Alves, 1999).
Segundo Yoshida (1997), o calor
isostérico de sorção é, geralmente, obtido a
partir de dados de sorção e é definido como a
diferença entre a entalpia da água na fase de
vapor e a entalpia da água líquida adsorvida, no
sólido a uma dada concentração, isto é, ele
representa a quantidade de energia necessária
para evaporar a água adsorvida, na fase sólida.
Seu valor é determinado pela Equação de
Clausius-Clapeyron, que relaciona a mudança
da atividade de água com a temperatura. Silva
et al. (2002), ao estudarem a polpa de manga,
observaram que o modelo de GAB foi o que
melhor se ajustou às isotermas de equilíbrio e
que o calor isostérico diminui com o aumento
do conteúdo de água de equilíbrio.
O calor de sorção é um bom parâmetro
para estimar a quantidade mínima de calor
requerido para remover uma dada quantidade de
água e permite algumas deduções sobre a
microestrutura do alimento e as mudanças
físicas que acontecem em sua superfície (Dural
& Hines, 1993).
De acordo com diversos autores (Wang
& Brennan, 1991; Sopade & Ajiserigi, 1994;
Silva et al., 2002) o conhecimento do calor de
sorção, em função do conteúdo de água, é
essencial nos estudos de secagem e
armazenagem de produtos agrícolas servindo
para estimar as necessidades energéticas do
processo de secagem.
Para a determinação do calor isostérico,
diversos autores consideraram a temperatura
dependente do calor de sorção de umidade. Isto
é uma consideração conveniente que permite
um cálculo facilitado do calor isostérico das
isotermas de sorção (Aguerre et al., 1988; Silva
et al., 2002).
Do exposto, objetivou-se, com o presente
estudo, determinar o calor isostérico da banana,
variedades maçã e nanica, por meio da Equação
de Clausius-Clapeyron, a partir de dados de
conteúdo de água de equilíbrio e atividade de
água do produto (isotermas) às temperaturas de
20, 30 40 e 50 ºC, utilizando os modelos de
GAB, BET e Oswin, bem como ajustar uma
equação matemática que expresse a energia
gasta em função do conteúdo de água de
equilíbrio para as variedades estudadas.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado no
Laboratório
de
Armazenamento
e
Processamento de Produtos Agrícolas da
Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola
em conjunto com o Laboratório de Secagem e
Processos Químicos da Unidade Acadêmica de
Engenharia Química, ambos da Universidade
Federal de Campina Grande. A banana
variedade nanica foi adquirida em feira livre,
procedente do Sítio Geraldo, localizado no
município de Alagoa Nova, estado da Paraíba, e
a banana variedade maçã foi adquirida no
mercado local de Campina Grande.
A atividade de água para cada
temperatura foi obtida por meio do
Thermoconstanter Novasina TH 200, um
equipamento de alta precisão e sensibilidade.
Leite et al.
173
As amostras, com aproximadamente 10,0 g,
foram pesadas e acondicionadas em recipientes
especiais (células de plástico).
A Figura 1 ilustra o processo, e o roteiro
descreve as fases de determinação das curvas de
equilíbrio higroscópico. Depois de ajustado
para dada temperatura, o aparelho recebe as
amostras e, através de uma câmara climática
que contém um sensor eletrônico, registra as
respectivas atividades de água para cada
temperatura. Após a leitura final da atividade de
água, as amostras, já quase secas, seguem para
estufa a 100 ºC, onde permanecem durante 3,0
h, obtendo-se, deste modo, a respectiva massa
seca. O conteúdo de água de equilíbrio (base
seca) foi, então, calculado pela diferença entre a
massa da amostra no equilíbrio e respectiva
massa seca. Este procedimento foi repetido
quatro vezes para obtenção das isotermas (20,
30, 40 e 50 º C).
A. As amostras de polpa foram pesadas e levadas
à estufa a 100º C
B. As amostras foram retiradas da estufa em
intervalos de tempo distintos e colocadas em
um dessecador contendo sílica gel
C. As amostras foram novamente pesadas e
levadas ao Novasina para determinação da
atividade de água
D. Nesta fase, as amostras retornaram para a
estufa para determinação da massa seca
Figura 1. Esquema experimental para obtenção das curvas de equilíbrio higroscópico
O calor isostérico foi determinado
através de regressões lineares dos dados do
logaritmo neperiano da atividade de água
versus o recíproco da temperatura para
diferentes valores do conteúdo de água de
equilíbrio (Eq. 1).
A energia requerida é o resultado
numérico da multiplicação entre a inclinação
das retas obtidas (para cada conteúdo de água
de equilíbrio) e a constante universal dos
gases. Os critérios para definição do grau de
ajuste dos modelos matemáticos aos dados
experimentais foram o coeficiente de
determinação (R2) e o erro relativo médio (P)
que é a média da percentagem da diferença
relativa entre os valores experimentais e
preditos, juntamente com a análise da
distribuição residual.
 dln a  

w
Qst  R 
 d( 1 ) 
T 

(1)
em que:
Qst  calor isostérico de sorção, kJ kg-1
a w  atividade de água, decimal
T  temperatura, K
R  constante universal dos gases R = 8,314
kJ(kmol K)-1
174
Na Equação 1, o termo:
d (ln( a w ))
representa
d( 1 )
T
a inclinação de uma reta. Esta reta foi obtida,
utilizando-se os dados experimentais de
atividade de água e conteúdo de água de
equilíbrio, e os parâmetros referentes ao
modelo que melhor representou as isotermas
da fruta.
Leite et al.
Os dados experimentais da atividade
de água e conteúdo de água de equilíbrio,
obtidos às temperaturas de 20, 30, 40 e 50 C
para as variedades maçã e nanica, estão
apresentados na Tabela 1.
Tabela 1. Dados de atividade de água e conteúdo de água de equilíbrio para as variedades maçã e
nanica.
Variedade maçã
Temperatura (ºC)
20
30
40
50
aw
Ueq
aw
Ueq
aw
Ueq
aw
Ueq
0,7
0,72
0,7
0,78
0,81
0,74
0,82
0,74
0,61
0,53
0,58
0,51
0,71
0,47
0,7
0,37
0,53
0,39
0,49
0,37
0,64
0,33
0,57
0,20
0,48
0,28
0,43
0,27
0,5
0,22
0,47
0,15
0,45
0,20
0,37
0,18
0,43
0,17
0,4
0,13
0,39
0,07
0,33
0,13
0,32
0,13
0,33
0,11
*
*
*
*
*
*
0,23
0,08
Variedade nanica
0,76
0,94
0,82
0,95
0,83
0,93
0,83
0,83
0,72
0,70
0,71
0,52
0,72
0,49
0,7
0,42
0,61
0,45
0,57
0,30
0,58
0,27
0,59
0,27
0,5
0,30
0,46
0,20
0,5
0,22
0,49
0,20
0,43
0,23
0,38
0,17
0,38
0,15
0,42
0,17
0,38
0,16
0,36
0,15
0,24
0,11
0,33
0,13
aw - atividade de água; Ueq - conteúdo de água de equilíbrio
Na Figura 1, estão apresentadas as
curvas ajustadas do logaritmo neperiano das
atividades de água versus o inverso das
temperaturas estudadas para uma faixa de
Leite et al.
175
conteúdo de água de equilíbrio entre 0,30 e
0,90, para as variedades maçã e nanica,
respectivamente.
1/T
0,00305
0,0031
0,00315
0,0032
0,00325
0,0033
0,00335
0,0034
0,00345
0
ln(aw) = -465,45(1/T) + 1,2742
R2 = 0,74
-0,1
Maçã
ln(aw) = -545,27(1/T) + 1,5055
R2 = 0,76
-0,2
ln(aw)
-0,3
ln(aw) = -635,32(1/T) + 1,7637
2
R = 0,77
-0,4
ln(aw) = -737,32(1/T) + 2,0516
R2 = 0,78
-0,5
ln(aw) = -852,47(1/T) + 2,3684
R2 = 0,78
-0,6
ln(aw) = -979,18(1/T) + 2,7000
2
R = 0,79
-0,7
ln(aw) = -1103,6(1/T) + 2,9824
R2 = 0,79
-0,8
-0,9
0,00305
0,0031
0,00315
0,0032
0,00325
0,0033
0,00335
0,0034
0,00345
0
-0,1
ln(aw)
ln(aw) = -317,23(1/T) + 0,8175
R2 = 0,88
ln(aw) = -341,75(1/T) + 0,8757
R2 = 0,89
Nanica
-0,2
ln(aw) = -371,59(1/T) + 0,9451
R2 = 0,90
-0,3
ln(aw) = -408,29(1/T) + 1,0275
R2 = 0,92
-0,4
ln(aw) = -453,48(1/T) + 1,1227
R2 = 0,93
-0,5
ln(aw) = -507,14(1/T) + 1,2198
R2 = 0,94
-0,6
ln(aw) = -558,28(1/T) + 1,2583
R2 = 0,94
-0,7
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
Valores do conteúdo de água de equilíbrio
Figura 1. Curvas de ln (aw) versus 1/T para a banana variedade maçã e nanica, respectivamente.
Os valores do calor isostérico,
determinados pela Equação de ClausiusClapeyron, utilizando os coeficientes de
inclinação das retas (Figura 1) e a constante
universal dos gases - R = 0,461kJ (kgK)-1, na
faixa de conteúdo de água de equilíbrio
analisada, para as variedades maçã e nanica,
respectivamente, estão apresentados na Tabela
2. Para a determinação dos dados de atividade
de água em função dos conteúdos de água de
equilíbrio, em cada temperatura, utilizaram-se
os dados experimentais obtidos em laboratório
e os parâmetros referentes ao modelo de GAB,
uma vez que melhor representou as isotermas
da fruta nas duas variedades estudadas.
176
Leite et al.
Tabela 2. Calor isostérico da banana maçã e nanica, respectivamente.
Ueq
Maçã
Nanica
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
Qst
508,76
451,40
392,99
339,90
292,88
251,37
214,57
Qst
257,37
233,79
209,05
188,22
171,30
157,55
146,24
Ueq - conteúdo de água de equilíbrio, decimal; Qst - calor isostérico, kJ kg-1 .
Comparando-se os valores da Tabela 1,
nota-se que o calor isostérico para a variedade
maçã foi maior que para a variedade nanica
(Figura 2), o que permite afirmar, dentro das
condições deste trabalho, que a variedade maçã
possui uma maior resistência para perder água
e, conseqüentemente, torna-se necessário mais
energia para a secagem desta variedade, durante
um processo de secagem. Este resultado já era
esperado, visto que, Leite et al. (2003),
estudando propriedades físicas de banana maçã
e nanica, observaram que o calor específico
encontrado para a variedade maçã (3,75 kJ
(kgK)-1) foi maior que o da variedade nanica
(3,30 kJ (kgK)-1), e como essa é a energia
necessária para variar em 1,0 C a temperatura
de 1,0 g do produto, a variedade maçã requer
mais calor para aumentar sua temperatura e,
conseqüentemente, para perder água.
As curvas do calor isostérico versus a
umidade de equilíbrio para as variedades maçã
e nanica, respectivamente, estão apresentadas
na Figura 2. O melhor ajuste das curvas foi
obtido para uma função logarítmica.
700,00
Qst (kJ kg-1)
600,00
Maçã
500,00
Nanica
400,00
Qst = -272,2ln(Ueq) + 194,39
R2 = 0,9932
300,00
(Maçã)
200,00
Qst = -103,9ln(Ueq) + 135,28
R2 = 0,9975
100,00
(Nanica)
0,00
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90
U
eq
b.s (decimal)
Figura 2. Curvas do calor isostérico versus o conteúdo de água de equilíbrio para as variedades maçã
e nanica.
Na Figura 2, observa-se que o calor
isostérico aumenta com a redução do conteúdo
de água para ambas as variedades, ou seja, à
medida que o produto perde água, necessário se
faz uma maior quantidade de calor para se
retirar mais água deste. Isto ocorre porque,
durante a secagem, a temperatura do produto é
maior na parte externa que na interna e, devido
a isso, forma-se uma camada ressecada na sua
superfície, o que dificulta a transferência de
calor do ar de secagem para o seu interior à
medida que o tempo de secagem aumenta,
concentrando toda a umidade restante na sua
parte central, sendo necessário uma maior
quantidade de calor para que seja retirada mais
água e, conseqüentemente, um prolongamento
no tempo de secagem, o que acarreta um maior
custo na operação de secagem. Vale salientar
que nem todos os produtos possuem esta
característica, no entanto, para os que a possui,
é mais conveniente a “secagem intermitente”
que consiste em secar o produto em um período
de tempo alternado, deixando um espaço de
tempo durante a secagem para que a umidade
concentrada no interior do produto se
redistribua nele, facilitando a evaporação da
água quando o processo for reiniciado.
Gouveia et al. (1999) encontraram
resultados semelhantes ao dessa pesquisa para o
calor de sorção do gengibre sem casca, sendo
que, neste caso, o calor de sorção do gengibre
diminuiu negativamente. Yoshida (1997)
trabalhando com secagem do milho superdoce
também
observou
um
comportamento
semelhante para o calor de sorção de tal
produto.
Leite et al.
177
Aguerre, R.J.; Suarez, C.; Viollaz, P.E. The
temperature dependent of isosteric heat of
sorption
of
some
cereal
grains.
International Journal of Food Science and
Technology, v.23, p.141-145, 1988.
Almeida, F.A.C.; Gouveia, J.P.G.; Araújo,
M.E.R.; Silva, F.L.H.; Almeida, S.A.
Comparação de modelos matemáticos do
calor isostérico de dessorção em polpa de
goiaba.
Revista
Brasileira
de
Armazenamento, Viçosa, v.29, n.1, p.2834, 2004.
Alves, E.J. A cultura da banana: aspectos
técnicos,
socioeconômicos
e
agroindustriais. 585 p. 2. Ed. Brasília, DF,
1999.
Côrrea, P.C.; Afonso Júnior, P.C.; Andrade,
E.T. Modelagem matemática da atividade de
água em polpa cítrica peletizada. Revista
Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental, Campina Grande, v.5, n.2,
p.283-287, 2001.
Dural, N.H.; Hines, A.L.A. New theoretical
isotherm equation for water vapor-food
systems:
multilayer
adsorption
on
heterogeneous surfaces. Journal of Food
Engineering, v.20, n.1; p.75-96, 1993.
De acordo com a discussão dos resultados,
conclui-se que:
Gouveia, J.P.G.; Almeida, F.A.C.; Fernadez,
F.R.; Murr, F.E.X. Estudo das isotermas de
sorção e calor isostérico do gengibre sem
casca. In: Congresso Brasileiro de
Engenharia Agrícola, 28, Pelotas, RS.
Anais... 1999. CD Rom. 4p.
1. O calor isostérico aumenta com a
diminuição do conteúdo de água de
equilíbrio para as duas variedades, o que
permite observar que se faz necessário
uma maior quantidade de energia para se
retirar água do produto, à medida que seu
conteúdo de água diminui;
Leite, J.C.A.; Silva, M. M. ; Ribeiro, C.F.A.;
Gouveia,
J.P.G.;
Almeida,
F.A.C.
Propriedades físicas e químicas da banana
nanica. In: III Encontro e Pós-Graduação da
Universidade do Vale do Paraíba, 2003, São
José dos Campos SP, Anais... 2003. CD
Rom. 5p.
2. A banana variedade maçã requer maior
quantidade de energia no processo de
secagem.
Silva, M.M.; Gouveia, J.P.G.; Almeida, F.A.C.
Dessorção e calor isostérico em polpa de
manga. Revista Brasileira de Engenharia
Agrícola e Ambiental, Campina Grande,
v.6, n.1, p.123-127, 2002.
CONCLUSÕES
178
Sopade, P.A.; Ajisegiri, E.S. Moisture sorption
study on nigerian foods: maize and sorghum.
Journal of Food Process Engineering,
v.17, n.1, p.33-56, 1994.
Leite et al.
Wang, N. Brennan, J.G. Thermal conductivity
of potato as a function of moisture contents.
Journal of Food Engineering, v.17, n.2,
p.153-160, 1991.
Yoshida, C.M.P. Cinética de secagem do
milho superdoce. Campinas: UNICAMP,
1997. 149p. (Dissertação de Mestrado).
ISSN 1517-8595
179
TEOR DE ÁGUA LIMITE PARA CRIOCONSERVAÇÃO DE SEMENTES DE
ALGODÃO ARBÓREO VARIEDADE 6M
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata1, Maria do Socorro Rocha2,
Maria Elita Martins Duarte3
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi determinar o teor de água ideal para crioconservar a sementes de
algodão arbóreo, cultivar 6M- Mocó-Branco em nitrogênio liquido a temperatura de - 196 °C.
Para essa determinação as sementes de algodão com teor de água de 4, 6, 8, 10, 12 e 14% base
úmida foram crioconservadas (- 196 °C) por um período de 5 dias e submetidas, logo após esse
período aos testes de germinação e vigor. Para efeito de analise comparativa utilizou-se a
armazenagem das sementes a 23°C e 75% de umidade relativa por igual período de
armazenagem (5 dias). Concluiu-se nesta pesquisa que o teor de água limite para crioconservar
às sementes de algodão arbóreo, cultivar 6M- Mocó-Branco foi de 6% base úmida, e que, a
equação de segundo grau representa satisfatoriamente os dados experimentais da germinação e
vigor (l ª contagem do teste de germinação) em função do seu teor de água.
Palavras-Chave: criogenia, germinação, vigor
LIMIT WATER TEXT TO CRYOCONSERVATION OF THE ARBOREAL
COTTON SEEDS 6M- MOCÓ WHITE VARIETY
ABSTRACT
The objective of this work was to determine the ideal water text for the for the cryoconservation
of arboreal cotton seeds to cultivate 6M – Mocó-white in liquid nitrogen at the temperature of 196 °C. For this determination, the cotton seeds that had moisture content of 4, 6, 8, 10, 12 and
14% wet base were cryoconservated (- 196 °C) for a period of 5 days and submitted to the
germination tests and vigor, soon after this period. The storage was done at 23°C and 75% of
relative humidity for the same storage period (5 days) to a comparative analysis. It was
concluded in this research, that the limits water text was 6% wet base to cryoconserve the
arboreal cotton seeds to cultivate 6M - Mocó-white and that, the second degree equation
represents the experimental data of the germination and vigor satisfactorily (1st count of the
germination test) in function of its moisture content.
Keywords: cryogenic, germination, vigor
____________________
Protocolo 601 de 08 / 08/2004
1
Professor Dr. do Departamento de Engenharia Agrícola, UFCG. Av. Aprígio Veloso 882, Bodocongó, CEP 58109-970,
Campina Grande – PB E-mail: [email protected]
2
Bióloga, M.Sc., Rua Oegário Maciel , 943, Monte Santo. CEP 58102-000, Campina Grande, PB, Fone: (83) 322-5432.
E.mail: [email protected]
3
Professora Dra. do Departamento de Engenharia Agrícola, UFCG. Av. Aprígio Veloso 882, Bodocongó, CEP 58109- 970,
Campina Grande – PB E-mail: [email protected]
180
Teor de água limite para crioconservação de sementes de algodão arbóreo variedade 6m Cavalcanti Mata et al.
INTRODUÇÃO
O algodoeiro é uma das plantas mais
cultivadas pelo homem sendo sua fibra a mais
comercializada no mundo. Os subprodutos do
algodão são o óleo, a farinha, a torta, o línter e a
casca, que são extraídos da semente ou caroço.
A cultura do algodão tem importância
sócio-econômica relevante para o Nordeste
brasileiro, especialmente, para a região semiárida e, de maneira particular, para o estado da
Paraíba. Um dos fatores mais significativos
para o êxito de seu cultivo é, sem dúvida, a
utilização de sementes de algodão com elevada
qualidade física e genética. O emprego das
sementes melhoradas contribui, expressivamente, para o aumento do rendimento do
algodoeiro e para a melhoria das características
tecnológicas da fibra (Godoy, 1972).
Décadas atrás o algodão de fibra longa
era o mais desejado no mercado, tendo perdido
espaço para o algodão herbáceo, em virtude de
sua produtividade e lucratividade. No entanto,
as pesquisas com sementes melhoradas não
podem deixar de ser um objetivo constante dos
pesquisadores e, neste sentido, os bancos
genéticos são imprescindíveis para os
pesquisadores e para o País, uma vez que, hoje,
o banco de germoplasma é considerado o quarto
recurso natural, depois do solo, água e ar
(Fitzgerald e Cooke, 1989).
Para este desenvolvimento genético,
torna-se necessário lançar mão de um banco de
germoplasma no qual sementes com
determinadas características genéticas serão
fixadas nas plantas, dando origem de outras
cultivares com deferentes características.
Portanto, para conservar sementes em um banco
genético faz-se necessário que determinadas
condições de temperatura e umidade relativa do
ar sejam mantidas, sob pena de as sementes
perderem sua viabilidade em pouco tempo
(Veira e Carvalho, 2000).
No Brasil, as sementes de algodão em
bancos de germoplasma, são rotineiramente
submetidas ao armazenamento na temperatura
de 10 ºC e umidade relativa do ar de 40%,
durante vários meses, sendo este banco de
germoplasma renovado, consecutivamente, à
medida que as sementes baixam sua qualidade
fisiológica para níveis não aceitáveis
(Nascimento, 1994). Este processo, segundo
Cavalcanti Mata (2001), embora tenda a
preservar as espécies que estão sendo
conservadas no banco de germoplasma, não
evita, porém, a erosão genética das espécies.
Com finalidade de evitar a erosão
genética das espécies e de conservar as
sementes
por
períodos
considerados
indefinidos, tem-se empregado, a tecnologia
criogênica, que consiste em submeter as
sementes a temperaturas muito baixas, ou seja,
ao nitrogênio líquido a –196 ºC ou no vapor do
nitrogênio a –170 ºC.
Contudo, antes de se crioconservar uma
semente, é necessária conhecer o teor de água
ideal que as sementes devem ser armazenadas a
temperatura criogênica, pois se este teor de
água ideal não for determinado, as sementes
podem perder sua viabilidade, durante o
armazenamento criogênico, inviabilizando o
uso dessa técnica.
Assim, o objetivo deste trabalho foi
determinar o teor de água limite para
crioconservação (TALC), da semente de
algodão arbóreo cultivar 6M-Mocó-Branco.
MATERIAL E MÉTODOS
Este trabalho foi realizado no Setor de
Criogenia do Laboratório de Armazenamento e
Processamento de Produtos Agrícolas do
Departamento de Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Campina Grande,
Campus I, em Campina Grande, PB, em
conjunto com o Laboratório de Sementes do
Centro Nacional de Pesquisa do Algodão da
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
(CNPA/Embrapa).
Utilizaram-se sementes deslintadas da
cultivar 6M-Mocó-Branco. As sementes de
algodão foram deslintadas quimicamente,
utilizando-se 7 kg de semente por litro de ácido
sulfúrico, durante 5 minutos, seguido de uma
lavagem em água corrente, neutralização com
soda cáustica a 3% e secagem natural, de
acordo com Patriota (1996).
Determinação do teor de água limite para
crioconservação (TALC)
Para determinação do teor de água das
sementes, utilizou-se o método padrão da estufa
a 105 ± 3ºC, por 24 horas com quatro repetições
de 50g de sementes por tratamento, segundo as
regras para análise de sementes (BRASIL,
1992). O teor de umidade foi estabelecido como
sendo a media aritméticas das 4 repetições.
Para obtenção de sementes com
diferentes teores de água (4, 6, 8, 10, 12 e
14%b.u), essas foram submetidas ao processo
181
de hidratação ou secagem, até se alcançar os
teores de água desejados. A perda ou ganho de
água pelas sementes foi determinado por meio
da fórmula recomendada pelas regras para
análise de sementes (Brasil, 1992).
Pf= Pi x 100- TAi
100-TAf
em que:
Pf = peso final da mostra (grama)
Pi = peso inicial da amostra (grama)
TAi = teor de água inicial das sementes (%b.u.)
TAf = Teor de água desejada das sementes
(%b.u)
Figura 2. Recipiente hermético utilizado para
umedecimento das sementes de
algodão.
Secagem das sementes
Criocongelamento das sementes
Para a secagem das sementes, as
amostras foram colocadas em um secador que
continha o agente dessecante, sílica gel, e
pesadas a cada 2 horas, até que atingissem os
pesos referentes aos teores de água desejados.
Para este fim, utilizou-se uma balança semianalítica, modelo Methler PC 440, com
precisão de 0,001g.
As sementes com os teores de água de 4,
6, 8, 10, 12 e 14%b.u foram colocados em
botijões criogênicos (Figura 3) isolados com
vácuo parcial o que confere, ao botijão, a
capacidade de manter o nitrogênio no estado
líquido (-196ºC), com baixas perdas por
evaporação viabilizando-se assim, a estocagem
e o transporte de material biológico vivo, por
longos períodos de tempo.
recipiente de alumínio
5
placa de porcelana
1
Abertura
2
luva
3
tampa
6
sílica gel
7
4
corpo do dessecador
Figura 1. Dessecador utilizado na secagem das
sementes de algodão
(a)
(b)
Figura 3 - Botijão criogênico utilizado em
processo (a); Botijão com canister
padrão,
Umedecimento das sementes
Para umedecimento das sementes, as
amostras foram colocadas em pequenas cestas
de arame, suspensas por um anel de PVC, no
interior de recipientes de vidro, hermeticamente
fechados, que contém água destilada. Os
recipientes foram colocados em uma câmara
regulada a 10ºC. Essas cestas com as amostras
foram pesadas a cada 2 horas, utilizando-se uma
balança semi-analítica modelo Mettler PC 440,
com precisão de 0,001g.
Após 5 dias de crioconservadas, as
sementes foram submetidas ao descongelamento, a temperatura ambiente de 23 ºC,
durante 12 horas; logo em seguida, realizaramse os testes de germinação e vigor, utilizando-se
as Regras para Análise de Sementes (Brasil,
1992).
182
Teste de germinação
Após crioconservadas e descongeladas,
as sementes de algodoeiro arbóreo foram
submetidas ao teste de germinação com quatro
repetições de 50 sementes por tratamento. No
teste de germinação, as sementes foram
distribuídas sobre duas folhas de papel
germitest e cobertas por uma terceira folha,
ambas umedecidas com volume de água, na
proporção de duas vezes e meia o peso do
papel. Os rolos foram acondicionados em
germinador, marca De Leo, regulado para
manter a temperatura de 23ºC, durante todo o
teste, e as avaliações efetuadas diariamente, a
partir do quarto dia, até o décimo segundo dia
após a semeadura. O percentual de germinação
foi determinado conforme prescrito nas Regras
para Análise de Sementes (BRASIL, 1992).
Teste de vigor
Os testes de vigor foram realizados
através da primeira contagem do teste padrão de
germinação (4º dia), comprimento de plântula e
de peso de matéria seca.
Para determinação do comprimento de
plântula, foi utilizado um paquímetro mitutoyo
com precisão de 0,01mm e para determinação
do peso da matéria seca, as plântulas
consideradas normal de cada repetição foram
retiradas do substrato e colocadas em sacos de
papel que, separadas por tratamento e
repetições, foram postas para secar em estufa a
80±3ºC, por 24 horas; depois deste período,
foram retiradas da estufa e colocadas para
resfriar em dessecador, durante 15 minutos e,
logo após, pesadas em balança eletrônica com
precisão de 0,01g. O peso da matéria seca foi
calculado por meio da fórmula proposta por
Vieira e Carvalho (1994).
Feitas as avaliações com esses testes,
determinou-se o melhor teor de água em que as
sementes poderiam ser crioconservadas, ou
seja, o teor de água limite para crioconservação
(TALC). Como testemunha, utilizou-se semente
de algodão conservada a temperatura ambiente
a 23°C e umidade relativa média de 74%.
Análise estatística
Para a determinação do teor de água
limite para crioconservação (TALC) o
delineamento estatístico empregado foi o
inteiramente casualisado, com arranjo fatorial
de duas temperaturas (23 e -196°C) e seis teores
de água (4, 6, 8, 10, 12 e 14%b.u), empregandose quatro repetições por tratamento. A análise
de variância e comparação das médias dos
tratamentos foi realizada pelo teste de Tukey.
Para identificação do comportamento da
variação da germinação e do vigor da semente
de algodão arbóreo variedade 6M-Mocó
Branco, foi feito por regressão linear
polinomial, determinando-se os coeficientes por
meio do programa computacional Statistica 5.0.
Na Tabela 1, encontram-se os resultados
da germinação e vigor da semente de algodão
arbóreo variedade 6M – Mocó Branco para os
teores de água de 4, 6, 8, 10, 12 e 14%b.u,
quando submetidas à temperatura ambiente a
23ºC e à temperatura criogênica a -196ºC,
durante 5 dias, com a finalidade de determinar o
teor de água limite para sua crioconservação
(TALC).
TABELA 1. Valores de germinação e vigor do algodão arbóreo variedade 3M Mocó Branco para 6
teores de água depois de crioconservadas a – 196 oC por 5 dias
Algodão arbóreo variedade 6M-Mocó-Branco
Teor de
Água
4
6
8
10
12
14
Germinação (%)
2ª contagem
23ºC
93,00
95,50
92,75
86,75
71,25
50,75
-196ºC
95,25
98,75
91,75
81,00
65,25
42,25
1ª Contagem da
Germinação
23ºC
-196ºC
93,00
95,00
95,25
98,25
92,25
91,25
86,50
80,75
71,00
64,75
50,25
42,50
Vigor
comprimento de
plântulas (cm)
23ºC
-196ºC
20,25
20,50
19,00
20,77
11,22
13,72
10,85
11,55
9,90
5,42
3,57
3,32
peso da matéria
seca (g)
23ºC
-196ºC
12,45
10,25
13,72
13,72
12,00
9,25
13,22
10,25
10,65
10,62
10,05
5,75
Observa-se, na Tabela 2, que a
germinação das sementes de algodão arbóreo
não diferiram, significativamente, entre si,
quando estas foram crioconservadas com teor
de água entre 4 e 8% b.u., e sementes com esses
teores de água, também, não diferem,
significativamente, entre si, quando armazenadas a 23ºC ou -196ºC, por cinco dias.
Verificou-se, neste trabalho, que sementes com
teor de água de 12 ou 14% b.u., quando
armazenadas a temperaturas de 23ºC iniciam o
processo de aumento da taxa de respiração das
sementes que provoca diminuição de sua
germinação. Para os teores de água de 10, 12 e
14%, as sementes crioconservadas a -196ºC
sofrem ações negativas, provocando perdas
significativas de sua germinação e, em alguns
183
casos, essa perda é superior à das sementes
armazenadas a 23ºC, indicando haver uma ação
negativa do frio a essa temperatura.
Comportamento semelhante, também, foi
observado por e Almeida et al. (2000) que
trabalharam com a crioconservação de 10
espécies de leguminosas.
Vários autores entre eles Crochemore e
Piza (1994); Felismino (1998); Cortett (1999);
Carvalho e Nakagaowa (2000); Bruno et al.
(2000) e Batista et al. (2000) já constataram a
relevante importância do teor de água na
preservação da germinação e do vigor das
sementes destinada a uma conservação prolongada, fato que está diretamente relacionado com
as condições de armazenamento.
TABELA 2. Valores médios de germinação das sementes de algodão arbóreo, 6M-Mocó-Branca, para
a interação teor de água e temperaturas de conservação, após 5 dias de armazenagem as
temperaturas de 23 e -196°C
Teor de Água
4
Germinação (%) 6M-Mocó-Branca
23ºC
93,00
a A
95,25
-196ºC
a
A
6
95,50
a A
98,75 a
A
8
92,75
a A
91,75
A
10
86,75
a A
81,00
b A
12
71,25
b A
65,25
c A
14
50,75
cA
42,25
dB
DMScolunas=10,6
a
DMSlinhas=7,2
Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem significativamente entre
si, pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade
Com relação ao vigor das sementes do
algodão arbóreo, obtido pela lª contagem de
plântulas sadias do método de germinação,
Tabela 3, constata-se que as comparações entre
médias obedecem ao mesmo comportamento da
germinação, indicando que o teor de água ideal,
para crioconservação, encontra-se entre 4 e 8%
base úmida Nessa mesma tabela, observa-se
que o vigor das sementes de algodão arbóreo
expresso em comprimento de plântula não
difere, significativamente, entre si, em nível de
5% de probabilidade pelo teste de Tukey,
quando elas são crioconservadas a 4 e a 6% b.u.
Nessa tabela, também é possível observar que,
quando o vigor das sementes é determinado
pelo peso da matéria seca, o teor de água ideal
para crioconservação a -196°CS é de 6% b.u.s
diferindo, significativamente, dos demais teores
de água estudados a esta temperatura.
Portanto, como na crioconservação das
sementes de algodão arbóreo a -196°C, somente
para teor de água de 6 %b.u. existe uma
convergência dos testes de germinação e vigor,
conclui-se que este teor de água é o que permite
que as sementes tenham a maior qualidade
fisiológica, e, deste modo, deve ser considerado
o teor de água limite para crioconservação e,
como conseqüência, o ideal para ser usado em
bancos criogênicos.
184
TABELA 3. Comparação entre médias dos valores médios do vigor das sementes de algodão arbóreo,
cultivar 6M-Mocó-Branco, armazenadas por 5 dias com seis diferentes teores de água e
duas temperaturas
Algodão arbóreo variedade 6M-Mocó-Branco
Teor de
Água
4
6
8
10
12
14
Vigor
1ª Contagem da
comprimento de
Germinação
plântulas (cm)
23ºC
-196ºC
23ºC
-196ºC
93,00 a A 95,00a A 20,25 a A 20,50a A
95,25a A
98,25a A 19,00 a A 20,77a A
92,25a A
91,25a A 11,22 b B 13,72 b A
86,50a A
80,75 b A 10,85 b A 11,55 b A
71,00 b A
64,75 c A 9,90
b A 5,42 c B
50,25 c A 42,50 d B 3,57
c A 3,32 c A
23ºC
12,45 a A
13,72 a A
12,00 a A
13,22 a A
10,65 b A
10,05 b A
-196ºC
10,25 b B
13,72a A
9,25 b B
10,25 b B
10,62 b A
5,75 c B
DMScolunas = 10,5 DMSlinhas = 7,2 DMScolunas = 2,9
DMScolunas = 2,9
DMScolunas = 2,0
DMSlinhas = 2,0
peso da matéria seca (g)
Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não diferem significativamente
entre si, pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade
Na Figura 4, encontram-se as equações
que representam as variações dos percentuais
de germinação e vigor (lª contagem do teste de
germinação) das sementes de algodão arbóreo
cultivar 6M-Mocó-Branco, para os diferentes
teores de água, quando as sementes são
armazenadas as temperaturas de 23°C e -196°C
por 5 dias.
Nessa figura, observa-se que, tanto a
germinação, quanto o vigor podem ser
expressos por uma mesma equação, pois os
valores de germinação e vigor são muito
semelhantes
tanto
para
as
sementes
armazenadas a 23°C, quanto às sementes
armazenadas -196°C por 5 dias. Verifica-se,
nesta figura, que os coeficientes de
determinação são de 0,99 o que significa dizer
que
estes
coeficientes
representam,
satisfatoriamente, os dados experimentais.
Neste trabalho, fica evidente que ao se
analisar a curva de variação da germinação e do
vigor com o teor de umidade, a temperatura de 1% °C, o teor de água de 6% base úmida atinge
o máximo de inflexão da curva, indicando, a
"priore", que este teor de água deve ser o
indicado para se crioconservar essa cultivar de
algodão.
Na Figura 5, embora o vigor, expresso
pelo comprimento de plântulas, não atinja a sua
inflexão máxima no teor de água de 6% b.u,
para a temperatura de armazenamento de
-196°C, observa-se que o máximo de vigor é
obtido com esse teor de água. No entanto, na
Figura 6, quando o vigor foi expresso pelo peso
da matéria seca, contata-se que no teor de água
de 6%b.u., foi obtido o máximo de vigor das
sementes que coincide com a inflexão máxima
da curva.
Nas Figuras 4, 5 e 6, observa-se que, a
partir do teor de água de 6 % b.u., a germinação
e o vigor das sementes de algodão tendem a
diminuir, quando armazenadas a temperatura de
-196°C, evidenciando-se que, a partir deste teor
de água, quanto maior for o teor de água nas
sementes, menor será a sua germinação e o seu
vigor, para essa temperatura criogênica. Os
resultados obtidos, neste trabalho, vêm reforçar,
a exemplo de outros experimentos, que menores
teores de água garantem a manutenção da
qualidade
das
sementes,
durante
o
armazenamento em nitrogênio líquido (Freitas
et ai., 1992; Tripathy et ai., 1996; Germano,
1992).
Na literatura, existem diversos trabalhos
com diferentes produtos onde se observa que é
necessário identificar o teor de água ideal das
sementes para crioconservacão. Este fato foi
observado por Roos e Stanwood (1981) que
chegaram à conclusão de que a semente de
alface sofria dano em sua qualidade fisiológica,
quando eram crioconservadas com teores de
água acima de 18% base úmida. De acordo com
Stanwood (1987), igual ocorrência, também, se
passou com a crioconservação de sementes de
Sesamum indicum para teores de água acima de
12% b.u. Esse autor, também, verificou que
para uma taxa de congelamento de 200°C min-1,
a dano nas sementes de Sesamum se registra a
um teor de água inferior a 6% b.u, concluindo,
portanto que a taxa de resfriamento pode
interagir com o teor de água da semente,
afetando a sua sobrevivência.
Chandel et al., citado por Cavalcanti
Mata (2001) crioconservando sementes
185
recalcitrantes de chá (Camellia sinensis (L.)
Kuntze) e jaca (Artocarpus heterophyllus
Lamk.) notaram que o melhor teor de água para
a crioconservação foi de 14% b.u. e que, acima
desse valor, as sementes perdem sua capacidade
germinativa.
Temperatura de - 196ºC
Germinação (%)
100
80
60
40
20
G 6M MOCÓ = 74,671-0,7634Ta + 8,3411 Ta2
R2= 0,99
0
4
6
8
10
12
14
Teor de água (b.u%)
Temperatura de ambiente 23ºC
Germinação(%)
100
80
60
40
G 6M MOCÓ = 63,671 - 0,817Ta + 10,448 Ta2
R2=0,99
20
0
4
6
8
10
12
14
FIGURA 4. Equações que representam a germinação e o vigor (1ª contagem do teste de germinação)
da semente de algodão arbóreo 6M-Mocó- Branco em função do teor de água, quando
armazenadas às temperaturas de 23ºC e –196ºC, por 5 dias
186
Nas Figuras 5 e 6, onde o vigor das
sementes de algodão arbóreo é expresso pelo
comprimento de plântula e pelo peso da matéria
seca em função do teor de água,
respectivamente, constata-se que a equação
quadrática, já não tem um comportamento tão
satisfatório quanto ao da germinação, pois para
essas equações, os coeficientes de determinação
passam a variar entre 0,91 a 0,6, indicando uma
maior dispersão dos valores. No entanto
permite fazer uma analise do comportamento
dos dados e a curva que o representam de modo
a recomendar que o melhor teor de água para
crioconservar as sementes de algodão arbóreo
cultivar 6M-Mocó Branco é 6% base úmida.
Comprimento de plântula (cm)
Temperatura ambiente 23ºC
24
20
16
12
8
2
4
CP 6M-MOCÓ = 28,449 - 0,0177Ta + 1,9464 Ta
2
R = 0,91
0
4
6
8
10
12
14
Comprimento de plântula (cm)
24
20
16
12
8
4
2
CP 6M-MOCÓ = 27,26 - 0,0365Ta + 1,2595 Ta
2
R =0,96
0
4
6
8
10
12
14
FIGURA 6. Equações que representam a variação do vigor (comprimento de plântula) da semente de
algodão arbóreo, cultivar 6M-Mocó-Branco, em função do teor de água, quando
submetida a armazenagem de 23ºC e –196ºC, por 5 dias.
187
Peso da matéria seco (g)
Temperatura ambiente 23ºC
16
12
8
2
4
2
PMS 6M-MOCÓ = 10,655 - 0,0568Ta + 0,7353 Ta R = 0,74
0
Peso da matéria seca (g)
4
6
8
10
12
14
16
12
8
4
PMS 6M - MOCÓ = 6,4357 - 0,1085Ta + 1,5191Ta
2
2
R = 0,60
0
4
6
8
10
12
14
FIGURA 6. Equações que representam a variação do vigor (peso da matéria seca) da semente de
algodão arbóreo, cultivar 6M-Mocó-Branco, em função do teor de água, quando
submetida à armazenagem de 23ºC e -196ºC, por 5 dias
CONCLUSÃO
Diante dos estudos feitos, pode-se
concluir que o teor de água limite para
crioconservação de sementes de algodão
arbóreo cultivar 6M-Mocó-Branco, é 6% base
úmida
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA
Aguiar, I.B.; Pina-Rodrigues, F.C.M.; Figliolia,
M.B. Sementes florestais e tropicais,
Brasília: ABRATES, 1993. 350p.
Almeida, F. de A.C.; Pita Villamil, J.M.;
Gouveia, J.P.G. de. Efecto de Ia crioconservación sobre la
germinación de
semillas de leguminosas. Revista Brasileira
de Produtos Agroindustriais, Campina
Grande, v. 2, n.1, p. 67 – 71, 2000.
Batista,
R.C. Cultivo in vitro
e
criopreservação de sementes de gergelim
(Sesamum indicum L.), Campina Grande,
Universidade
Federal
da
Paraíba.
Departamento de Engenharia Agrícola.
188
2000. 83p.
Agrícola).
(Mestrado em Engenharia
Brasil. Ministério da Agricultura. Regras
para análise de sementes. Brasília:
SNDA/DNDV/CLAV, 1992. 365p.
Bruno, R. de L.A.; Azeredo, G.A. de ;
Queiroga, V. de P.; Araújo, E.; Diniz, E.
Qualidade fisiológica e microflora de
sementes de amendoim cv. BR-1 durante
o
armazenamento.
Revista
de
Oleaginosas de Fibrosas, Campina
Grande, v.2, n.3, p. 141-152,2000.
Carvalho, N.M.; Nakagawa J. Semente:
Ciência, tecnologia, e produção.
Campinas: Fundação Cargill, 2000.
p.141-152.
Cavalcanti Mata, M.E.RM. Crioconservação dos recursos fitogenéticos de
espécies florestais, medicinais e de
interesse econômico do semi-árido do
Nordeste do Brasil. Campina Grande,
2001. 68p. (Projeto de Pesquisa).
Corlett, F. M. F. Qualidade fisiológica e
microflora de sementes de algodão
herbáceo com e sem linter da cultivar
CNPA7H em três microrregiões do
Estado da Paraíba. Areia, Universidade
Federal da Paraíba, Departamento de
Fitotecnia. 1999. 66p. (Mestrado em
Produção Vegetal).
Crochemore,
M.L.; Piza, S.M. de T.
Germinação e sanidade de sementes de
nabo forrageiro conservadas em diferentes embalagens. Revista Brasileira de
Sementes, Brasília, v.29,n.5, p.677680,1994.
Felismino, D. C. Eficiência relativa de
produtos químicos e naturais sobre a
qualidade fisiológica e sanitária em
sementes de feijão Vïgna unguiculata e
Phaseotus vulgaris acondicionadas em
dois tipos de embalagens em ambiente
não controlado. Areia, PB, 1998. 51p.
Universidade Federal da Paraíba.
(Dissertação de Mestrado).
Fitzgerald, W.; Cooke, B.M. Spore
germination and pycnidial development
in wheat and barley isolates of Septoria
nodorum on cellulose film In:
International workshop on Septoria
species of cereals, 3. Dublin: Department
of Plant Pathology, Faculty of
Agriculture, Anais... 1989, v.4.
Freitas, G.B.; Silva, R.F.; Araújo, E.F.;
Reis, F.P. Influência da condição de
armazenamento
na
qualidade
de
sementes de milho. Revista Brasileira
de Armazenamento, Viçosa, v.17, n.l/2,
p.21-26, 1992.
Germano, M.L. de S.A R. Emprego de
produtor natural no tratamento de
sementes de feijão m aças s ar (Vïgna
unguiculata L. Walp.) acondicionadas
em três embalagens e em microregiões
da Paraíba, Areia, Universidade Federal
da Paraíba, Departamento de Agronomia
1997. 77p.. (Mestrado em Agronomia).
Godoy, R - Testes de vigor em sementes de
algodão (Gossypium hirsutum L.).
Piracicaba. USP/ESALQ, Departamento
de Fitotecnia 1975. 125p. (Mestrado em
Agronomia)..
Nascimento, W.M. Efeito do beneficiamento na qualidade de semente de
ervilha,
Pesquisa
Agropecuária
Brasileira, v.29, n.2,p.309-313,1994.
Patriota, T.RA. Avaliação da qualidade
fisiológica das sementes de algodão
(Gossypium hirsutum L. r. latifolïum
Hutch) armazenadas em função de
diferentes tratamentos e teores de
umidade. Campina Grande, Universidade
Federal da Paraíba, Departamento de
Engenharia Agrícola. 1996. 75p. (Mestrado em Engenharia Agrícola)
Roos, E.E.; Stanwood, P.C. Effects of low
temperatura, cooling rate and moisture
content on seed germination of lettuce.
Journal of the American Society for
Horticultural Science, Maunt Vernon,
n.106, p.30-34, 1981.
SAEG- Sistema para análise estatística em
genética, Fundação Arthur Bernardes,
UFV, MG, v.5.0, 1993.
Stanwood, P.C. Survival of sesame seeds at the
temperature (-196°C) of liquid nitrogen.
189
Crop Science, Madsonn - WI, v. 27, p. 327-331,
1987.
Plant Physiology, Morhanpur, v.1, n.3,
p.180-184, 1996.
Tripathi. S.K.; Patra, A.K.; Samui, R.C.;
Nanda, M.K. Effect of storage containers
on storability of groundnut seeds and their
performance in the field. Indian Journal of
Vieira, R.D.; Carvalho, N.M. Teste de vigor
em sementes. São Paulo - SP: Editora
Afiliada, 1994, 164p.
190
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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
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en su enunciado deberá ser alineada por la
izquierda con la primera letra después de la
palabra Figura. Las unidades deben ser
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orientation of arranged picture in two
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and left of 2,5 cm, numbered, simple space
and up to a maximum of 20 pages.
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type, italic and centralized, except for
Keywords and sub-items that should be
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first letter in capital letter. The authors' name
should be two simple spaces below the title,
written for complete name and in boldface,
separated by comma. The authors' names will
be numbered with Arabic ciphers that they will
have to each number a baseboard call where it
will make to consist its function, title,
institution, postal and electronic address (email), telephone and fax. The text should be
aligned in the two sides and with the tabulation
of 1cm to the beginning each paragraph.
Figures, Tables and Photos - they should be
inserted soon below the paragraph where they
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.
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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]
TRANSPORTE DE CALOR E MASSA EM SÓLIDOS HETEROGÊNEOS: UM ESTUDO TEÓRICO VIA ANÁLISE
CONCENTRADA
and mass
in heterogeneous
solids:DO
A theoretical
study by lumped
PROPRIEDADES (Heat
FÍSICAS
E transfer
SECAGEM
DE CASULOS
BICHO-DA-SEDA
EManalysis)
LEITO FIXO: UMA
Genival
da Silva Almeida,
Fabrício
José Nóbrega Cavalcante,
Gilson
Barbosa
de Lima
INVESTIGAÇÃO
TEÓRICA
E EXPERIMENTAL
(PhysicsAntonio
properties
and drying
cocoons
in fixed bed: a theoretical and
experimental investigation)
Pedro Ronaldo Herculano de Holanda, Sandoval Farias da Mata, Antônio Gilson Barbosa de Lima
ATIVIDADE DE ÁGUA, CRESCIMENTO MICROBIOLOGICO E PERDA DE MATÉRIA SECA DOS GRÃOS DE CAFÉ
(Coffea arabica L.) EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO (Water activity, microbiological increase
and
dry matter
loss of the coffee OF
grains
(CoffeaCATFISH
arabica L.)(Hypophthalmus
in different storage
conditions)
OSMOTIC
DEHYDRATION
MAPARÁ
edentatus)
FILLETS EFFECT OF TERNARY
Paulo
César Afonso
Júnior, Paulo
Césarde
Corrêa,
Fabrício
Schwanz
da Silva, Deise
Menezes
Ribeiro
SOLUTION
(Desidratação
osmótica
filés de
mapará
(Hypophthalmus
edentatus)
: Efeito
de soluções ternárias)
Suezilde da Conceição Amaral Ribeiro, Satoshi Tobinoga
AVALIAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE FARINHAS DE MANDIOCA DURANTE O ARMAZENAMENTO
(Physicochemical
evaluation of the
cassava flour
during the
storage)
SECAGEM E COMPOSIÇÃO
QUÍMICA
DA CABEÇA
DE
CAMARÃO (Litopenaeus vannamei Boone) A DIFERENCândido
José Ferreira Neto,
Rossana
Feitosa
de Figueirêdo,
Alexandre
de(Melo
Queiroz vannamei Boone) at
TES TEMPERATURAS
( Drying
andMaria
chemical
composition
of the
shrimpJosé
head
Litopenaeus
different temperatures)
Alessandra Almeida Castro, German Dario Pagani
EFEITO DO BENEFICIAMENTO NAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DOS GRÃOS DE ARROZ DE
DISTINTAS VARIEDADES (Effect of the beneficiation in the mechanical and physical properties of the rice grains of
different
varieties)
OTIMIZAÇÃO
DE EXTRAÇÃO DE INULINA DE RAÍZES DE CHICÓRIA ( Optimization of inulin extraction from
Fabrício
Schwanz da Silva, Paulo César Corrêa, André Luís Duarte Goneli, Rodrigo Martins Ribeiro, Paulo César Afonso
chicory roots)
Júnior
Rafael Augustus de Oliveira, Kil Jin Park, Marcos Choratto, Kil Jin Brandini Park, Regina Isabel Nogueira
INFLUÊNCIA DAQUÍMICOS
CONCENTRAÇÃO
DEDA
SÓLIDOS
SOLÚVEIS
TOTAIS EM
NO VAGENS
SINAL FOTOCÚSTICO
POLPA
COMPONENTES
E ESTUDO
UMIDADE
DE EQUILÍBRIO
DE ALGAROBADE
(Chemical
DE MANGAand
(Influence
of equilibrium
the total soluble
concentration
in the photoacoustic
sign of mango pulp)
components
study of the
moisture
content in mesquite
beans)
Waldemir Soares
daCardoso
Costa, Jose
Suassuna
Mario
Eduardo
Moreira
Mata, Palmeira
AlexandreGomes
José de
Francisco
de Assis
Almeida,
JoséFilho,
Euflávio
da Silva,
MariaRangel
Elessandra
R. Cavalcanti
Araújo, Josivanda
Melo Queiroz
Gouveia,
Silvana A. de Almeida
ISOTERMASDO
DEMELHOR
ADSORÇÃO
DE UMIDADE
DE FARINHAS
DE MANDIOCA
OBTENÇÃO
PROCESSO
DE EXTRAÇÃO
E FERMENTAÇÃO
DO CALDOTEMPERADAS
DE ALGAROBA(Moisture
(Prosopis
adsorption
isotherms
of spiced
cassava DE
flour)
juliflora
(Sw.)
DC) PARA
OBTENÇÃO
AGUARDENTE (The best process determination of extraction and fermentation
Francislei
Santa(Prosopis
Anna Santos,
Rossana
Feitosa
de Figueiredo,
of
the mesquite
juliflora
(SW.)Maria
DC) broth
to obtain
liquor) Alexandre José de Melo Queiroz
Clóvis Gouveia Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Duarte Braga, Vital de Sousa Queiroz
RELAÇÃO ENTRE PERÍODO DE PÓS-COLHEITA VIDA E PRATELEIRA NO RESFRIAMENTO DE RÚCULA
(Relation DA
the SOLUBILIDADE
post harvest time DAS
and PROTEÍNAS
the shelf the refrigeration
rocket)
ESTUDO
PRESENTESofNO
SORO DE LEITE E NA CLARA DE OVO (Analysis
Lineu
L.and
Pataro,
Vivaldo
Silveira
Júnior
of
whey
egg white
proteins
solubility)
Daniela Helena Pelegrine, Carlos Alberto Gasparetto
ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UNIDADE PILOTO DE REFRIGERAÇÃO NO ARMAZENAMENTO
DE
CEBOLADO
(Technical
and ENERGÉTICO
economic analysis
of the refrigeration
pilot unit DE
in the
storage of onion
ANÁLISES
CONSUMO
E SENSORIAL
EM SECAGEM
MANJERICÃO
SOB) DIFERENTES
Mabel Ribeiro Sousa,
Oliveira de consumption
Meneses, Jorge
Wellington
Marcosunder
Fábio de
Jesus,kinds
Marcelo
A.
TRATAMENTOS
DE Joás
AR (Energetic
and
sensorial Menezes
analysis Martins,
of basil drying
several
of air
Gutierrez
Carnelossi,
Gabriel
Francisco
da
Silva
treatment)
Anamaria Caldo Tonzar, Vivaldo Silveira Júnior.
CALOR ISOSTÉRICO DA POLPA DE BANANA VARIEDADES MAÇÃ E NANICA (Isosteric heat of the apple and tiny
varieties
banana
PRODUÇÃO
DEpulp)
PASSAS DE ACEROLA EM SECADOR DE BANDEJA (Production of acerola raisins in tray dryer)
José Cleidimário
Araújo
Leite,
Manasses Vahideh
MesquitaR.da
PalmeiradaGomes
Marcos
F. de Jesus,
Viviane
L. Scaranto,
R. Silva,
Jalali,Josivanda
Gabriel Franciso
Silva de Gouveia, Francisco de Assis
Cardoso Almeida, Juarez Paz Pedroza
AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE DA POLPA DE UMBU EM PÓ (Evaluation of the stability of the umbu pulp
TEOR DE ÁGUA LIMITE PARA CRIOCONSERVAÇÃO DE SEMENTES DE ALGODÃO ARBÓREO VARIEDADE
powder)
6M
( Limit
water Galdino,
text to cryoconservation
the
arboreal
cottonMaria
seeds Feitosa
6M - Mocó
white variety)
Pablícia
Oliveira
Alexandre José deofM.
Queiroz,
Rossana
de Figueirêdo,
Ranilda Neves G. da Silva
Mário Eduardo R. M. Cavalcanti Mata, Maria do Socorro Rocha, Maria Elita Martins Duarte
ESTUDO DAS ALTERAÇÕES DO HIDROXIMETILFURFURAL E DA ATIVIDADE DIASTÁSICA EM MÉIS DE
ABELHA EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO (Study of the hidroximetilfurfural alterations and
the diastase activity in honey of bee in different condition of storage)
Zilmar Fernandes Nóbrega Melo, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata

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o problema mente-corpo através das abordagens psico