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ISSN:1517-8595
ISSN:1517-8595
Volume
7, Número
2, julho
- dezembro,
Volume
5, Número
1, janeiro
- julho, 2005
2003.
Universidade Federal de Campina Grande
Centro
Centro
de Tecnologia
de Ciências
e Recursos
e Tecnologia
Naturais
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais
Brazilian Journal Agro-industrial Products
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
Reitor: Thompson Fernandes Mariz
Vice-Reitor: José Edilson de Amorim
ISSN 1517-8595 Campina Grande, PB v.7, n.2, p.101-204, 2005
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.7, n.2, (2005). Campina Grande:
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e
Tecnologia, 2005.
Campina Grande, Volume 7, Número 2, Julho-Dezembro, 2005.
Semestral
ISSN 1517-8595
ISSN 1517-8595
Tiragem 500 exemplares.
CAPA: algodão. algodão colorido, plantio, flor, maçã,
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 7, Número 2, Julho-Dezembro, 2005
SUMÁRIO/ CONTENTS
Artigos Científicos
Página
EFEITO DA DANIFICAÇÃO MECÂNICA NA QUALIDADE FISIOLÓGICA DE SEMENTES DE MILHO PIPOCA
DURANTE O ARMAZENAMENTO (Effect of the mechanical damage in the physiological quality of corn-popcorn
seeds during the storage)
André Luís Duarte Goneli, Paulo César Corrêa, Denise Cunha Fernandes dos Santos Dias, Glauco Vieira Miranda ............
101
COMPONENTES DE PRODUÇÃO E RENDIMENTOS DE BATATA-DOCE, EM FUNÇÃO DE DOSES DE ESTERCO
DE BOVINO (Production and yield components of sweet potato in fuction of cattle manure doses)
João Felinto dos Santos, Luciano de Medeiros Pereira Brito, José Ivan Tavares Granjeiro, Francisco de Assis Cardoso
Almeida, Maria Ednalva C. de Oliveira .......................................................................................................................................
113
HIDROGENAÇÃO DE ÓLEO DE SOJA EM UM REATOR DE RECIRCULAÇÃO EM BATELADA (Hydrogenation of
soybean oil in a recirculation reactor in batch)
Sueli Marie Ohata, Carlos Alberto Gasparetto …........................................................................................................................
121
ARMAZENAMENTO DE FEIJÃO MACASSAR TRATADO COM MAMONA: ESTUDO DA PREVENÇÃO DO
Callosobruchus maculatus E DAS ALTERAÇÕES NUTRICIONAIS DO GRÃO (The storage of cowpea bean under
treatments with castor bean: A study of the Callosobruchus maculatus prevention and nutritional components alterations
of the grain)
Íris Pereira de Almeida, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata, Rosa Maria
Mendes Freire, Manuel Adalberto Guedes ...................................................................................................................................
133
COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS ESTÁTICO E DINÂMICO NA DETERMINAÇÃO DO EQUILÍBRIO
HIGROSCÓPICO DAS ESPÍGAS DE MILHO (Comparison between the static and dynamic methods in the
hygroscopic equilibrium determination of the ear corn)
Paulo Cesar Corrêa, André Luís Duarte Goneli, Osvaldo Resende, Ana Paula Martinazzo, Fernando Mendes Botelho...........
141
AVALIAÇÃO DO RENDIMENTO DO FRUTO, COR DA CASCA E POLPA DE MANGA TIPO ESPADA SOB
ATMOSFERA CONTROLADA (Evaluation of the income of the fruit, color of the peel and flesh type espada mango
under controlled atmosphere)
Liz Jully Hiluey, Josivanda Palmeira Gomes, Francisco de Assis Cardoso Almeida, Michele Santos Silva, Hofsky Vieira
Alexandre.......................................................................................................................................................................................
151
INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DE EQUILÍBRIO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS
(Uncertainty in the determination of equilibrium moisture content of agricultural products)
Wilton P. Silva, Cleiton D. P. S. e Silva, Antonio Gilson Barbosa Lima ......................................................................................
159
OBTENÇÃO DE GRAVIOLA EM PO PELO PROCESSO DE LIOFILIZAÇÃO (Soursop powder obtained for the
freeze-drying process )
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, George Carlos S Alsemo, Edson Rodrigues, Manuel
Adalberto Guedes, Anna Sylvia R de R.M. Cavalcanti, Camila Carol Abuquerque Oliveira .....................................................
165
INOVAÇÃO TECNOLÓGICA – O DESEMPENHO DA FIBRA DO ALGODÃO COLORIDO NO PROCESSO DE
FIAÇÃO A ROTOR DE UMA INDÚSTRIA TÊXTIL (Technological innovation – The performance of the cotton
colored fiber in the wiring process using rotor of a textile industry)
Givanildo Freire, Sibele Thaise Viana Guimarães Duarte, Lívia Wanderley Pimental ..............................................................
173
ESTUDO DA REOLOGIA DE POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS (Study of the
rheology of polysaccharides used in the food industry)
Juliana Tófano de Campos Leite Toneli, Fernanda Elisabeth Xidieh Murr, Kil Jin Park ...........................................................
181
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.7, n.2, p.101-111, 2005
ISSN 1517-8595
101
EFEITO DA DANIFICAÇÃO MECÂNICA NA QUALIDADE FISIOLÓGICA DE
SEMENTES DE MILHO-PIPOCA DURANTE O ARMAZENAMENTO
André Luís Duarte Goneli1, Paulo César Corrêa2, Denise Cunha Fernandes
dos Santos Dias3, Glauco Vieira Miranda4
RESUMO
Neste trabalho avaliou-se o efeito da danificação mecânica durante o armazenamento sobre a
qualidade fisiológica das sementes de milho-pipoca. As sementes da variedade UFVM-2 foram
colhidas e debulhadas manualmente e secas à sombra até o teor de umidade de 13 % b.u., para
evitar qualquer tipo de danificação. As sementes foram submetidas a diferentes tempos de
impacto, de zero a três minutos, através do aparelho Stein Breakage Tester (modelo CK2-M).
Em seguida, foram armazenadas em sacos de polipropileno de baixa densidade por um período
de seis meses em condição ambiente não controlada, tendo sua qualidade analisada no início do
experimento e a cada mês subseqüente. A qualidade fisiológica foi avaliada pelos testes de
germinação, primeira contagem do teste de germinação, envelhecimento acelerado e frio
modificado. A partir dos resultados encontrados, observou-se que o aumento na duração do
impacto e do período de armazenamento promoveu redução na germinação e no vigor. Desta
forma, evidencia-se o efeito imediato e latente da danificação mecânica sobre a qualidade
fisiológica das sementes de milho-pipoca.
Palavras-chave: Sementes de milho pipoca, impactos mecânicos, germinação, vigor
EFFECT OF DAMAGE MECHANICAL IN THE PHYSIOLOGICAL QUALITY
OF CORN-POPCORN SEEDS DURING THE STORAGE
ABSTRACT
In this work the effect of damage mechanical on the physiological quality of the popcorn seed
during the storage was evaluated. UFVM-2 popcorn variety was harvested and shelled by hand
in order to avoid any mechanical damage and let them dried in the laboratory environment up to
13% (w.b.) moisture content. The seed kernels were submitted to different impact period by the
use of “Stein Breakage Tester, CK2-M model”. After that the kernels were put in low-density
polypropylene plastic bags and stored in the laboratory environment. The seed quality was
measured from time zero and subsequent months. The physiological quality was evaluated
through the Germination Test, First Counting of the Germination Test, Accelerated Aging Test,
and Modified Cold Test. From the results obtained it was observed that as the impact and
storage period increased occurred reduction on the Germination and Vigor of the seeds. So it
becomes evident the effect of the immediate and latent of the popcorn seed physiological
quality loss due to the mechanical damage
Keywords: Popcorn seed, Mechanical Impact, Germination, Vigor
Protocolo 703 de 15/01/2004
1
Engo Agronomo, M.S., Bolsista CNPq, Doutorando DEA/UFV, Viçosa, MG, [email protected]
2
Prof. Adjunto, DEA/UFV, Viçosa, MG . [email protected]
3
Prof. Adjunto, DFT/ UFV, Viçosa, MG. [email protected]
4
Prof. Adjunto, DFT/ UFV, Viçosa, MG. glauco@ufv,Br
102
Efeito da danificação mecânica na qualidade fisiológica de sementes de milho-pipoca ...... Goneli et al.
INTRODUÇÃO
O uso de sementes de elevada qualidade é
um dos pré-requisitos fundamentais para se
conseguir maior produtividade na lavoura. Com
a crescente demanda de sementes de alta
qualidade para o estabelecimento de uma
agricultura mais produtiva e sustentável, cresce
também a necessidade de monitorar cada fase
do seu processo produtivo. No caso específico
do milho-pipoca, os danos mecânicos a que as
sementes são submetidas durante as diferentes
fases do processo produtivo são os principais
fatores causadores de perda da qualidade
fisiológica e tecnológica do produto (Pacheco et
al., 1996).
De acordo com Carvalho e Nakagawa
(2000), os danos mecânicos, juntamente com a
mistura varietal, são alguns dos mais sérios
problemas na produção de sementes. O dano
mecânico é conseqüência, na sua maior parte,
da mecanização das atividades agrícolas,
constituindo-se em problema praticamente
inevitável devido ao fato de as principais fontes
desse tipo de injúria se encontrarem em todas as
etapas do processo produtivo.
Segundo Araújo et al. (2002), o dano
mecânico se refere à injúria causada por agentes
físicos no manuseio das sementes, na forma de
quebraduras, trincas, cortes e abrasões, podendo
ter como conseqüência a redução da sua
qualidade fisiológica logo após a injúria (efeito
imediato) e/ou após determinado período de
armazenamento (efeito latente).
Nas regiões tropicais, o armazenamento é
uma das maiores limitações à manutenção da
qualidade fisiológica das sementes. Vários são
os fatores que influenciam a conservação da
viabilidade e vigor das sementes durante o
armazenamento: qualidade inicial da semente,
vigor da planta-mãe, condições climáticas
durante a maturação, danos mecânicos,
condições de secagem, adequado teor de
umidade, umidade relativa do ar, temperatura
de armazenamento, ação de fungos e insetos,
tipos de embalagens e duração do
armazenamento (Carvalho e Nakagawa, 2000).
O tempo de armazenagem dos produtos
agrícolas danificados por impactos é um fator
importante, considerando que os danos por eles
sofridos irão se agravar com o decorrer do
tempo, afetando o potencial de armazenagem
do produto (Moraes, 1980; Coutinho, 1984;
Andrade et al., 1998; Araújo et al., 2002).
A qualidade fisiológica de uma semente é
determinada por seu genótipo e está associada
às condições ambientais em que foi produzida e
armazenada, bem como às tecnologias de
produção, colheita, secagem, beneficiamento e
comercialização (Marincek, 2000). Além da
influência exercida pelas características
genéticas, herdadas de seus progenitores,
destaca-se também a germinação e vigor das
sementes, sendo estes dois últimos fatores
afetados pelas condições durante a sua
produção e conservação.
Os testes de vigor são mais sensíveis para
avaliar a qualidade fisiológica das sementes,
quando comparados com teste de germinação
(Association of Official Seed Analysts, 1983).
Marcos Filho (1999b) relatou que os testes de
vigor possibilitam avaliar ou detectar diferenças
significativas na qualidade fisiológica entre dois
lotes de sementes que apresentam poder
germinativo semelhante. Contudo, esse autor
mencionou que este fato não deve implicar na
substituição do teste de germinação pelos de
vigor, mas sim utilizá-los como informação
complementar daquelas obtidas pelo citado
teste. Os testes de vigor têm sido instrumentos
de uso cada vez mais rotineiro pela indústria de
sementes para determinação da sua qualidade
fisiológica. As empresas produtoras e as
instituições oficiais têm incluído esses testes em
programas internos de controle de qualidade ou
para a garantia da qualidade das sementes
destinadas à comercialização.
Apesar de o milho-pipoca ser um alimento
bastante apreciado no Brasil, são poucos os
trabalhos que analisam o efeito de danos
mecânicos sobre a qualidade fisiológica das
sementes. Nesse sentido, o presente trabalho foi
desenvolvido com o objetivo de avaliar o efeito
da interação entre o nível de danificação
mecânica provocada por impacto controlado e o
tempo de armazenamento sobre a qualidade
fisiológica das sementes de milho-pipoca.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido no Laboratório
de Propriedades Físicas e Avaliação de
Qualidade de Produtos Agrícolas do Centro
Nacional de Treinamento em Armazenagem CENTREINAR, e no Laboratório de Análise de
Sementes, do Departamento de Fitotecnia,
ambos da Universidade Federal de Viçosa
(UFV). Foram utilizadas sementes de milhopipoca, cultivar UFVM2, produzidas na Estação
Experimental de Coimbra, MG, pertencente ao
Departamento de Fitotecnia da UFV, no ano
agrícola de 2003.
A fim de evitar a influência de outros tipos
de danos mecânicos nos resultados, as sementes
foram colhidas e debulhadas a mão e secadas à
sombra até o teor de umidade de
aproximadamente 13% b.u. As determinações
de teor de umidade das sementes, em todas as
etapas do experimento, foram realizadas
empregando-se o método da estufa, a 105 ± 3
ºC por um período de 24 horas, conforme as
recomendações das Regras para Análises de
Sementes - RAS (Brasil, 1992).
Depois de secas, as sementes foram
submetidas a impactos mecânicos controlados,
utilizando como fonte impactadora o
Tabela 1.
103
equipamento Stein Breakage Tester, modelo
CK2-M. Esse aparelho é dotado de um cilindro
de aço que gira a 1.800 rpm e que, por meio de
uma hélice central, lança as sementes contra as
paredes do cilindro, promovendo o impacto.
Dividiram-se os tratamentos em função da
duração do impacto a que as sementes foram
submetidas, conforme indicado na Tabela 1. Os
tempos utilizados na danificação das sementes
de milho-pipoca foram obtidos por meio de
ensaios preliminares.
Tempo de duração do impacto a que as sementes foram submetidas no equipamento
Stein Breakage Tester
Tratamento
Tempo de danificação (min)
1
0,0 (Testemunha)
2
0,5
3
1,0
4
1,5
5
2,0
6
2,5
7
3,0
Depois de impactadas, 600 g de sementes
foram embaladas em sacos de polipropileno de
baixa densidade, devidamente lacradas com
seladora elétrica e identificadas. As sementes
foram, então, armazenadas por um período de
seis meses em condições não controladas de
ambiente, sendo analisadas, quanto a sua
qualidade fisiológica, no início do experimento
e a cada mês subseqüente.
A qualidade fisiológica das sementes foi
avaliada por meio dos testes de germinação,
primeira contagem do teste de germinação,
envelhecimento acelerado e teste de frio.
No teste de germinação, foram utilizadas
quatro repetições de 50 sementes por
tratamento. O substrato usado foi o papel
germitest umedecido com água destilada,
utilizando-se volume equivalente a 2,5 vezes o
peso do papel. Os rolos foram colocados em
germinador com temperatura regulada para 25
ºC. As avaliações foram realizadas no 4º e no 7º
dia após a montagem do teste, segundo os
critérios estabelecidos pelas Regras para
Análise de Sementes (Brasil, 1992). Os
resultados foram expressos em porcentagem de
plântulas normais.
O teste de primeira contagem do teste de
germinação consistiu da porcentagem de
plântulas normais, registrada por ocasião da
primeira contagem do teste de germinação no 4º
dia a partir do seu início (BRASIL, 1992).
O teste de envelhecimento acelerado foi
realizado conforme a metodologia descrita por
Marcos Filho (1999a), com quatro repetições de
50 sementes por tratamento, distribuídas sobre
tela acoplada em caixas de plástico do tipo
gerbox, contendo ao fundo 40 mL de água
destilada, não ficando as sementes em contato
com a água. Em seguida, as caixas foram
tampadas de modo a obter umidade relativa
com valor próximo a 100% em seu interior. As
caixas foram mantidas em câmara do tipo BOD
durante 96 horas, com temperatura de 42ºC,
aproximadamente. Depois desse período, foi
montado o teste de germinação, sendo a
avaliação da porcentagem de plântulas normais
realizada no 4º dia depois da semeadura.
O teste de frio modificado foi realizado
segundo a metodologia descrita por Barros et
al. (1999), com quatro repetições de 50
sementes por tratamento, distribuídas em rolos
de papel umedecido com água destilada (2,5
vezes o peso do papel). Depois da montagem,
Temperatura (°C)
os rolos foram colocados em sacos de plástico
fechados com atilhos de borracha e mantidos
em uma câmara do tipo BOD com temperatura
controlada de 10ºC, durante sete dias. Depois
desse período, os rolos foram retirados dos
sacos de plástico e transferidos para um
germinador com temperatura controlada de
25ºC, sendo a avaliação da porcentagem de
plântulas normais registrada no 4º dia.
O delineamento experimental utilizado em
cada ensaio foi o inteiramente casualizado, no
esquema de parcelas subdivididas 7 x 7, com
sete níveis de duração do impacto nas parcelas e
sete épocas distintas de armazenamento nas
subparcelas. Os dados foram submetidos à
análise de regressão, a fim de se estabelecerem
equações que representem as interações entre as
variáveis analisadas. O modelo geral foi
escolhido com base na significância da
equação, pelo teste F, e dos coeficientes de
regressão (’s), utilizando-se o teste “t”, a fim
de se estabelecer o efeito da danificação
mecânica induzida sobre a qualidade fisiológica
das sementes de milho-pipoca durante o
armazenamento.
A fim de atender às pressuposições da
análise de variância, ou seja, a distribuição
normal dos dados observados, os resultados
foram transformados em arco seno (X%/100)0,5,
em que X% representa a porcentagem de
plântulas normais obtida pelos testes
mencionados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Figura 1 são apresentados os valores
médios diários de temperatura e umidade
relativa do ar do ambiente de armazenagem das
sementes de milho-pipoca. A temperatura
média durante o período de armazenamento foi
de 22,2 °C e a umidade relativa do ar média de
87,9%.
50
100
45
90
40
80
35
70
30
60
25
50
20
40
15
30
10
5
Temperatura Média
20
Umidade Relativa Média
10
0
Umidade Relativa (%)
104
0
1
31
61
91
121
151
181
Período de Armazenagem (dias)
Figura 1.
Médias diárias de temperatura e umidade relativa do ar, durante o armazenamento das
sementes de milho-pipoca em ambiente não controlado
Na Tabela 2 são apresentados os valores do
teor de umidade (% b.u.) das sementes de
milho-pipoca submetidas a diferentes tempos de
impacto e armazenadas durante o período de
seis meses.
Tabela 2.
105
Valores médios do teor de umidade (% b.u.) em função do tempo de
armazenamento e da duração do impacto
Duração
do impacto
(min)
0
30
60
90
120
150
180
0,0
13,1
13,2
13,1
12,9
13,0
12,4
12,7
0,5
13,1
13,1
13,0
12,8
12,8
12,5
12,8
1,0
13,1
13,0
13,0
12,8
12,7
12,5
12,8
1,5
13,1
13,0
13,0
12,7
12,7
12,4
12,7
2,0
13,1
12,9
12,8
12,5
12,7
12,4
12,6
2,5
13,1
12,9
12,8
12,6
12,6
12,5
12,5
3,0
13,1
13,0
12,8
12,7
12,8
12,5
12,6
Tempo de Armazenamento (dia)
Os resultados apresentados no Quadro
2 indicam, de modo geral, que as sementes
apresentaram uma pequena diminuição nos
valores do teor de umidade ao longo do período
de armazenamento. Essas oscilações observadas
são próprias da natureza biológica do material.
De
acordo com os
valores
encontrados nos testes de qualidade fisiológica
das sementes de milho-pipoca, procurou-se uma
equação que pudesse ser modelada aos
resultados de todos os testes realizados. O
modelo que melhor se ajustou aos valores
observados pelos testes de germinação (TG),
primeira contagem do teste de germinação
(PC), envelhecimento acelerado (EA) e teste de
frio modificado (TF), representando mais
adequadamente a interação entre a duração do
impacto e o tempo de armazenamento a que as
sementes de milho-pipoca foram submetidas,
foi:

Z = exp β1 + β 2 .TA + β3.TI0,5 + β 4 .TA.TI

Equação (1)
em que:
Z =
TA =
TI =
1, 2, 3 e 4 =
variável analisada (TG, PC, EA ou TF);
tempo de armazenamento (dias);
duração do impacto (min); e
parâmetros do modelo.
Na Tabela 3, encontra-se o resumo da
análise de variância dos resultados obtidos por
meio dos testes: de germinação (TG), primeira
contagem do teste de germinação (PC),
envelhecimento acelerado (EA) e frio
modificado (TF) das sementes de milho-pipoca
submetidas à danificação mecânica e
armazenadas durante seis meses. Observa-se,
nesse quadro, que existem diferenças
significativas entre todos os fatores analisados:
duração do impacto, tempo de armazenamento e
interação entre esses dois fatores.
106
Tabela 3.
Resumo da análise de variância dos valores obtidos no teste de germinação (G),
primeira contagem do teste de germinação (PC), envelhecimento acelerado (EA) e
teste de frio modificado (TF) das sementes de milho-pipoca submetidas a diferentes
durações de impacto e a diferentes tempos de armazenamento
Quadrados médios
Fonte de variação
G.L.
G‡
PC ‡
EA ‡
TF ‡
Tempo de armazenamento
(TA)
6
3,60++
3,08++
2,01++
3,41++
Resíduo (a)
21
0,005
0,006
0,002
0,003
Duração do impacto (TI)
6
1,18++
0,95++
1,08++
0,59++
TA x TI
36
0,03++
0,03++
0,06++
0,02++
Resíduo (b)
126
0,006
0,005
0,003
0,003
Total
195
-
-
-
-
C.V. 1 (%)
-
13,20
15,93
13,82
12,09
C.V. 2 (%)
-
15,60
15,68
15,28
12,37
‡
++
0,5
Dados transformados em arco seno (x%/100) .
Significativo a 1% de significância, pelo teste F.
Na Tabela 4, encontram-se as estimativas

dos parâmetros (  ’s) e os coeficientes de
determinação (R2) do modelo ajustado (equação
1) aos dados transformados em arco seno
(X%/100)0,5 para germinação (TG), primeira
contagem do teste de germinação (PC),
envelhecimento acelerado (EA) e frio
modificado (TF) das sementes de milho-pipoca
em função da duração do impacto (minutos) e
do tempo de armazenamento (dias). Os ajustes
mostraram-se adequados em estimar a
porcentagem de plântulas normais dos testes
mencionados,
apresentando
significância
satisfatória dos parâmetros e alto valor dos
coeficientes de determinação (R2).
Nas Figuras 2, 3, 4 e 5, de acordo com a
equação (1), são apresentados os dados
observados e as superfícies de resposta,
contendo os valores transformados em arco
seno (X%/100)0,5, respectivamente, nos testes
de germinação (TG), primeira contagem do
teste de germinação (PC), envelhecimento
acelerado (EA) e frio modificado (TF) das
sementes de milho-pipoca em função da
duração do impacto e do tempo de
armazenamento. Observa-se, nessas figuras,
que, tanto no teste de germinação quanto nos
testes indicativos de vigor, à medida que
aumentaram a duração do impacto e o período
de armazenamento, houve decréscimo na
porcentagem de plântulas normais, obtidas por
meio desses testes. Evidenciam-se, dessa forma,
os efeitos imediato e latente da danificação
mecânica na redução da qualidade fisiológica
das sementes de milho-pipoca. Esses resultados
assemelham-se aos encontrados por Araújo et
al. (2002), que, estudando o efeito da debulha e
do teor de umidade sobre a qualidade
fisiológica de sementes de milho-doce durante o
armazenamento, concluíram que a debulha
provoca danos às sementes, os quais diminuem
sua
qualidade
fisiológica
durante
o
armazenamento. Andrade et al. (1998),
trabalhando com sementes de feijão, concluíram
que o nível de danos nas sementes aumenta
com o aumento da velocidade de impacto a que
elas foram submetidas, reduzindo a germinação
e o vigor. Esses autores constataram que o
período de armazenamento também contribui
para a queda da qualidade fisiológica das
sementes.
Tabela 4.
107
Estimativa dos parâmetros β1, β 2, β3 e β4 das equações estimadas, em função da
duração do impacto e do tempo de armazenamento, dos valores do teste de
germinação (TG), primeira contagem do teste de germinação (PC),
envelhecimento acelerado (EA) e teste de frio modificado (TF), com os
respectivos coeficientes de determinação (R2)




Teste
1
2
3
4
R2
TG
0,3149
-0,0053**
-0,2482**
-0,0035**
85,97++
PC
0,2220
-0,0053**
-0,2323**
-0,0036**
85,86++
EA
0,1960
-0,0066**
-0,4931**
-0,0039*
78,72++
TF
0,2712
-0,0071**
-0,2904**
-0,0015***
80,01++
++
Significativo a 1% de probabilidade, pelo teste F.
pelo teste t.
** Significativo a 1% de probabilidade,
* Significativo a 5% de probabilidade, pelo teste t.
pelo teste t.
*** Significativo a 10% de probabilidade,
00)
Arco Seno (% Plântulas Normais/1
0,5
Valores estimados
Valores observados
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,5
Dura
1,0
ção
Figura 2.
1,5
2,0
do I
2,5
mpa
3,0
cto (
min)
180
150
po
Tem
d
120
90
60
30
0
o
ent
m
a
n
)
(dia
ze
rma
A
e
Valores observados e estimados do teste de germinação das sementes de milhopipoca em função da duração do impacto e do tempo de armazenamento.
108
0,5
1,2
0)
1,4
Valores estimados
Valores observados
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,5
Dura
1,0
ção
60
2,0
d o Im
2,5
pact
o (m
in)
3,0
0
o (d
ent
120
m
a
150
zen
rma
180
A
e
d
po
Tem
90
1,5
30
ia)
Valores observados e estimados da primeira contagem do teste de germinação das
sementes de milho-pipoca em função da duração do impacto e do tempo de
armazenamento.
Figura 3.
0,5
1,2
0)
1,4
Valores estimados
Valores observados
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,5
Dura
1,0
ção
Figura 4.
1,5
2,0
d o Im
2,5
pact
o (m
in)
3,0
180
150
po
Tem
120
de A
90
60
30
0
o
ent
nam
)
(dia
ze
rma
Valores observados e estimados do teste de envelhecimento acelerado das sementes
de milho-pipoca em função da duração do impacto e do tempo de armazenamento.
109
Valores estimados
Valores observados
0)
0,5
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,0
0,5
1,0
Dura
1,5
ção
do Im 2,0 2,5
pact
o (m
in)
Figura 5.
90
60
120
3,0
180
po
Tem
ze
rma
150
30
0
o
en t
nam
(dia
)
de A
Valores observados e estimados do teste de frio das sementes de milho-pipoca em
função da duração do impacto e do tempo de armazenamento.
Observa-se na Figura 2 que, mesmo nas
sementes que não foram submetidas ao impacto
mecânico,
depois
de
120
dias
de
armazenamento houve drástica redução da
germinação, obtendo-se valores abaixo do
esperado. Nos demais tratamentos, com
diferentes durações do impacto, depois desse
período de 120 dias, praticamente todas as
sementes já se encontravam mortas.
A queda do poder germinativo, com a
elevação da quantidade de danos a que as
sementes foram submetidas, também foi
observada por Andrade et al. (1999),
trabalhando com sementes de feijão, por
Martins Netto et al. (1999), com sementes de
sorgo, por Araújo et al. (2002), com sementes
de milho-doce e por Carneiro et al. (2003)
avaliando a debulha de sementes de milhopipoca. Porém, não se esperava que a
viabilidade das sementes não danificadas se
reduzisse tão rapidamente, com apenas 120 dias
de
armazenamento.
Essa
redução,
possivelmente, deveu-se ao fato de as sementes
terem sido armazenadas em embalagens com
alta impermeabilidade e com um teor de
umidade de 13% (b.u.), dando origem a uma
atmosfera modificada com alto teor de CO2 e
baixo teor de O2, pelo processo respiratório.
Como
conseqüência
do
aumento
da
temperatura, em virtude da liberação de energia
na forma de calor, é provável o
desenvolvimento de fungos, que contribuíram
para a queda da germinação das sementes.
Esses
resultados
assemelham-se
aos
encontrados por Previero et al. (1998), que,
trabalhando com sementes de Brachiaria
brizantha armazenadas em embalagens de
polietileno com umidade inicial de 13 a 14%,
observaram a rápida perda de germinação das
sementes durante o armazenamento.
De acordo com Carvalho e Nakagawa
(2000), sementes com teores de umidade
inadequados
para
armazenamento
em
embalagens impermeáveis têm seu potencial de
armazenagem reduzido pela toxidez do CO2,
além de acelerarem a atividade de
microrganismos, fato esse que pode contribuir
no processo de deterioração dessas sementes.
Nas Figuras 3, 4 e 5, assim como foi
observado para a germinação, nota-se também,
nessas figuras, que em todos os testes
indicativos de vigor houve efeito imediato e
latente da danificação mecânica sobre a
qualidade fisiológica das sementes de milhopipoca. Esses resultados concordam com os
encontrados por Araújo et al. (2002), para
sementes de milho-doce.
Carneiro et al. (2003) estudando o efeito da
debulha e da classificação sobre a qualidade
fisiológica de sementes de milho-pipoca
durante o armazenamento, encontraram que a
debulha mecânica teve efeito prejudicial na
110
germinação e no vigor das sementes antes do
armazenamento e quando armazenadas em
condições não-controladas, independentemente
da classificação das sementes.
CONCLUSÃO
Com relação à variedade estudada e às
condições sob as quais o presente trabalho foi
realizado, concluiu-se que a queda da qualidade
fisiológica das sementes de milho-pipoca é
função do nível de danificação provocada por
impactos mecânicos. Conclui-se, também, que
o processo de deterioração das sementes é
potencializado
pelo
armazenamento,
independente do nível de danificação sofrido.
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Brachiaria
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Pesquisa
Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 33, n.
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112
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.7, n.2, p.112, 2005
ISSN 1517-8595
113
COMPONENTES DE PRODUÇÃO E RENDIMENTOS DE BATATA-DOCE, EM
FUNÇÃO DE DOSES DE ESTERCO DE BOVINO1.
João Felinto dos Santos2, Luciano de Medeiros Pereira Brito2, José Ivan Tavares
Granjeiro2, Francisco de Assis Cardoso Almeida5, Maria Ednalva C. de Oliveira2.
RESUMO
O Estado da Paraíba é o maior produtor do Nordeste e o quarto produtor brasileiro de batatadoce, onde esta cultura tem grande importância alimentar, econômica e social, promovendo a
geração de emprego e renda, bem como contribuindo para a fixação do homem na zona rural. O
objetivo deste experimento foi avaliar o efeito da adubação orgânica nos componentes de
produção e produtividade de batata-doce. O experimento foi conduzido de maio a setembro de
2005, na Estação Experimental de Lagoa Seca, Estado da Paraíba, Brasil. O delineamento
experimental foi de blocos casualizados com seis tratamentos (0; 10; 20; 30; 40 e 50 t.ha-1 de
esterco bovino) em quatro repetições. As variáveis estudadas foram número total e comercial de
raízes; produção de rama; e, produção total e comercial de raízes. A produção total e comercial
de raízes de batata-doce foi de 19,01 e 17,38 t.ha-1, obtidas com 18,15 e 17, 99 t.ha-1 de esterco
bovino. A produção máxima de ramas estimada, pelo modelo, foi 11,77 t.ha-1 obtida,
respectivamente, com 16,25 t.ha-1 de esterco de gado. A dose de esterco bovino responsável pelo
máximo retorno econômico para a produção de raízes comerciais foi 16,54 t.ha-1, inferior em
5% àquela que proporcionou a produção máxima, representando 100% da máxima eficiência
técnica, constituindo um indicativo da viabilidade econômica do emprego de esterco bovino no
cultivo da batata-doce.
Palavras-chave: Ipomoea batatas, adubação orgânica, produção de raízes.
PRODUCTION AND YIELD COMPONENTS OF SWEET POTATO IN FUCTION OF
CATTLE MANURE DOSES
ABSTRACT
Paraíba State is the biggest producer of sweet potato in northeast and the fourth Brazilian
producer. This culture has a big alimentary, economic and social importance, promoting the
creation of joy and rent, as well as contributing for the man's permanence in the rural zone. The
purpose of the experiment was to evaluate the influence of organic fertilization on components
of production and productivity of sweet potato. The experiment was carried out in the
Experimental Station of Lagoa Seca, Paraíba State, Brazil, from May to September/2005. The
experimental design was of randomized blocks with six treatments (0; 10; 20; 30; 40 and 50
t.ha-1 of cattle manure), in four replications. The evaluated variables were total and commercial
roots number, foliage production and total and commercial production of roots. The total and
commercial production of sweet potato roots were 19.01 and 17.38 t.ha-1 obtained with 18.15
and 17.99 t.ha-1 of cattle manure. The maximum esteemed production of foliages, by the model,
was 11,77 t.ha-1 obtained, respectively, with 16,25 t.ha-1 of cattle manure. The cattle manure
level responsible for the maximum economic return to the production of commercial roots was
16.54 t.ha-1, which was 5% lower than the one that provided the maximum production. It
represents 100% of the maximum technique efficiency, constituting an indicative of the
economic viability of the cattle manure application in the sweet potato cultivation.
Keywords: Ipomoea batatas, organic fertilization, root production
___________________
1. Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba S/A - EMEPA-PB
2, Pesquisadores da EMEPA–PB, Estação Experimental de Lagoa Seca-PB
3. Professor Adjunto da UAEAg/UFCG. [email protected]
114
Componentes de produção e rendimentos de batata-doce, em função de doses de esterco.... Santos et al.
INTRODUÇÃO
No estado da Paraíba, com uma área de
6.641 hectares, produção de 59.971 ton./
ano e rendimento médio 9.030 kg.ha-1, a
batata-doce ocupa 33% da área plantada
com esta cultura no Nordeste (IBGE, 2004),
tendo grande importância alimentar,
econômica e social, por ser uma fonte de
alimento energético e auxiliar na geração de
emprego e renda, contribuindo para a
fixação do homem no campo.
Esta cultura é mais cultivada por
pequenos
produtores,
com
maior
concentração nas áreas de plantio nas
microrregiões do brejo e do litoral
Paraibano, sendo esse estado considerado o
maior produtor nordestino e o quarto
produtor brasileiro (Soares et al., 2002).
A batata-doce, em função do seu
sistema radicular
muito ramificado
apresenta alta capacidade de exploração e
esgotamentos do solo, o que a torna
eficiente na absorção e exportação de
nutrientes. Entretanto, esta característica
leva a um rápido diminuição da reserva de
nutrientes do solo, refletindo na queda de
produção dos cultivos sucessivos na mesma
área, exigindo maior demanda por
nutrientes. Nesta situação, quando o solo
apresenta fertilidade inadequada para a
cultura,
faz-se necessário o uso da
adubação em maior quantidade (Pimentel,
1985; Silva et al., 2002).
A batata-doce responde à aplicação de
nutrientes, quando aplicado, corretamente,
(Filgueira,
2000).
Nesse
contexto,
Mendonça & Peixoto (1991) obtiveram
respostas
significativas
para
a
produtividade, produção por planta e peso
médio de raízes comerciais de batata-doce,
em função do emprego de fertilizantes O
trabalho foi conduzido na Estação Experimental
de Lagoa orgânicos e minerais; enquanto
Oliveira et al. (1980) observaram, em solo
aluvial de leito de rios que o consórcio de
feijão-caupi com batata-doce pode ser
inviabilizado, caso não sejam utilizadas de
20 a 40 t ha-1 de esterco bovino; Santos et
al. (2006) alcançaram aumentos na
produtividade total e comercial de raízes de
batata-doce com a aplicação de 18,15 e
17,99
t.ha-1
de
esterco
bovino,
respectivamente; Artur (2005) obteve
produtividade de 20 e 17,01 t.ha-1, em
função das doses de esterco bovino na
presença do biofertilizante, aplicado na
folha e no solo, respectivamente.
A planta de batata-doce sob cultivo com
deficiência nutricional pode causar abscisão
das folhas (Chaves & Pereira, 1985); induzir a
produção de tubérculos pequenos, com baixa
aceitação no mercado (Monteiro et al., 1997);
provocar atraso no crescimento; reduzir a
acumulação de amido e de glicose nos
tubérculos e alterar características importantes
no armazenamento, como textura e firmeza dos
tubérculos (Chaves & Pereira, 1985).
Apesar do reconhecimento unânime do
valor da cultura na estratégia de segurança
alimentar da região, as produções auferidas
pelos produtores são baixas, estando associadas
a diversos fatores do sistema produtivo, entre os
quais: solos de baixa fertilidade, manejo
inadequado dos solos e, principalmente,
ausência ou deficiência de adubação no cultivo,
motivada pelos altos custos desse insumo e a
descapitalização progressiva dos agricultores.
Por isso, tem uma das mais baixas
produtividades do Brasil, 9,030 t.ha-1 (IBGE,
2004).
Esse fato é reflexo da ausência de
tecnologia, informações e conhecimentos
adequados, principalmente, com relação à
fertilização orgânica e mineral, o que tem
provocado perda de receita desestimulando os
produtores e contribuído para o decréscimo da
área plantada.
O presente trabalho foi realizado com o
objetivo de avaliar o efeito da aplicação de
doses de esterco sobre os componentes e a
produção de raízes de batata-doce.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi realizado na Estação
Experimental de Lagoa Seca, PB, pertencente à
Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária
EMEPA-PB, o período do plantio à colheita foi
entre maio e setembro de 2005. Foi utilizado o
delineamento
experimental
de
blocos
casualizados,
com
seis
tratamentos,
representados pelas doses de 0, 10, 20, 30, 40 e
50 t ha-1 de esterco bovino, e quatro repetições.
A área experimental foi preparada por meio de
aração, gradagem e construção de leirões de
aproximadamente 30 cm de altura. A parcela
foi composta por quatro leirões de 3,6 m de
comprimento, espaçados de 0,80 m entre leirões
e de 0,30 m entre plantas, onde foram colhidas
as duas fileiras centrais (24 plantas).
As análises químicas da camada de 0-20 cm
do solo resultaram em: pH (H2O) = 6,5; P=18,2
mg. dm-3; K = 29,8 mg. dm-3; Al+3 = 0,00
cmolcdm-3; Ca+2 = 2,75 cmolcdm-3; Mg+2 = 1,25
cmolcdm-3 e matéria orgânica = 13,35 g.kg-1;
conforme Embrapa (1997).
A adubação constou apenas da aplicação
das doses de esterco bovino definidas no
delineamento, as quais foram incorporadas nos
leirões quinze dias antes do plantio.
No plantio, foram utilizadas ramas da
cultivar Rainha Branca, batata de boa aceitação
comercial na região, retiradas de plantio jovem,
em área próxima ao experimento. As ramas
foram cortadas com um dia de antecedência ao
plantio, para facilitar o manejo, e seccionadas
em pedaços de, aproximadamente, 40 cm de
comprimento, que contêm em média oito
entrenós. As ramas foram enterradas pela base,
com auxílio de um pequeno gancho, na
profundidade de 10 a 12 cm.
Durante a condução do experimento foram
realizadas capinas manual, com auxílio de
enxada, para manter a cultura livre de
competição com plantas daninhas; e amontoas,
para proteger as raízes contra a incidência de
luz e manter a formação dos leirões. Não houve
necessidade de controle de pragas e doenças.
A colheita foi realizada aos 120 dias após o
plantio, quantificando-se o número total e
comercial de raízes, peso médio de raízes, as
produções de rama, total e comercial de raízes.
O numero total de raízes foi efetivado pela
contagem de todas as raízes colhidas na parcela
útil, enquanto o de raízes comerciais pela
quantidade de raízes com peso superior a 80 g.
O peso médio de raízes comerciais foi
determinado pelo quociente entre produção de
raízes comerciais e número de raízes comerciais
da parcela A produção total correspondeu ao
peso de todas as raízes colhidas na parcela útil;
enquanto a comercial, ao peso de raízes frescas,
de formatos uniformes e lisas e com peso igual
ou superior a 80 g, conforme descrito em
Embrapa (1995).
Os dados foram submetidos à análise de
variância e de regressão. Modelos polinomiais
foram testados para prever os efeitos de doses
115
de esterco bovino sobre as características
avaliadas. O critério para escolha do modelo
mais adequado foi a significância pelo teste F a
5% de probabilidade e o maior valor do
coeficiente de determinação (R2).
A partir do ajuste das equações, calculou-se
a dose de esterco bovino que proporcionou a
produção máxima econômica de raízes
comerciais. Para minimizar os efeitos da
variação cambial, empregou-se uma relação de
troca ao invés de moeda corrente, igualando-se
a derivada segunda às relações entre preço do
produto e do insumo (Raij, 1991; Natale et al.,
1996), vigentes em Lagoa Seca, PB, em 2005.
Buscou-se assim, dados mais estáveis, pela
relação de dy/dx = a1 + 2a2x. A dose mais
econômica (x') foi calculada pela equação:
(1)
Neste estudo, os valores utilizados para
as variáveis raízes comerciais e esterco bovino,
foram, respectivamente, R$ 0,50/kg e R$
0,05/kg. Dessa maneira, a 'moeda' utilizada nos
cálculos da dose econômica de esterco bovino
foi a própria raiz. Assim, a relação de
equivalência entre o quilograma do insumo e o
quilograma de raízes foi igual a 0,1, porém,
essa relação de preços pode variar a cada ano,
conforme a demanda e a oferta.
Houve efeito significativo (p < 0,01) dos
tratamentos sobre as produções total e
comercial, peso médio de raízes por planta de
batata-doce e não houve diferenças estatística
sobre o peso total de rama e número total e
comercial de raízes por cova, em função das
doses de biofertilizante (Tabela 1).
Os tratamentos com as doses de 10, 15, 20
e 25 t ha-1 promoveram maior produtividade
total e comercial do que a testemunha e a dose
de 5 t ha-1 e não diferiram entre si. As melhores
resposta do peso médio de raiz foram obtidas
com a aplicação de 10 e 15 t ha-1, os quais
foram superiores a testemunha e a dose de
5 t ha-1 e não se diferenciaram dos demais
(Tabela 1).
116
Tabela 1 Médias de produtividade total e comercial de raízes de batata-doce e número total e
comercial de raízes por cova (duas plantas), em função de doses de esterco bovino. Lagoa Seca-PB.
2005.
Tratamento Produtividade Produtividade
total de rama
total de
t.ha-1
raízes
t.ha-1
Produtividade
Peso médio Nº total Nº raízes
de raízes
de raiz
Raízes comercial
comercial
g
por
por
(>80 g)
cova
cova
t.ha-1
0
5,58
10,42 b
7,54 b
120,41 c
1,98 a
1,02 a
5
9,12
10,46 b
8,42 b
133,66bc
2,10 a
1,38 a
10
10,92
18,29 a
16,6 0a
217,32 a
2,16 a
1,48 a
15
11,12
20,71 a
18,54 a
225,89 a
2,33 a
1,51 a
20
12,00
17,63 a
16,04 a
192,80 ab
2,37 a
1,53 a
25
9,83
17,63 a
15,79 a
188,15 ab
2,30 a
1,57 a
Média
9,76
15,86
13,82
179,70
2,21
1,41
DMS
5,00
3,5223
4,786
63,2940
0,8237
0,7571
CV (%)
22,28
9,66
12,83
15,31
16,22
23,24
F (p<0,05)
4,41*
32,23**
27,32 **
9,96**
0,74ns
1,53ns
Médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas na coluna não diferem entre si, pelo teste de
Tukey, a 5% e 1% de probabilidade.
últimas resultaram incrementos de 8,59 t.ha-1
(82,44%) e 9,84 t.ha-1 (130,50%) total e
comercial de raízes, respectivamente, em
relação às produções obtidas na ausência de
adubação com esterco bovino. Destaca-se
também que a produção máxima de raízes
comerciais superou em 9,98 t.ha-1 a
produtividade média do estado da Paraíba,
calculada em 9,03 t.ha-1 (IBGE, 2004) e em
7,38 t.ha-1 a média nacional, descrita por Soares
et al. (2002) em 10,0 t.ha-1.
Modelos polinomiais foram testados para
prever os efeitos de doses de esterco bovino
sobre a produtividade rama, total e comercial de
raízes e do peso médio de raiz. Constatou-se
que as curvas de respostas dessas variáveis
foram de natureza quadrática (Figuras 1 e 2)
As produções máximas de rama, total e
comercial de raízes estimadas, pelos modelos,
foram 11,77, 19,01 e 17,38 t.ha-1, obtidas,
respectivamente, com 16,25, 18,15 e 17,99,
t.ha-1 de esterco bovino (Figuras 1 e 2). As duas
y = -0,0313x 2 + 1,1256x + 8,9629
R2 = 0,7864
20
15
10
5
y = -0,0345x 2 + 1,2412x + 6,2246
R2 = 0,8395
(t/ha)
Produtividade (t/ha)
25
0
0
5
10
15
20
25
30
-1
Esterco bovino (t ha )
P. total
P. comerc.
117
Figura 1. Produtividade total e comercial de raízes
esterco de gado. Lagoa Seca,PB, 2005.
O peso médio máximo de raiz estimado,
pelo modelo, foi 214 g, obtido com 16,27 t ha-1
de esterco bovino (Figura 2).
Considerando que o solo da área
experimental apresentava teor baixo de
matéria orgânica de 1,33 g dm-3, os
resultados positivos obtidos em função do
emprego do esterco bovino, possivelmente,
estão relacionados ao papel preponderante
da matéria orgânica no fornecimento de
de batata-doce (t.ha-1), em função de doses de
nutrientes; na elevação da umidade do solo;
na melhoria de sua estrutura; e no aumento
da capacidade de troca catiônica, por meio
da formação de complexos húmus-argila
(Marchesini et al. 1988; Yamada; Kamata,
1989), proporcionando melhor aproveitamento dos nutrientes originalmente
presentes.
12
10
8
y = -0,023x
6
2
+ 0,7475x + 5,6939
R2 = 0,9694
4
(t/ha)
Produtividade de rama (t/ha)
14
2
0
0
5
10
15
20
25
30
Esterco bovino (t ha-1)
Figura 2. Produtividade de ramas de batata-doce (t.ha-1), em função de doses de esterco de gado.
Lagoa Seca-PB, 2005.
200
150
y = -0,3975x2 + 12,936x + 109,1
R2 = 0,8083
100
50
(g)
Peso médio de raiz (g)
250
0
0
5
10
15
20
25
30
-1
Esterco bovino (t ha )
Figura 3. Peso médio de raiz de batata-doce (t ha-1), em função de doses de esterco de gado. Lagoa
Seca-PB, 2005
118
Portanto, juntamente, com os nutrientes,
inicialmente, presentes no solo, as doses de
esterco bovino, responsáveis pelas máximas
produções, supriram de forma equilibrada,
as necessidades nutricionais da batata-doce,
isso porque a aplicação adequada de esterco
de boa qualidade pode suprir as
necessidades das plantas em alguns
macronutrientes, como o P e o K
disponíveis, devido à elevação de seus
teores (Machado et al., 1983; Raij, 1991).
Nesse sentido, Soares et al. (2002), Santos
et al. (2006) e Artur (2005) relataram que a
adubação com fontes orgânicas no cultivo
da batata-doce, especialmente, os estercos
de animais, traduz-se no aumento de
produção de raízes.
A estabilização e queda no rendimento
acima das doses de esterco bovino,
responsáveis pelas máximas produções de
raízes e peso médio de raiz, podem ser oriundas
do excesso de nutrientes fornecidos à cultura,
proporcionando crescimento excessivo das
ramas, em detrimento da formação de raízes
tuberosas, como relatado por Chaves & Pereira,
(1985), dados confirmados pelos resultados
deste trabalho, onde a partir de 20 t.ha-1 de
esterco bovino obteve-se a maior produção de
ramas e, consequentemente, houve a
diminuição na produção total e comercial de
raízes. Essas doses podem, também, ter sido
responsáveis pelo aumento dos teores de
nitrogênio e água no tecido vegetal acima do
ótimo da cultura e provocado aumento nos
teores de sais solúveis do solo, acarretando
elevação da condutividade elétrica, desbalanço
nutricional, com impacto negativo na
produtividade das raízes tuberosas (Silva et al.,
2000).
A curva de resposta da produção comercial
de raízes em função da aplicação do esterco
bovino foi, como, anteriormente, destacado, de
natureza quadrática (Figura 1). Utilizando-se os
valores obtidos a partir da equação de regressão
e com base na recomendação de Raij (1991),
Natale et al. (1996) e Tavares Sobrinho (2001),
calculou-se a dose mais econômica de esterco
bovino pela equação 1, obtendo-se o valor de
16,54.
De acordo com Natale et al. (1996), a dose
mais econômica, que define a quantidade de
fertilizantes, ou de um nutriente específico, a se
aplicar para a obtenção de receita máxima por
área, corresponde ao ponto em que a quantidade
aplicada proporciona a máxima distância entre
a linha de custo do insumo e a curva de
resposta. Por outro lado, a máxima eficiência
técnica (obtida ao se igualar a primeira
derivada a zero) representa a dose de
fertilizante em que a resposta da produção
atinge o máximo. No caso deste trabalho, a
dose econômica foi 16,54 t ha-1 de esterco
bovino.
A receita prevista devido à utilização do
esterco pode ser calculada pelo aumento de
produção proporcionado pela dose econômica,
custo do fertilizante e pela receita obtida,.
Igualando-se a derivada primeira a zero, podese calcular o aumento de produção
proporcionado pelo esterco bovino; portanto, o
insumo proporcionou aumento de 9,84 t ha1.
Deduzindo-se o custo de aquisição de
16,54 t ha-1 de esterco bovino, equivalente a
1,65 t de raízes, obteve-se uma receita prevista
de 8,19 t ha-1 de raízes comerciais.
A dose econômica foi 5% inferior à dose
estimada para obtenção da produção máxima de
raízes comerciais, representando 95% da
máxima eficiência técnica (M.E.T), demonstrando a viabilidade econômica da produção de
batata-doce,
considerando
os
índices
empregados neste trabalho.
CONCLUSÕES
A produção máxima total e máxima
comercial de raízes estimada, pelos modelos,
foi de 19,01 e 17,38 t.ha-1, respectivamente,
obtidas, com 18,15 e 17,99, t.ha-1 de esterco
bovino.
A produção máxima de ramas estimada,
pelo modelo, foi 11,77 t.ha-1 obtida,
respectivamente, com 16,25 t.ha-1 de esterco de
gado.
A dose de esterco bovino responsável
pelo máximo retorno econômico para a
produção de raízes comerciais foi 16,54 t ha-1.
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120
ISSN 1517-8595
121
HIDROGENAÇÃO DE ÓLEO DE SOJA EM UM REATOR DE RECIRCULAÇÃO
EM BATELADA
Sueli Marie Ohata1, Carlos Alberto Gasparetto2
RESUMO
Os objetivos deste trabalho foram a modelagem e a simulação do processo de hidrogenação de
óleo de soja utilizando o níquel como catalisador. Na modelagem supôs-se um sistema
isobárico e isotérmico, e considerou-se a equação de balanço de massa. O sistema considerado é
um reator de recirculação com ejetor tipo Venturi operando em batelada e em regime transiente.
A partir das equações obtidas, propôs-se uma metodologia para solucionar o sistema de
equações diferenciais que descreveu o sistema. A simulação realizou-se através do
desenvolvimento de um algoritmo, onde foram considerados os fenômenos de transferência de
massa e a cinética da reação de hidrogenação de óleo de soja. O modelo proposto para a
descrever o processo foi o reator em batelada e a solução das equações resolvida analiticamente
através da linguagem de programação Fortran 77. A partir dos dados experimentais de Cabrera
Valverde (1996) foram obtidas informações como o tempo de indução para cada condição
operacional e as seletividades baseadas no índice de iodo e na cinética de reação em série e
primeira ordem. Para cada modelo foram obtidos os perfis de concentração mássica para cada
um dos componentes, as seletividades linolênica e linoléica. Para a determinação das constantes
cinéticas da hidrogenação utilizou-se o modelo de Chen et al. (1981). Os resultados obtidos
foram comparados com os dados de Cabrera Valverde (1996).
Palavras-chave: Hidrogenação, óleo de soja, reator de recirculação
HYDROGENATION OF SOYBEAN OIL IN A LOOP REACTOR IN BATCH
ABSTRACT
The objectives of this work were the modeling and the simulation of the process of
hydrogenation of soybean oil using the nickel as catalytic. In the modeling an isobaric and
isothermal system was assumed, and was considered the equation of mass balance. The
considered system is a loop reactor with ejector type Venturi operating in batch and transient
state. From the obtained equations, a methodology was considered to solve the system of
differential equations that described the system. The simulation was carried out through the
development of an algorithm, where the mass transfer phenomenons and the kinetic of the
reaction of hydrogenation of soybean oil were considered. The considered model to describe the
process was the reactor in batch and the solution of the equations solved analytically through the
programming language Fortran 77. From the experimental data of Cabrera Valverde (1996)
information was obtained as the induction time for each operational condition and the
selectivities based on the iodine value and kinetic of reaction in series and the first order. For
each model the profiles of mass concentration for each one of the components, the
selectivities were obtained linolenic and linoleic. For the determination of the kinetic constants
of the hydrogenation the Chen model was used et al. (1981). The obtained results were
compared with the data of Cabrera Valverde (1996).
Keywords: hydrogenation, soybean oil, loop reactor
1
Eng. de Alimentos, Doutoranda em Engenharia de Alimentos, FEA/DEA/UNICAMP, Cx. Postal 6121, CEP: 13083-970, Campinas-SP
[email protected] (correspondência a ser enviada)
2
Prof. Dr. do Departamento de Engenharia de Alimentos, FEA/UNICAMP, [email protected]
122
Hidrogenação de óleo de soja em um reator de recirculação em batelada.
INTRODUÇÃO
Okata & Gasparetto
MATERIAL E MÉTODOS
Os reatores de recirculação são utilizados
industrialmente na produção de compostos
orgânicos intermediários em muitos setores da
indústria
química
incluindo
aromas,
agroquímicos, farmacêuticos, solventes e
fragrâncias (Greenwood, 1986), mas a
aplicação em escala industrial para a
hidrogenação de óleos vegetais no mundo ainda
é muito escassa.
O reator de recirculação mais conhecido
mundialmente tem sido produzido e
comercializado pela empresa suíça BUSS AG e
é conhecido como Buss Loop reactor. Segundo
Hastert (1981), existem plantas comerciais
operando na Europa e América do Sul, mas
muito pouco tem sido publicado a respeito das
características do óleo hidrogenado obtido
através desse tipo de reator. Essa questão ainda
permanece até os dias atuais, poucas
informações são encontradas na literatura. No
Japão, a empresa Snow Brand Milk Products
Co. também desenvolveu um reator de
recirculação para a hidrogenação de óleo de
soja. Segundo a companhia, a taxa de
hidrogenação pode ser 2,5 vezes maior que o
obtido pelo reator tipo dead-end e os custos da
operação são reduzidos em cerca de 50%
(Hairston, 1997).
Os reatores convencionais utilizados para
o processo de hidrogenação possuem agitação
mecânica, sistema de injeção de hidrogênio na
base e necessitam de condições mais severas de
operação, como a temperatura e a pressão.
As principais vantagens de um reator de
recirculação em relação a um sistema
convencional são a alta velocidade de reação
em função da elevada dissolução de hidrogênio
no óleo, baixo consumo de hidrogênio, dispensa
da agitação mecânica e emprego de moderadas
temperaturas de processo. O sistema baseia-se
na mistura interna de hidrogênio através do
fluxo de óleo, em alta velocidade através de um
ejetor tipo Venturi (Cabrera Valverde, 1996;
Arévalo Pinedo, 1995; Malone, 1980).
Representam uma tecnologia alternativa muito
atraente para o processo de hidrogenação, mas
com tecnologia ainda não totalmente
desenvolvida para a hidrogenação de óleos
vegetais. Desta forma, justifica-se o interesse
pelo estudo deste tipo de reator, como uma
alternativa ao processo convencional de
hidrogenação.
Material
Foram descritas aqui as principais
informações do trabalho de Arévalo Pinedo
(1995) e Cabrera Valverde (1997), necessárias
para a execução do presente projeto. O reator
utilizado consistiu de um tanque cilíndrico de
aço inoxidável 304, com as extremidades semiesféricas e um ejetor tipo venturi localizado no
headspace do tanque do reator. Dados:
Capacidade de trabalho: 5 a 6 kg de óleo (máx.)
Volume total do tanque: 0,012 m3
Diâmetro interno do tanque: 0,1323 m
Altura total do tanque: 0,65 m
Altura da extremidade semi-esférica do tanque:
0,075 m
Volume total do ejetor: 1,3085x10-5 m3
Comprimento fixo do ejetor: 0,1096 m
Para o bombeamento contínuo da mistura
semi-fluida de óleo e catalisador através da
tubulação do sistema, utilizou-se uma bomba de
recirculação tipo diafragma com acionamento
pneumático, ajustada para operar a 110-120
pulsos/min.
Como trocador de calor, utilizou-se um
banho termostático, composto de uma
serpentina de geometria retangular, cujas
dimensões do tubo foram: diâmetro interno e
externo 12 x 14 mm; 6 espiras de 100 x 120
mm; com comprimento total de 2880 mm e
operando mergulhado em banho agitado de óleo
de silicone. O comprimento da tubulação do
reciclo para a suspensão catalítica foi de 1,7m e
os diâmetros interno e externo, 10 mm e 13
mm, respectivamente.
O catalisador utilizado foi o óxido de
níquel, PRICAT 9910-6, fabricado pela
Unichema International, finamente disperso em
suporte de silicato, protegido com triacilglicerol
hidrogenado, na forma de pastilhas, contendo
cerca de 22 % de níquel por peso de catalisador.
Cabe mencionar que o catalisador foi o mesmo
utilizado no trabalho de Antoniassi (1991). O
hidrogênio
e
o
nitrogênio
utilizados
apresentaram grau de pureza 99,5%. A Tabela 1
apresenta a composição da matéria-prima
utilizada no processo de hidrogenação.
Okata & Gasparetto
123
Tabela 1- Caracterização do óleo de soja
comercial.
Análise
Matéria-prima
Ácidos graxos livres
0,03 %
Sabões
ausente
Fósforo
3,5 ppm
Umidade e matéria volátil 0,025%
Índice de iodo
128,71
Índice de refração a 600C
1,4606
Composição em ácidos
graxos (%)
C 16:0
10,95
C 18:0
3,34
C 18:1
25,40
C 18:2
53,67
C 18:3
5,93
C 20:0
0,71
Fonte: Cabrera Valverde (1996).
Balanço Geral de Massa
Métodos
dN i
(2)
 Ri V
dt
onde
Ni = número de moles da espécie de i
no sistema num determinado instante de tempo
i;
Fio, Fi = taxa molar da espécie i da
entrada e saída do sistema, respectivamente;
Ri = taxa de geração por reação química
da espécie i;
V = volume do reator;
O sistema considerado é um reator Loop
com ejetor tipo Venturi operando em batelada e
em regime transiente. Na modelagem
matemática supôs-se um sistema isobárico e
isotérmico, considerando-se somente as
equações de balanço de massa no tanque do
reator e no ejetor. De acordo com Smith (1981),
são duas as razões principais por que não se
considera o balanço de momentum nos estudos
e projetos de reatores químicos: a primeira é o
fato de que as mudanças de pressão dentro de
um reator são quase sempre desprezíveis frentes
as mudanças de composição e de temperatura; a
segunda é que a geometria dos diversos reatores
é muito complicada, impossibilitando a
utilização do princípio de conservação da
quantidade de movimento na predição
detalhada de perfis de velocidade.
O ejetor funciona como um injetormisturador, pois o jato de óleo aspira o
hidrogênio do “head-space” solubilizando-o no
óleo, devido à aceleração sofrida pelo óleo
dentro do venturi. Desta forma o ejetor foi
considerado como uma simples unidade de
mistura com volume de reação desprezível
conforme dados do item 2.1. e de acordo com
as considerações de Salmi et al. (1999),
Stefoglo et al. (1999), Lehtonen et al. (1999) e
Cramers et al. (1993). Uma alimentação
contínua de suspensão de óleo e catalisador é
introduzida no sistema, considerando que esta
não afete o comportamento hidrodinâmico do
reator.
Para um reator em batelada, assume-se
que a temperatura e a composição são
espacialmente uniformes, ou seja, não variam
com a posição ao longo do comprimento do
reator.
Entretanto, a composição varia com o
tempo e, considera-se que não há fluxo de
massa entrando ou saindo (Fio=Fi), os reagentes
são introduzidos no sistema. Desta forma, a
equação (1) do balanço molar geral para uma
espécie química j, pode ser simplificada para a
equação (2) (Trambouze et al., 1988; Fogler,
1992).
dN i
 Fi 0  Fi  Ri V
dt
(1)
Para um volume constante, então a
equação (2) pode ser expressa pela equação (3).
1 dN i d N i / V  dCi


 Ri
V dt
dt
dt
onde
(3)
Ci = concentração da espécie i;
Modelo Cinético para determinação das
constantes cinéticas
Para a determinação das constantes
cinéticas, escolheu-se o modelo de Chen et al.
(1981), único encontrado na literatura que
considera todas as variáveis importantes do
processo de hidrogenação.
Chen et al. (1981) propuseram modelos
semi-empíricos relacionando as constantes
cinéticas das taxas de reação e as seletividades
da hidrogenação de óleo de soja com a pressão,
temperatura, agitação e teor de níquel. As
constantes das taxas de conversão foram
modeladas baseando-se na Lei de Arhenius e
desenvolvendo o modelo em séries de Potência
124
As faixas de condições estudadas pelos
autores foram temperatura (400-523 K), pressão
(6-47 psig), concentração de níquel (300-2100
ppm) e potência/unidade de volume (0,00020,068 HP/ ft3).
k1 = 506 e–5312/T P0,74 C0,31 Po 0,40
(4)
k2 = 177 e–5828/T P0,77 C0,51 Po 0,36
(5)
k3 = 0,29 e
–3709/T
1,02
P
0,19
C
Po
0,40
(6)
A partir destes modelos e dos dados
apresentados por Arévalo Pinedo (1995) e
Cabrera Valverde (1996), foram determinados
Okata & Gasparetto
os perfis de concentração dos ácidos graxos
considerando o tempo de indução.
Modelo da Cinética da Reação
Considerou-se o esquema de reação
consecutiva de hidrogenação de óleos vegetais
proposto por Bailey (1949), para predizer a taxa
de formação dos ácidos linolênico, linoléico,
oléico e esteárico em glicerídeos. O mecanismo
da reação não considera os isômeros posicionais
ou
geométricos
formados
durante
a
hidrogenação e pode ser descrito pelo seguinte
esquema:
k1
k2
k3
Linolênico (Ln)  Linoléico (L)  oléico (O)  esteárico (S)
C18:3
C18:2
C18:1
C18:0
As equações cinéticas adequadas para o
mecanismo acima, para uma reação em
batelada, irreversível e de 1a. ordem são:
dC Ln
  k1C Ln
dt
dC L
 k 2 C L  k1C Ln
dt
dCO
 k 3CO  k 2 C L
dt
(7)
dCs
 k 3O
dt
(11)
(8)
As condições iniciais são quando t = 0:
CLn = CLno, CL = CLo, CO = COo, CS = CSo.
(9)
E as soluções das equações diferenciais
lineares de primeira ordem (8) a (11) são:
(10)
C Ln  C Ln 0 e -k1 t
(12)

 k1   -k2t
 k1  -k1t
  e  C Ln 
 e
C L   C L0  C Ln 0 
0

k

k
k

k
1
2
2
1






(13)

 k 


k1 k 2
  e
C O   Co0  C L0  2   C Ln 0 





k
k
k
k
k
k
 2 3
 2 3 1 3 

 k2

 k3 - k2




 k1
 C L  C Ln 
0 
 0
 k1  k 2


  e


-k 2t
-k3t



k 2 k1
e
 C Ln 0 
 k 3  k1 k 2  k1  
(14)
-k1t
C S  C Ln0  C L0  C S0  CO0  C Ln  C L  CO
(15)
são as concentrações
onde:
C Ln 0 , C L 0 , CO 0 e C S0
dC/dt representa a taxa de formação;
iniciais (t = 0) de linolênico, linoléico, oléico e
esteárico [kg / 100 kg de óleo];
CLn, CL, CO, CS são as concentrações de
linolênico, linoléico, oléico, esteárico em um
tempo t [kg / 100 kg de óleo];
k1, k2 e k3 são as constantes cinéticas das taxas
de hidrogenação dos ácidos graxos linolênico,
linoléico e oléico, respectivamente [s –1];
Este modelo simplificado possibilita
quantificar a taxa de seletividade através das
seguintes relações:
SLn = k1 / k2
(16)
SL = k2 / k3
(17)
Onde SLn refere-se a seletividade do
ácido linolênico e SL seletividade do ácido
linoléico.
Cálculo da Potência
O cálculo da potência dissipada pelo
ejetor foi efetuado através da equação (18) de
acordo com Cramers et al. (1993) e Dutta &
Raghavan (1987).
Pj 

8
 L U j 3 d j 2
(18)
onde:
Okata & Gasparetto
125
Demais parâmetros do modelo de Chen
A temperatura, pressão e concentração de
catalisador de acordo com as condições
operacionais estudadas por Cabrera Valverde
(1996) e pertinente com as faixas estudadas por
Chen et al. (1986). As condições foram
estudadas a 0,12 Pa; 433 K e 0,1 %; 433 K e
0,25% de concentração de catalisador níquel.
Perfil de Concentração dos Ácidos Graxos
considerando o Tempo de Indução - Modelo
de Chen
Para a obtenção do perfil de concentração
de ácidos graxos incluindo o tempo de indução,
foram feitas as mesmas considerações
anteriores incluindo os resultados apresentados
na Tabela 2 e, uma modificação no modelo da
cinética da reação para considerar o tempo de
indução.
Determinação do tempo de Indução
Pj = Potência do jato na saída do bico do ejetor
[W];
L = densidade do líquido [kg/m3];
Uj = velocidade do jato na saída do bico do
ejetor [m/s];
dj = diâmetro do jato no bico do ejetor [m];
As considerações para o cálculo da
velocidade do jato na saída do bico do ejetor
foram a vazão de óleo e a área do bico do
ejetor; e para a densidade do óleo, de acordo
com as temperaturas estudadas por Cabrera
Valverde (1996). A partir do resultado obtido
pela equação (18), calculou-se a potência por
unidade de volume, considerando o volume de
óleo utilizado no trabalho de Cabrera Valverde
(1996).
Foi obtido através do gráfico tempo de
reação versus logaritmo natural do índice de
iodo. O ponto obtido através da extrapolação da
linha de tendência linear dos pontos da reação
até coincidir com o valor do índice de iodo
inicial representa o tempo de indução
(Hashimoto et al., 1971). A condição de melhor
ajuste do tempo de indução foi avaliada
excluindo-se inicialmente o primeiro ponto do
índice de iodo, depois, o primeiro e o segundo
ponto e assim sucessivamente, até encontrar o
melhor ajuste da reta.
A Figura 1 apresenta as curvas
correspondentes aos diferentes testes de
hidrogenação do óleo de soja obtidos por
Cabrera Valverde (1996) e que foram utilizados
para determinar o tempo de indução.
Índice de Iodo
140
130
120
180 0C 0,5% Cat
110
160 0C 1% Cat
100
160 0C 0,25% Cat
90
160 0C 0,1%Cat
80
130 0C 0,5% Cat
70
160 0C 0,5% Cat
60
0
25
50
75
100 125 150 175 200 225 250
Tempo (min)
Figura 1 - Velocidade da Reação de Hidrogenação
126
Cálculo das
Seletividades
Constantes
Cinéticas
e
As seletividades foram calculadas
segundo o método da AOCS Tz 1b-79 (1998),
onde o valor de índice de iodo utilizado como
referência para determinar a composição em
ácidos graxos deve ser de 110 e de 80,
aproximadamente. As seletividades no presente
trabalho foram calculadas com base no índice
Okata & Gasparetto
de iodo de 110, pois as conversões dos ácidos
graxos obtidos por Cabrera Valverde (1996)
foram muito rápidas, impossibilitando a
utilização de um índice menor. As constantes
cinéticas foram calculadas de acordo com as
equações 19, 20 e 21.
A ferramenta Solver da planilha
eletrônica Excel 2000 foi utilizada para a
determinação de k2 e k3, com uma precisão de
0,000001 e tolerância de 5%.
C Ln  C Ln 0 e -k1 t
(19)

 k1
C L   C L0  C Ln 0 

 k1  k 2


 k
C O   Co 0  C L0  2

 k 2 - k3

 k2

 k3 - k2



  -k2t
 k1  -k1t
  e  C Ln 
 e
0


 k 2  k1 



k1 k 2
  C Ln 
  e
0


 k 2 - k 3 k1 - k 3   

 k1
 C L  C Ln 
0 
 0
 k1  k 2


  e


-k 2 t
-k3t
(20)



k 2 k1
e
 C Ln 0 
 k 3  k1 k 2  k1  
Tempo de Indução
A Tabela 2 apresenta os resultados
obtidos do tempo de indução para as diferentes
condições operacionais.
A partir dos resultados apresentados na
Tabela 2 observa-se que o tempo de indução
diminuiu com o aumento da concentração do
catalisador, na condição de 433 K e, também
com o aumento de temperatura, na condição de
(21)
-k1t
0,5% de catalisador. Observações estas,
coerentes com os dados apresentados por
Albright & Wisniak (1962), Wisniak &
Albright (1961) e Hashimoto et al. (1971). O
maior tempo de indução encontrado (6000s)
foi para a condição de menor temperatura (403
K).
As Figuras 2 e 3 mostram como foram
obtidos os tempos de indução para todas as
condições operacionais estudadas a partir dos
dados experimentais apresentados por Cabrera
Valverde (1996).
Tabela 2 – Determinação do Tempo de Indução para as diferentes condições operacionais
Catalisador
Ni %
0,50
0,10
0,25
0,50
1,00
0,5
Temperatura
K
403
433
433
433
433
453
Equação
R2
II=167,37*exp(-4,0*10-5 t)
II=150,87*exp(-6,0*10-5 t)
II=140,61*exp(-9,0*10-5 t)
II=135,17*exp(-9,0*10-5 t)
II=135,11*exp(-1,0*10-4 t)
II=132,12*exp(-1,0*10-4 t)
0,9734
0,9927
0,9952
0,9969
0,9991
0,9972
A partir dos resultados apresentados na
Tabela 2 observa-se que o tempo de indução
diminuiu com o aumento da concentração do
catalisador, na condição de 433 K e, também
com o aumento de temperatura, na condição de
0,5% de catalisador. Observações estas,
coerentes com os dados apresentados por
Albright & Wisniak (1962), Wisniak &
Tempo de Indução
(s)
6000,00
2520,00
1000,20
600,00
461,40
199,80
Albright (1961) e Hashimoto et al. (1971). O
maior tempo de indução encontrado (6000s) foi
para a condição de menor temperatura (403 K).
As Figuras 2 e 3 mostram como foram
obtidos os tempos de indução para todas as
condições operacionais estudadas a partir dos
dados experimentais apresentados por Cabrera
Valverde (1996).
Ln Índice de Iodo
Okata & Gasparetto
127
5,00
4,75
4,50
453 K 0,5 % Cat
4,25
403 K 0,5 % Cat
Linear (I. Iodo Inicial)
4,00
0
2500
5000
7500
10000
12500
15000
Tempo (s)
Ln Índice de Iodo
Figura 2 – Tempo de Indução (403 e 453 K)
5
4,75
4,5
433 K 0,1% Cat
433 K 0,25% Cat
433 K 0,5% Cat
4,25
433 K 1% Cat
Linear (I. Iodo inicial)
4
0
2500
5000
7500
10000
12500
15000
Tempo (s)
Figura 3 – Tempo de Indução (433 K)
Alguns dos valores dos tempos de
indução apresentados por Bencke (2004)
diferem dos encontrados no seguinte trabalho.
Estas diferenças podem ser devido aos dados
obtidos graficamente do trabalho apresentado
por Cabrera Valverde (1996) e que foram
reproduzidos na Figura 2 e, também devido ao
próprio método de obtenção do tempo de
indução. Cabe salientar que não houve outra
forma de obter os dados de Cabrera Valverde
(1996), há não ser a partir dos gráficos
apresentados em seu trabalho.
Talvez, os
tempos de
indução
apresentados na Tabela 2 poderiam ser
menores, pois o catalisador utilizado por
Cabrera Valverde (1996) foi o mesmo citado e
utilizado no trabalho de Antoniassi (1991), ou
seja, o catalisador esteve armazenado por um
período de 5 a 6 anos. Segundo Albright
(1987), durante o armazenamento, parte do
oxigênio do ar se difunde na superfície
catalítica, apesar de protegida com resíduos do
óleo já endurecido.Assim, os óxidos de níquel
na superfície são convertidos para hidretos de
níquel, bloqueando os sítios ativos do
catalisador. Desta forma, o catalisador
necessitaria de um tempo para ser reativado
durante uma nova reação.
Segundo Coenen (1976), Hui (1996),
Allen (1978) e Grau et al. (1988) os valores
obtidos para a seletividade linoléica e linolênica
encontram-se entre a faixa de valores esperada
para catalisadores de níquel para todas as
condições estudadas.Com o aumento da
temperatura, observa-se um aumento da
seletividade linoléica da reação, para a
concentração de 0,5% Ni nas temperaturas de
403 K, 433 K e 453 K.
À medida que se aumentou a
concentração do catalisador, a seletividade
linoléica da reação foi maior, para a
128
temperatura de 433 K, nas concentrações de
Okata & Gasparetto
0,1%;0,25%; 0,5% e 1% de catalisador níquel.
Tabela 3 - Constantes cinéticas e seletividades calculadas com os dados de Cabrera Valverde (1996)
T(K)
403
Catalisador (%)
0,50
K1 (s-1)
8,78E-05
K2 (s-1)
3,69E-05
K3 (s-1)
1,64E-06
SLn
2,38
SL
22,59
433
433
433
433
453
0,10
0,25
0,50
1,00
0,50
1,41E-04
3,03E-04
3,51E-04
4,51E-04
4,56E-04
6,63E-05
1,37E-04
1,66E-04
2,10E-04
2,22E-04
4,44E-06
5,67E-06
4,22E-06
4,48E-06
4,11E-06
2,13
2,21
2,12
2,15
2,05
14,92
24,13
39,21
46,96
54,06
A Tabela 4 mostra os resultados
apresentados por Cabrera Valverde (1996) para
a seletividade linoléica e linolênica e os
resultados aqui obtidos conforme o item 2.2.7. e
seus respectivos erros relativos.
As diferenças entre os resultados obtidos
podem ser atribuídos ao método de obtenção
dos ácidos graxos e de seus respectivos tempos
de reação, para o índice de iodo de 110, a partir
dos gráficos apresentados por Cabrera Valverde
(1996). Apesar disso, observa-se que os
resultados apresentados na Tabela 4 não
apresentam erros relativos muito elevados.
Perfil de Concentração de Ácidos Graxos
Observa-se nas Figuras 4, 6, 8 e 10 que as
curvas experimentais referentes aos ácidos
graxos linoléico e oléico, obtidos a partir do
trabalho de Cabrera Valverde (1996),
apresentam uma grande diferença em relação às
curvas obtidas através do modelo de Chen et al.
(1986). Mas, quando considerado o tempo de
indução, essa diferença diminui, ocorrendo uma
significativa melhora dos resultados, como
pode ser observado nas Figuras 5, 7, 9 e 11.
Tabela 4 – Comparação entre as Seletividades
T (0C)
403
Catalisador (%)
0,50
SLn1
2,38
Ácidos Graxos (%)
433
0,10
2,13
433
0,25
2,21
433
0,50
2,12
433
1,00
2,15
453
0,50
2,05
1
resultados obtidos conforme o item 2.2.7
SLn2
2,00
2
ER (%)
-19,00
SL1
22,59
SL2
23,73
ER(%)
4,80
2,00
-6,50
14,92
19,81
24,69
1,90
-16,32
24,13
27,04
10,76
2,00
-6,00
39,21
39,18
-0,08
1,90
-13,16
46,96
44,20
-6,24
2,00
-2,50
54,06
54,17
0,20
resultados apresentados por Cabrera Valverde (1996)
80
60
40
20
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
L - Chen
L - Valverde
O - Chen
O - Valverde
Figura 4 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (L e O) s/ tempo de indução (433 K 0,1% Cat.
0,12 Pa)
Ácidos Graxos (%)
Okata & Gasparetto
129
80
60
40
20
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
L - Chen
L - Valverde
L - T Indução
O - Chen
O - Valverde
O - T Indução
Figura 5 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (L e O) c/ tempo de indução (433 K 0,1 % Cat.
0,12 Pa)
Ácidos Graxos (%)
12
10
8
6
4
2
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
Ln - Chen
Ln - Valverde
S - Chen
S - Valverde
Ácidos Graxos (%)
Figura 6 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos(Ln e S) s/ tempo de indução (433 K 0,1% Cat.
0,12 Pa)
12
10
8
6
4
2
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
Ln - Chen
Ln - Valverde
Ln - T Indução
S - Chen
S - Valverde
S - T Indução
Figura 7 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (Ln e S) c/ tempo de indução (433 K 0,1 % Cat.
0,12 Pa)
Okata & Gasparetto
14
Ácidos Graxos (%)
130
12
10
8
6
4
2
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
Ln - Chen
Ln - Valverde
S - Chen
S - Valverde
Ácidos Graxos (%)
Figura 8 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (Ln e S) s/ tempo de indução (433 K 0,25 % Cat.
0,12 Pa)
12
10
8
6
4
2
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
Ln - Chen
Ln - Valverde
Ln - T Indução
S - Chen
S - Valverde
S - T Indução
Ácidos graxos (%)
Figura 9 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (Ln e S) c/ tempo de indução (433 K 0,25 %
Cat. 0,12 Pa)
80
60
40
20
0
0
5000
10000
15000
T empo (s)
L - Chen
L - Valverde
O - Chen
O - Valverde
Figura 10 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (L e O) s/ tempo de indução (433 K 0,25 %
Cat. 0,12 Pa)
Okata & Gasparetto
131
Figura 11 - Perfil de Concentração de Ácidos Graxos (L e O) c/ tempo de indução (433 K 0,25 %
Cat. 0,12 Pa)
the American Oil Chemists’ Society, v.55,
n.11, p.792-795, 1978.
CONCLUSÕES
Os tempos de indução encontrados foram
coerentes com os dados apresentados na
literatura, diminuindo com o aumento da
concentração do catalisador e também com o
aumento de temperatura. Os resultados
encontrados para os tempos de indução
poderiam ter sido menores, pois o catalisador
aqui considerado foi o mesmo citado e utilizado
no trabalho de Antoniassi (1991), ou seja, o
catalisador esteve armazenado por um período
de 5 a 6 anos.
O modelo de Chen et al. (1981) foi
considerado adequado para descrever o
comportamento da hidrogenação de óleo de soja
através do reator de recirculação, quando
considerado o tempo de indução e comparando
com os dados obtidos a partir do trabalho de
Cabrera Valverde (1996).
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao CNPQ pelo
apoio financeiro concedido.
Antoniassi, R. Hidrogenação Seletiva de Óleo
de Soja: Desempenho de Catalisadores de
Níquel e Influência das Condições de
Processo.
Campinas,
1991.
142p.
Dissertação de Mestrado em Tecnologia de
Alimentos. FEA, UNICAMP.
AOCS – Official Methods and Recommended
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Society, Champaign, 5a. ed., 1998.
Arévalo Pinedo, A. Projeto e Desempenho de
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Hidrogenação. Campinas, 1995. 82p.
Dissertação de Mestrado em Engenharia de
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Bencke, S. G. Modelagem e Simulação do
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Campinas, 2004. 227p. Tese de Doutorado
em Engenharia de Alimentos. FEA,
UNICAMP.
Albright, L. F.; Wisniak, J. Selectivity and
Isomerization During Partial Hydrogenation
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Allen, R. R. Principles and Catalysts for
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Cabrera Valverde, A. G. Construção e
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Mestrado em Tecnologia de Alimentos.
FEA, UNICAMP.
Chen, A. H.; McIntire, D. D.; Allen, R. R.
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ISSN 1517-8595
133
ARMAZENAMENTO DE FEIJÃO MACASSAR TRATADO COM MAMONA:
ESTUDO DA PREVENÇÃO DO Callosobruchus maculatus E DAS ALTERAÇÕES
NUTRICIONAIS DO GRÃO
Íris Pereira de Almeida 1, Maria Elita Martins Duarte 2, Mario Eduardo Rangel
Moreira Cavalcanti Mata 3, Rosa Maria Mendes Freire4, Manuel Adalberto Guedes5
RESUMO
Durante seis meses, estudou-se o armazenamento de feijão macassar (Vigna unguiculata ( L.)
Walpers) sob 8 diferentes tratamentos: T1- grãos de feijão com 5% de sementes de mamona
triturada integral; T2- feijão com 10% de sementes de mamona triturada integral; T3- feijão com
5% de sementes de mamona triturada, parcialmente desengordurada; T4- feijão com 10% de
sementes de mamona triturada, parcialmente desengordurada; T5- feijão com 5% de casca de
mamona triturada; T6- feijão com 10% de casca de mamona triturada; T7– feijão sem tratamento
e T8– feijão tratado com Gastoxin (fosfeto de alumínio). A cada 30 dias foram analisados o
efeito sobre o controle do caruncho (Callosobruchus maculatus) e o efeito sobre os
componentes nutricionais do grão. Pelos resultados, observa-se que os tratamentos T1 e T2
foram eficientes no combate ao Callosobruchus maculatus e que os tratamentos com mamona
parcialmente desengordurada não exerceram efeito no combate ao caruncho. Observa-se, ainda,
que grãos tratados com mamona integral apresentaram o menor teor de água no final do
armazenamento e que o teor de extrato etéreo variou de 1,003% a 2,101%, sendo o maior teor
observado no tratamento T2. Não ocorreram alterações no teor de cinzas nem nos teores de
proteínas do feijão.
Palavras-chave: insecticida, Ricinus communis, infestação
THE STORAGE OF COWPEA BEAN UNDER TREATMENTS WITH CASTOR BEAN:
A STUDY OF THE Callosobruchus maculatus PREVENTION AND NUTRITIONAL
COMPONENTS ALTERATIONS
ABSTRACT
Cowpea bean (Vigna unguiculata (L.) Walpers) was submitted to 8 different treatments with
castor bean (Ricinus communis L.) and their storage was studied, during six months. The
treatments were been: T1- bean grains with 5% of powdered integral castor bean; T2- bean
grains with 10% of powdered integral castor bean; T 3- bean grains with 5% of powdered castor
bean and partially degreased; T4- bean grains with 10% of powdered castor bean and partially
degreased; T5- bean grains with 5% of powdered peels castor bean; T6- bean grains with10% of
powdered peels castor bean; T7-bean without treatment and T8- bean with conventional
treatment (gas toxin). At every 30 days were analyzed the influence on the control of the
Callosobruchus maculatus and the influence on the nutritional components. It was observed that
the treatments T1 and T2 were efficient in the combat to the Callosobruchus maculatus; the
powdered castor bean, partially defatted, were not efficient in the combat to the Callosobruchus
maculatus; he samples treated with integral castor bean presented the smallest content of water
at the end of the storage; the text of ethereal extract oscillated from 1,003% to 2,101% and the
largest text was observed for the treatment T2. They didn't happen alterations in the contents of
ashes nor in the contents of proteins of the bean.
Keywords: insecticide, Ricinus communis, infestation
_____________________________________________
1
Bióloga, M.Sc. em Engenharia Agrícola, UFCG
2
Profa. Dra. da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola da UFCG, CEP 58109-970 , Campina Grande, PB, e-mail:
[email protected]
3
Prof. Dr. da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola da UFCG, e-mail: [email protected]
4
Química Industrial, M Sc.em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Embrapa Algodão, e-mail: [email protected]
5
Engenheiro Elétrico, Unidade Acadêmica de Engenharia Elétrica, email: [email protected]
134
Armazenamento de feijão macassar tratado com mamona: estudo da prevenção do Callosobruchus maculatus ..... Almeida et al.
INTRODUÇÃO
No Brasil, o feijão macassar (Vigna
unguiculata (L.) Walpers.), é considerado uma
cultura importante, por se tratar da principal
fonte de proteína vegetal, principalmente para
as camadas mais pobres da sociedade, tanto que
envolve uma grande área de produção, na sua
maioria cultivada por pequenos agricultores.
É uma planta anual herbácea, trepadora
ou não, pertence à família Fabaceae, subfamília Papilionoidea, gênero Vígna; é
originária do continente americano, com
denominação variada de acordo com a região,
como: feijão-de-corda, feijão pardo, feijão de
vara, feijão de vaca, caupi, feijão baiano e
feijão-fradinho.
Apesar da sua extensa área de
produção, grande quantidade de grãos não é
utilizada devido, principalmente, ao ataque por
pragas. Para seu controle durante o
armazenamento, os agricultores utilizam
produtos químicos, que põem em risco a saúde
do homem e agridem o meio ambiente, além de
se apresentarem fitotóxicos para as plantas
cultivadas.
A utilização de plantas com atividade
inseticida no controle de pragas no
armazenamento deve-se principalmente, ao
surgimento da resistência dos insetos a
inseticidas organossintéticos, à contaminação
causada por estes, à presença de resíduos
químicos tóxicos nos alimentos e à intoxicação
dos operários aplicadores de inseticida
(Hernandez e Vendramim, 1997).
De acordo com Vendramim (2000), a
utilização de plantas inseticidas como método
alternativo de controle de pragas, não é uma
técnica recente; seu uso era comum, sobretudo
em países tropicais, antes do advento dos
inseticidas sintéticos. O ressurgimento das
pesquisas com essas plantas ocorreu em razão
da necessidade de novos compostos
biorracionais que controlem as pragas sem
provocar problemas ao homem nem ao
ambiente. O emprego de plantas inseticidas tem
adquirido importância, em especial no
segmento dos alimentos orgânicos, cujos
cultivo e consumo vêm crescendo rapidamente
em todo o mundo, nos últimos anos. Ele afirma,
ainda, que as pesquisas com plantas inseticidas
são realizadas, basicamente, com o objetivo de
se descobrirem moléculas com atividade contra
insetos, que permitam a síntese de novos
produtos inseticidas e a obtenção de inseticidas
naturais para uso direto no controle de insetos
pragas.
No armazenamento de grãos muito se
tem feito no sentido de redução das perdas e
conservação adequada dos produtos agrícolas,
pois quaisquer modificações na qualidade ou
disponibilidade
dos
alimentos
são
imediatamente acusadas pelo homem, com
grandes repercussões socioeconômicas; esses
grãos são susceptíveis a infestação de pragas e
doenças e o controle químico é o tipo de
tratamento mais utilizado deixando, às vezes,
resíduos tóxicos no organismo humano (Silva,
1995).
Grande é a necessidade de formulações
que façam o controle de pragas, principalmente
em grãos, com o menor prejuízo possível para a
saúde humana. Um novo horizonte que se abre
neste sentido é a utilização de extratos naturais
ou, mesmo, o pó de algumas partes das plantas,
cuja eficácia tenha sido observada, embora não
cientificamente; outra possibilidade é o uso do
pó de mamona.
Tendo em vista a carência de novas
formulações para o combate de pragas de grãos
armazenados, que não tragam malefícios ao
homem e se conhecendo algumas das
propriedades atribuídas à mamona, que possam
vir a trazer eficácia no combate às pragas
durante o armazenamento, desenvolveu-se esta
pesquisa em que se armazenou feijão macassar,
durante 180 dias, juntamente com mamona
triturada em diferentes quantidades e diferentes
formulações, com o intuito de se chegar à
dosagem mínima eficiente, no armazenamento
de feijão macassar, com a finalidade de se
verificar o efeito no controle do inseto
Callosobruchus maculatus e sobre os
componentes nutricionais.
MATERIAL E MÉTODOS
Os ensaios foram conduzidos no
Laboratório
de
Armazenamento
e
Processamento de Produtos Agrícolas (LAPPA)
da Universidade Federal de Campina Grande –
UFCG – Campus I, e no Laboratório de
Química da Empresa Brasileira de Pesquisa
Agropecuária - EMBRAPA, ambos em
Campina Grande.
Sementes de feijão (Vígna unguiculata,
(L.) Walpers) provenientes do município de
Jucurutu, RN, e sementes de mamona, oriundas
da Embrapa Algodão, foram usadas neste
experimento de armazenamento realizado no
período de fevereiro a agosto de 2002, sendo 80
kg de grãos de feijão Vígna unguiculata, de
Jucurutu, RN, e cerca de 8 kg de sementes de
mamona da Embrapa Algodão. Adotaram-se 8
tratamentos (condições de armazenamento), da
seguinte forma:
Tratamento 1 (T1)-grãos de feijão + 5% de
sementes de mamona
triturada;
Tratamento 2 (T2)-grãos + 10% de sementes
trituradas;
trituradas,
parcialmente
desengorduradas;
trituradas,
parcialmente
desengorduradas;
Tratamento 5 (T5)- grãos + 5% de casca de
mamona triturada.
Tratamento 6 (T6) - grãos + 10% de casca
triturada.
Tratamento 7 (T7)- grãos sem tratamento.
Tratamento T8 - grãos tratados com Gastoxin,
da forma convencional.
Para cada condição de armazenamento
e tratamento, foram utilizadas garrafas, tipo
PET, com capacidade para 2 kg, pintadas com
tinta preta, spray.
Na sua forma integral, as sementes com
teor de água em torno de 9% b.u., foram
trituradas
em
moinho
doméstico
e
acondicionadas em sacos plásticos, lacrados e
guardados em refrigerador a temperatura média
de 8°C
Para a obtenção da mamona
parcialmente desengordurada, pesaram-se cerca
de 600 g da semente triturada e acrescentaramse 700ml de solvente n-hexano, deixando-se
decantar, durante 24 horas, em capela. A cada
dia, a micela (óleo+hexano) era observada e
retirada para um outro erlenmeyer. Este mesmo
procedimento foi repetido, até a mistura tornarse clara, sem óleo na superfície. Após o
clareamento, a micela foi separada da amostra,
e esta foi colocada em bandejas de alumínio
forradas com papel manteiga e levadas para
secar em casa de vegetação.
As sementes com teor de água de 5,4%
b.u. foram descascadas manualmente, com o
auxílio de um alicate, e as cascas trituradas em
moinho doméstico.
Mensalmente, retiravam-se amostras de
10 g dos grãos armazenados de cada tratamento,
para realização de todas as análises, em três
repetições. A análise de infestação era realizada
de imediato, a partir de quatro subamostras de
100 sementes por tratamento, nas quais se
observavam, individualmente, as sementes
atacadas e a presença de ovos, de insetos
adultos ou de orifícios que indicassem a saída
de insetos. O resultado foi obtido a partir da
135
média de sementes infestadas nas 4
subamostras.
Determinou-se o teor de água pelo
método padrão de estufa a 105 ± 3ºC, durante
24 horas e as amostras foram pesadas em
balança digital com precisão de 0,001g.
O extrato etéreo foi obtido pela
metodologia de Randall (1974), utilizando-se
2g da semente triturada e o hexano, como
solvente de extração,.
Realizou-se o teor de cinzas pelo
método n° 14006, descrito em AOAC (1975).
O teor de proteínas foi determinado
pelo método semimicro Kjeldahl, com
adaptação para N, por espectrometria-VIS,
segundo o método descrito em Le Poidevin e
Robinson (1964). Para obtenção da proteína
bruta multiplicou-se o resultado obtido pelo
fator de transformação 6,25.
Os resultados obtidos com relação à
infestação por Callosobruchus maculatus, nos
diferentes tratamentos de feijão macassar,
durante os 180 dias de armazenamento,
encontram-se na Tabela 1. Verifica-se que os
tratamentos em que se usou o pó de mamona
integral nas duas concentrações testes (5 % e 10
%) foram eficientes no combate às pragas. O
tratamento em que se utilizou pó de mamona
parcialmente
desengordurada
mostrou-se
eficiente apenas na concentração de 5 %;
quando aumentou, tratamento T4, observou-se
presença de pragas e grãos perfurados, logo aos
90 dias de armazenamento, provavelmente,
porque neste material existia mais casca que
óleo. Pelos resultados obtidos, a casca parece
funcionar como material contaminante, que
favorece a proliferação de pragas. O mesmo
ocorreu com relação aos tratamentos T5 e T6.
Pelo observado nos tratamentos T1 e T2, o
controle da praga parece ter correlação com a
presença do óleo da mamona.
Com relação ao teor de água, fez-se
uma análise de variância dos fatores tratamento
(F1) e tempo (F2), detectando-se diferenças
significativas em nível de 1% de probabilidade
entre os tratamentos, os períodos de tempo e na
interação entre esses fatores.
Na Tabela 2, vê-se a comparação entre
as médias de teor de água (% b.u) para os
diferentes tratamentos, ao longo do período de
armazenamento. Verifica-se ainda, aumento
significativo no teor de água para os
136
tratamentos T5, T6, T7 e T8, os quais não foram
tratados com óleo de mamona, o que confirma o
fato anteriormente mencionado, de que o óleo
contido na mamona possa ter exercido
influência na migração da água, de fora para
dentro dos grãos de feijão, atuando como agente
deletério à absorção de água.
Por esses resultados obtidos nos
tratamentos durante os 6 meses de
armazenamento, verifica-se que o feijão
macassar armazenado, inicialmente com 10,8%
de teor de água (b.u.), apresentou algumas
alterações durante o armazenamento, as quais
foram diferentes entre os tratamentos. De modo
geral, ocorreu aumento no teor de água no final
do armazenamento, 12,76%, 12,23%, 12,49%,
13,30%, 13,85%, 13,57%, 13,92% e 14,29%
(b.u.) para os tratamentos T1, T2, T3, T4, T5, T6,
T7 e T8, respectivamente.
A maior alteração do teor de água foi
constatada para o produto tratado e armazenado
na forma convencional, seguido do produto
armazenado sem tratamento. Para os demais
tratamentos, observou-se que as amostras do
produto, armazenadas com 5% e 10% de casca
de mamona triturada, apresentaram teores de
água bem próximos aos do produto armazenado
sem tratamento e daquele com Gastoxin, o que
leva a crer que o teor de óleo de mamona
contido nos demais tratamentos, possa ter
levado a uma mudança na permeabilidade do
produto, devido à formação de uma película de
óleo na superfície, fato considerado vantajoso,
por manter baixa a umidade do produto.
Na Tabela 3, estão listados os valores
dos teores de água do feijão macassar para a
interação Tratamento x Período de Tempo e os
resultados do teste de Tukey a 1% de
probabilidade.
Constatam-se, nesta tabela, aumentos
significativos no teor de água com o período de
armazenamento, os quais foram mais
acentuados nos tratamentos T5, T6, T7 e T8, sem
gordura, ou seja, nas amostras tratadas com
casca de mamona triturada, com Gastoxin e sem
tratamento.
Verifica-se que, de modo geral, as
alterações no teor de água das amostras desses
tratamentos ocorreram logo aos 30 dias de
armazenamento, enquanto nas demais essas
alterações foram verificadas somente a partir
dos 120 dias e assim permaneceram até o final
do período.
Os valores obtidos para o extrato etéreo
encontrado variaram de 1,003% a 2,101% e
estão de acordo com os obtidos por Soares et al.
(1995) que, pesquisando quatro cultivares de
Phaseolus vulgaris L, obtiveram percentuais de
extrato etéreo na ordem de: 1,85% a 2,12%
(cultivar Rico); 1,45% (cultivar Rosinha) e
1,25% (cultivares Carioca e Piratã).
Pela análise de variância, obtiveram-se
resultados significativos dos fatores tratamento
e tempo, e da interação entre esses dois fatores,
sobre o extrato etéreo.
Na Tabela 4, tem-se a comparação
entre as médias do extrato etéreo nos diversos
tratamentos e para o fator período tempo.
Observa-se que o maior teor de extrato
etéreo foi obtido com o tratamento T2, que
recebeu a maior dosagem de óleo de mamona.
Observa-se, ainda, que o teor de extrato etéreo
obtido diminui com a redução do teor de óleo
de mamona usado em cada tratamento, o que
aponta a ocorrência de absorção do óleo de
mamona pelo grão. Com relação ao período de
armazenamento, verifica-se aumento da
absorção de óleo pelo grão, para aqueles
armazenados com mamona integral triturada,
provavelmente devido ao maior tempo de
contato entre eles.
Na Tabela 5, constam os valores de
extrato etéreo em feijão macassar para a
interação Tratamento x Tempo e as
comparações entre médias realizadas pelo teste
de Tukey a 1% de probabilidade. Percebe-se,
nos tratamentos T1, T2, T3 e T4, crescimento
significativo do teor de extrato etéreo com o
aumento do tempo de armazenamento,
enquanto nos tratamentos em que a presença de
óleo de mamona é mínima (T5 e T8) ou inexiste
(T7 e T8); esses teores se mantiveram
inalterados estatisticamente até o final do
armazenamento. O teor de extrato etéreo nos
primeiros 4 tratamentos são os maiores teores
durante todo o período de armazenamento.
Pela análise de variância do teor de
cinzas para os fatores isolados e para a
interação entre eles, percebe-se que os
diferentes tratamentos ao longo dos 180 dias
não tiveram efeito significativo sobre o teor de
cinzas medido nos grãos de feijão macassar;
mas o fator tempo teve efeito significativo
sobre este parâmetro, segundo a Tabela 6. A
interação Tratamento x Tempo também não
afetou significativamente o teor de cinzas; pela
Tabela 6, pode-se observar também, diminuição
no teor de cinzas com o aumento do período de
armazenamento.
Da análise de variância do teor de
proteínas em relação aos fatores tratamento e
tempo e para a interação entre esses dois fatores
com a proteína, obtiveram-se respostas
significativas para o fator isolado período de
tempo e para a interação Tratamento x Período.
O teor de proteína médio encontrado
nesta pesquisa foi de 26,93% estando próximo,
portanto, dos valores obtidos por Moura et al.
(1981), que encontraram valores protéicos de
20,41% a 26,18% em diversas cultivares de
feijão macassar seco.
Apresentam-se na Tabela 7, os
resultados da comparação entre as médias de
137
proteína para os fatores tratamento e período de
tempo; percebe-se que não há diferença
significativa entre os tratamentos. Com relação
ao período de armazenamento, observa-se que
houve diferença significativa, porém não existe
diferença quanto ao teor de proteína
determinado nos grãos de feijão no início e no
final do armazenamento. Ocorreu interação
significativa entre os tratamentos e os períodos
de tempo apenas aos 90 dias (Tabela 8).
Tabela 1. Resultados da análise de infestação por pragas, em feijão macassar sob diferentes
tratamentos, durante 180 dias de armazenamento. Campina Grande, PB. 2003
Tratamento
0
PERÍODO DE ARMAZENAMENTO (Dias)
30
60
90
120
150
180
T1
N
N
N
N
N
N
N
T2
N
N
N
N
N
N
N
T3
N
N
N
OPF
OPF
OPF
OPF
T4
N
N
N
OPF
OPF
OPF
OPF
T5
N
N
N
P
OPF
OPF
OPF
T6
N
N
OPF
OPF
OPF
OPF
OPF
T7
N
N
OPF
OPF
OPF
OPF
OPF
T8
N
N
O
OPF
OPF
OPF
OPF
(N) grãos não infestados; (O) presença de ovos; (P) presença de pragas; (F) grãos perfurados
T1 – Feijão com 5% de mamona triturada integral; T2 – Feijão com 10% de mamona triturada
integral; T3 – Feijão com 5% de mamona triturada integral parcialmente desengordurada com nhexano; T4 – Feijão com 10% de mamona triturada integral parcialmente desengordurada com nhexano; T5 – Feijão com 5% de casca de mamona triturada; T6 – feijão com 10% de casca de
mamona triturada; T7 – feijão sem tratamento e T8 – Feijão tratado com Gastoxin
TABELA 2. Comparação entre as médias de teor de água (% b.u) para os diferentes tratamentos ao
longo do período de armazenamento
Teor de
Período de
Teor de água (%
Tratamento dado ao feijão
água (% b.u) Tempo (dias)
b.u)
T1 ( 5% mam. trit. integral)
11,832 b
0
10,777
e
T2 (10% mam. trit. integral)
11,468 b
30
12,297 cd
T3( 5% mam. Tri. parcialmente deseng.)
11,819 b
60
12,230 cd
T4 (10% mam. trit. parcialmente deseng.) 11,758 b
90
12,508 bc
T5 (5% de casca mam. trit. seca ao sol)
12,654 a
120
12,001
d
12,788 a
150
12,688 b
T7 (sem tratamento)
12,847 a
180
13,304 a
T8 (com Gastoxin )
12,897 a
DMS1 = 0,419
DMS2 = 0,382
Obs: As médias seguidas pela mesma letra em cada coluna não diferem estatisticamente entre si pelo
teste de Tukey, a 1% de probabilidade
138
Tabela 3. Valores do teor de água do feijão macassar para interação entre Tratamento e Período de
Tempo e resultados do teste de Tukey, a 1% de probabilidade
Tratam.
0
30
Período de Tempo (dias)
60
90
120
150
180
10,77 aC 10,85 bcC 12,74 aA
11,33 dBC 12,13 aAB 12,23 bcAB
12,77 bcdA
T1
10,77 aBC 10,18 cC
11,60 bAB 12,10 cdA 11,60 abAB 11,78 cAB
12,23 dA
T2
10,77 aC 11,66 bABC 11,36 bBC 11,93 cdAB 10,88 abAB 12,63 abcA
12,49 cdA
T3
10,77 aC 11,82 bBC 11,61 bBC 11,35 cdC 10,96 bC
12,47abcAB
13,30 abcdA
T4
10,77 aD 13,68 aA
13,32 aAB 12,45 bcBC 12,02 abC 12,47abcBC
13,85 abA
T5
10,77
aC
13,25
aAB
12,36
abB
13,51
abA
12,67
aAB
13,35
aAB
13,57 abcA
T6
10,77 aC 13,42 aAB 12,42 abB 13,69 aA
12,42 aB
13,27 abAB
13,92 aA
T7
10,77 aD 13,49 aAB 12,41 abBC 13,69 aA
12,32 aC
13,28abABC 14,29 aA
T8
DMScoluna = 1,111 DMSlinha = 1,076
MG = 12,258
CV% = 3,566
Obs: As médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não
diferem estatisticamente entre si pelo Teste de Tukey, a 1% de probabilidade
Tabela 4. Comparação entre as médias de extrato etéreo (%) nos diversos tratamentos e para o fator
período tempo
Extrato
Período de Extrato etéreo (%)
etéreo (%)
tempo (dias)
1,761 b
0
1,127
de
2,101 a
30
1,281 cd
T3 ( 5% mam. trit. parcialmente deseng.)
1,443 c
60
1,400 bc
T4 (10% mam. trit. parcialmente deseng.)
1,425 c
90
1,110
e
1,003 d
120
1,536 ab
1,038 d
150
1,475 ab
T7 (sem tratamento)
1,101 d
180
1,620 a
T8 (com Gastoxin )
1,041 d
DMS1 = 0,1867
DMS2 = 0,1999
TABELA 5. Valores de extrato etéreo em feijão macassar para interação Tratamento x Período de
Tempo e resultados do teste de Tukey, a 1% de probabilidade
0
30
60
90
120
150
180
Tratam.
1,267 aC
1,660 abB
1,970 abAB 1,493abBC 1,883 bAB 1,86 abAB
2,327 bcA
T1
1,267 aD
1,807 aC
2,260 aBC 1,833 aC 2,516 aAB 2,267 aBC
2,897 aA
T2
1,267 aB
1,151 cdB
1,367cdB
1,093 bcB 1,563 bcdB 1,387 bcB
2,417 abA
T3
1,267 aBC 1,067 cdC
1,550 bcAB 1,170 bcBC 1,700 bcA 1,503 bcABC 1,863 cA
T4
1,267 aA
0,797 dA
1,053 dA
0,740 cA 1,153 deA 1,197 cA
0,953 dA
T5
1,267
aA
1,084cdC
1,033
dA
0,850
cA
1,020
eA
1,307
cA
0,843 dA
T6
1,267
aAB
1,467abcA
0,940
dB
0,960
cB
1,213
cdeAB
1,197
cAB
0,800 dB
T7
1,267 aAB 1,217bcdAB 1,027 dAB 0,740 cB 1,240 cdeA 1,077 cAB
0,860 dAB
T8
DMScoluna = 0,4940
DMSlinha = 0,4804
MG = 1,36405
CV% = 14,36934
Obs: As médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas nas colunas e maiúsculas nas linhas, não
diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Tukey, a 1% de probabilidade
139
Tabela 6. Comparação entre as médias do teor de cinzas (%) para os fatores tratamento e período de
tempo
Teor de cinzas
Período de Teor de cinzas (%)
(%)
tempo (dias)
3,7571 a
0
4,1533 a
3,9033 a
30
3,9846 ab
3,8091 a
60
3,6583 c
T4(10%mam. trit. parcialmentes deseng.)
3,7324 a
90
4,0275 ab
3,7876 a
120
3,5742 c
3,9476 a
150
3,8292 bc
T7 (sem tratamento)
3,9310 a
180
3,6717 c
T8 (com Gastoxin )
3,8733 a
DMS1 = 0,3287
DMS2 = 0,3817
Tabela 7. Comparação entre as médias do teor de proteínas (%) para os fatores tratamento e período
de tempo
Teor de
Período de
Teor de proteína
proteína (%) Tempo (dias)
(%)
0
27,170 b
26,776 a
30
25,745 cd
26,670 a
60
26,537 bc
T3 ( 5% mam. trit. parcialmente deseng.)
27,422 a
90
30,038 a
27,219 a
120
27,194 b
26,824 a
150
25,434 d
26,800 a
180
26, 387 bcd
T7 (sem tratamento)
26,659 a
T8 (com Gastoxin )
27,064 a
DMS1 = 1,19193
DMS2 = 1,08320
Tabela 8. Valores do teor de proteína de feijão macassar para interação Tratamento x Período de
Tempo, segundo teste de Tukey, a 1% de probabilidade
0
30
60
90
120
150
27,17 aB 25,36 aB 25,81 aB
30,87 aA 27,01 aB
25,58 aB
T1
27,17 aAB 24,77 aB 25,60 aB
29,43 aA 27,62 aAB 25,27 aB
T2
27,17 aB 26,60 aB 27,41 aAB 30,40 aA 27,87 aAB 25,58 aB
T3
27,17 aB 25,75 aB 26,95 aB
31,18 aA 27,10 aB
25,92 aB
T4
27,17 aAB 25,23 aB 26,33 aB
29,53 aA 27,37 aAB 25,34 aB
T5
27,17 aAB 25,51 aB 26,63 aAB 29,43 aA 27,02 aAB 25,34 aB
T6
27,17 aAB 26,79 aAB 26,35 aAB 29,24 aA 26,18 aAB 25,16 aB
T7
27,17 aAB 25,93 aB 27,18 aAB 30,21 aA 27,37 aAB 25,27 aB
T8
DMScolunas = 3,1535 DMSlinhas = 3,0638 MG = 26,92936
CV% = 4,6068
Tratam.
180
25,62 aB
26,82 aAB
26,91 aB
26,45 aB
26,78 aAB
26,48 aAB
25,71 aB
26,30 aB
Obs: As médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas nas colunas e maiúscula nas linhas, não
diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey, a 1% de probabilidade
140
CONCLUSÕES
1. Os tratamentos T1 (grãos de feijão + 5%
de sementes de mamona triturada) e T2
(grãos + 10% de sementes trituradas)
foram eficientes no combate ao
Callosobruchus maculatus, durante os
180 dias de armazenamento.
2. A casca da mamona exerceu influência
negativa, contribuindo ainda mais para
contaminação da massa de grãos.
3. Os grãos tratados com mamona na
forma
integral
ou
parcialmente
desengordurada
foram
os
que
apresentaram o menor teor de água no
final do período de armazenamento.
4. O feijão tratado com 10% de mamona
integral apresentou maior teor de extrato
etéreo (2,101%).
5. O extrato etéreo diminui com a redução
do teor de óleo de mamona usado em
cada tratamento e cresce ao longo do
período de armazenamento.
6. A utilização da mamona não implicou
em alterações no teor de cinzas nem no
teor de proteínas do feijão macassar.
Le Poidevin, N.; Robinson, L.A. Métodos ou
diagnósticos foliar utilizados nas plantações
do grupo booken na Guiana inglesa:
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Fertilité, n.21, p.3 – 11, 1964.
Lima, H.F; Tratamento alternativo para
controle
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ISSN 1517-8595
141
COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS ESTÁTICO E DINÂMICO NA
DETERMINAÇÃO DO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO DAS ESPÍGAS DE MILHO
Paulo Cesar Corrêa1, André Luís Duarte Goneli 2, Osvaldo Resende3,
Ana Paula Martinazzo4, Fernando Mendes Botelho5
RESUMO
Objetivou-se ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais do equilíbrio
higroscópico das espigas de milho, obtidos pelos métodos estático e dinâmico e verificar a
possibilidade de utilização de um único modelo para ambos os métodos. No método estático
foram utilizados dessecadores contendo as amostras e soluções salinas saturadas que foram
colocados em câmaras B.O.D. mantidas em diferentes temperaturas (10 a 50°C). Quanto ao
método dinâmico, foram utilizados os resultados obtidos por Palacin (2003), sendo as condições
de temperatura (45 a 55°C) e umidade relativa (0,21 a 0,51) do ar fornecidas por uma unidade
condicionadora de atmosfera com fluxo mantido a 10 m3.min-1.m-2. Foram ajustados aos dados
experimentais os modelos matemáticos freqüentemente utilizados para representação da
higroscopicidade dos produtos agrícolas. Conclui-se que a higroscopicidade das espigas de
milho, obtida pelos métodos estático e dinâmico, pode ser representada satisfatoriamente, em
ambos os casos, pelos modelos de Oswin, Henderson Modificado, Harkins, Smith, Copace e
Halsey modificado. Segundo a técnica de identidade de modelos verifica-se que não é possível
ajustar uma única equação aos dados experimentais para os dois métodos analisados, indicando
que eles não produzem os mesmos resultados de teor de umidade de equilíbrio, nas condições
sobre as quais foram desenvolvidos os experimentos.
Palavras chave: Higroscopicidade, espiga de milho, identidade de modelos.
COMPARISON AMONG THE METHODS STATIC AND DYNAMIC IN THE
EQUILIBRIUM HYGROSCOPIC DETERMINATION OF THE EAR CORN
ABSTRACT
It was the objective of this work to adjust different mathematical models to the experimental
data for determining the ear corn equilibrium moisture content obtained by static and dynamic
methods and to see the feasibility of adopting an unique model for both methods. In the static
method it was used the samples in the desiccators with saturated salt solutions and placed in a
B.O.D. chambers and kept at different temperatures in the range of 10 to 50°C. For the dynamic
method it was used the results obtained by Palacin (2003), where the air temperatures were in
the range of 45 to 55°C and the relative humidities in the range of 21 to 51% supplied by an
atmosphere conditioner equipment with air flow at 10 m3.min-1.m-2. The most frequent
mathematical models were adjusted to the experimental data in order to represent the
hygroscopicity of the agricultural product. It was concluded that the ear corn hygroscopicity
either obtained by static or dynamic method can be represented satisfactorily by any of the
following methods: Oswin, modified Henderson, Harkins, Smith, Copace and modified Halsey.
According to model identity technique it was observed that it is not possible to adjust just one
equation for those experimental data for the two applied methods indicating that they do not
come out to same equilibrium moisture content in this specific experimental conditions.
Keywords: ear corn, hygroscopicity, equilibrium moisture content.
Protocolo 08 de 13 de abril de 2004
1
Prof. Adjunto, Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, UFV, Viçosa, MG, telefone: 31 3891 2270, e-mail:
[email protected]
2
Doutorando em Engenharia Agrícola, Bolsista CNPq, Universidade Federal de Viçosa, UFV, MG, e-mail: [email protected]
3
Doutorando em Engenharia Agrícola, Bolsista CAPES, Universidade Federal de Viçosa, UFV, MG, e-mail: [email protected]
4
Doutorando em Engenharia Agrícola, Bolsista CNPq, Universidade Federal de Viçosa, UFV, MG, e-mail: [email protected]
5
Estudante de Engenharia Agrícola, Bolsista CNPq, Universidade Federal de Viçosa, UFV, MG, e-mail: [email protected]
142
Comparação entre os métodos estático e dinâmico na determinação do equilíbrio higroscópico ....... Corrêa et al.
INTRODUÇÃO
O milho destaca-se na agricultura
brasileira como um importante cereal, cujo
cultivo abrange enormes áreas distribuídas em
todo território nacional. Atualmente, ainda
existe uma parcela de produtores que colhe e
armazena o milho mantendo a palha sobre os
grãos, visando à proteção contra o ataque de
agentes depreciativos. Esta forma de
processamento do milho é bastante utilizada em
pequenas propriedades, onde o produto é
consumido gradativamente ao longo do período
de safra e entressafra.
Entretanto, durante o seu armazenamento
podem ocorrer mudanças físicas, químicas e
microbiológicas independentes da forma em
que foram armazenados, grãos ou espigas, e que,
dependendo da interação com o ambiente,
podem ocasionar perdas quantitativas e
qualitativas. Assim, faz-se necessário o
conhecimento das relações existentes entre o
produto, a temperatura e a umidade relativa do
ar ambiente objetivando iniciativas e estudos
com a finalidade de amenizar estas possíveis
alterações.
Todos os produtos agrícolas têm a
capacidade de ceder ou absorver água,
convergindo, constantemente, a uma relação de
equilíbrio entre o seu teor de água e as
condições do ar ambiente. O teor de água de
equilíbrio é alcançado quando a pressão parcial
de vapor de água no produto iguala-se a do ar
que o envolve. A relação entre o teor de água de
um determinado produto e a umidade relativa
de equilíbrio para uma temperatura específica
pode ser expressa por equações matemáticas,
que são denominadas isotermas ou curvas de
equilíbrio higroscópico.
Para estabelecer o teor de água máximo
do produto para inibir o crescimento
microbiano e, possivelmente, a produção de
micotoxinas durante a armazenagem, é
essencial o conhecimento das isotermas de
equilíbrio higroscópico do produto. Todos os
produtos agrícolas têm a capacidade de ceder
ou absorver água do ambiente, convergindo,
constantemente, a uma relação de equilíbrio
entre o seu teor de água e as condições do ar
ambiente.
O teor de água de equilíbrio é alcançado
quando a pressão parcial de vapor de água no
produto iguala-se a do ar que o envolve. A
relação entre o teor de água de um determinado
produto e a umidade relativa de equilíbrio, ou
atividade de água, para uma temperatura
específica, pode ser expressa por equações
matemáticas, que são denominadas isotermas
ou curvas de equilíbrio higroscópico.
Para Hall (1980) as curvas de equilíbrio
higroscópico são importantes para definir
limites de desidratação do produto, estimar as
mudanças de umidade sob determinada
condição de temperatura e umidade relativa do
ambiente, e, para definir os teores de água
adequados ao início de atividade de
microrganismos que podem provocar a
deterioração do produto. O gráfico das
isotermas de sorção pode ser empregado
também para definir as épocas mais adequadas
para o armazenamento de milho em espigas nas
diversas regiões do país, levando-se em
consideração dados de temperatura e umidade
relativa.
As curvas de umidade de equilíbrio
podem ser obtidas experimentalmente por meio
dos métodos dinâmico e estático.
No método dinâmico, o grão é submetido
a fluxos de ar sob condições controladas de
temperatura e umidade relativa até que seja
atingido o equilíbrio. No método estático, o
equilíbrio higroscópico entre o produto e o
ambiente sob condições controladas, é atingido
sem movimentação do ar (Wang e Brennan,
1991; Jayas e Mazza, 1993; Chen, 2000).
O comportamento higroscópico de
diversos produtos agrícolas tem sido estudado
por vários pesquisadores, que descrevem
modelos diferenciados para expressar o teor de
água de equilíbrio em função da temperatura e
umidade relativa do ar. Entretanto, para o
estabelecimento de isotermas que representam
essa relação de equilíbrio são utilizados
modelos matemáticos empíricos, uma vez que
nenhum modelo teórico desenvolvido tem sido
capaz de predizer com precisão o teor de água
de equilíbrio para uma ampla faixa de
temperatura e umidade relativa do ar.
Boente et al. (1996) determinaram a
umidade de equilíbrio de grãos de milho de seis
variedades argentinas e observaram que os
modelos de Halsey e Oswin descreveram
satisfatoriamente
o
fenômeno
de
higroscopicidade do produto.
Corrêa et al. (1998) ajustaram diversos
modelos matemáticos aos dados experimentais
de equilíbrio higroscópico das sementes de
milho pipoca e observaram que os modelos de
Chung-Pfost
e
Henderson
Modificado
mostraram-se adequados para representação do
fenômeno.
Atualmente, na literatura, existem mais
de 200 equações propostas para representar o
fenômeno de equilíbrio higroscópico dos
produtos agrícolas. Estes modelos diferem na
sua base teórica ou empírica e na quantidade de
parâmetros envolvidos (Mulet et al., 2002).
Diante do exposto, o objetivo no presente
trabalho foi ajustar diferentes modelos
matemáticos aos dados experimentais do
equilíbrio higroscópico das espigas de milho,
obtidos pelos métodos estático e dinâmico, bem
como verificar a possibilidade de utilização de
um único modelo para ambos os métodos.
MATERIAIS E MÉTODOS
O presente trabalho foi parcialmente
realizado no Laboratório de Propriedades
Físicas e Qualidade de Produtos Agrícolas
143
pertencente ao Centro Nacional de Treinamento
em Armazenagem (CENTREINAR), localizado
na Universidade Federal de Viçosa.
Para obtenção do equilíbrio higroscópico
pelo método estático foram utilizadas espigas
inteiras e selecionadas da cultivar BR 205,
desenvolvida pela EMBRAPA, que é um
híbrido duplo adaptado a regiões tropicais, de
alta produtividade, com tolerância à toxidez de
alumínio e ao estresse hídrico. As espigas de
milho com teor de água de aproximadamente 28
%b.s. foram colocadas no interior de
dessecadores contendo soluções salinas
saturadas específicas para cada umidade
relativa desejada (0,11 a 0,84), de acordo o
Tabela 1.
Tabela 1. Umidades relativas (decimal) estabelecidas no interior dos dessecadores para a
determinação do equilíbrio higroscópico das espigas de milho pelo método estático
Composto
Químico
LiCl
CaCl2
Ca(NO3)2
NH4Cl
NaCl
KBr
MgCl2
KNO2
MgCl2 x 6H2O
Na2Cr2O7
10
0,13
0,40
0,59
0,81
-
20
0,35
0,55
0,76
0,84
-
Os dessecadores com as amostras foram
introduzidos em câmaras B.O.D. e mantidas em
diferentes temperaturas (10 a 50°C). Cada
amostra foi composta por 200 g de produto que,
durante o processo de dessorção foram pesadas
periodicamente, sendo o equilíbrio higroscópio
alcançado quando a variação da sua massa,
entre três pesagens consecutivas, fosse igual ou
inferior a 0,01 g. Os teores de água do produto
foram determinados pelo método gravimétrico
em estufa a 105 ± 1°C, até massa constante, em
três repetições.
Temperatura (°C)
30
0,11
0,76
0,32
0,47
-
40
0,12
0,75
0,32
0,50
50
0,11
0,75
0,31
-
O equilíbrio higroscópico das espigas de
milho, determinado pelo método dinâmico, foi
obtido por Palacin (2003), utilizando os
cultivares AG 1051 e AG 112 sob diversas
condições de temperatura (45 a 55°C) e
umidade relativa (0,21 a 0,51) do ar. Aos dados
experimentais da umidade de equilíbrio, obtidos
por ambos os métodos, foram ajustados os
modelos matemáticos contidos na Tabela 2,
tradicionalmente utilizados para predizer a
higroscopicidade dos produtos agrícolas:
144
Tabela 2 – Modelos matemáticos utilizados para predizer a higroscopicidade de espigas de milho
Designação do modelo
Sigma-Copace
Modelo
U*e = exp  a - (b × T) +  c × exp(UR)



(1)
Sabbah
U*e = a × UR b Tc
Oswin
1
U*e =  a + b T  1- UR  UR  c
(3)
Harkins
U*e = exp  a - (b × T) c - ln(UR 
(4)
1
U*e = ln (1- UR) (-a × Tabs )  b
(5)
Henderson-Modificado
1
U*e = ln (1- UR) -a × (T + b)  c
(6)
Halsey-Modificado
1
U*e =  exp  a - b × T  -ln  UR   c
(7)
U*e = exp  a - (b × T) + (c × UR) 
(8)
Ue =  ln  a  b  - 1 b  × ln(-(T + c) × ln(UR))
(9)
U*e = a -  b×t  - c × ln 1- UR 
(10)
Henderson
Copace
Chung-Pfost Modificado
Smith
em que,
Ue*
UR
T
Tabs
a, b, c
:
:
:
:
:
(2)
teor de água de equilíbrio, % b.s.
umidade relativa do ar, decimal;
temperatura, °C;
temperatura absoluta, K;
coeficientes que dependem do produto.
Os
modelos
foram
selecionados
considerando a significância dos parâmetros
pelo teste t, adotando nível de 5% de
probabilidade, a magnitude do coeficiente de
determinação (R2), a magnitude do erro médio
relativo (P) e do erro médio estimado (SE) e a
verificação do comportamento da distribuição
dos resíduos. Considerou-se o valor do erro
médio relativo inferior a 10% como um dos
critérios para seleção dos modelos, de acordo
com Mohapatra e Rao (2005). O erro médio
relativo e o erro médio estimado, para cada um
dos modelos, foram calculados conforme as
seguintes expressões:


n
2
ˆ
 Y-Y
SE = i =1
GLR
ˆ
100 n  Y - Y
P=

n i =1 Y

em que
n :
Y :
Ŷ :
GLR :
(11)




(12)
número de observações experimentais;
valor observado experimentalmente;
valor calculado pelo modelo;
graus de liberdade do modelo.
Após a seleção do melhor modelo para a
representação da umidade de equilíbrio das
espigas de milho, para os métodos estático e
dinâmico, promoveu-se o teste da hipótese de
igualdade dos modelos utilizando a técnica de
identidade de modelos descrita por Regazzi
(2003), que permite analisar a equivalência
entre os métodos utilizados.
145
Nas Tabelas 3 e 4, estão apresentados os
parâmetros dos modelos de equilíbrio
higroscópico para as espigas de milho, obtidos
pelo método estático e dinâmico, organizados
em ordem decrescente de ajuste, para diferentes
condições de temperatura e umidade relativa do
ar.
Tabela 3 - Parâmetros dos modelos de equilíbrio higroscópico das espigas de milho, para os
resultados obtidos pelo método estático e classificados em ordem decrescente dos ajustes, com os
respectivos coeficientes de determinação (R2), erros médios estimado (SE) e relativo (P), e a tendência
de distribuição dos resíduos
Coeficientes*
Tendência
Modelos
R2 (%)
SE
P (%)
dos resíduos
a
b
c
Chung-Pfost
426,018
0,1632
40,1211 97,21 0,9394
6,16
Aleatória
Modificado
2
Oswin
15,5021
-0,0812
3,1082
97,01
0,9721
7,76
Aleatória
Harkins
3,1036
0,0064
0,6882
96,43
1,0626
7,57
Aleatória
Henderson
Modificado
3,27x105
48,1017
2,1560
96,23
1,0927
7,17
Aleatória
Smith
9,2375
0,0943
8,9714
96,71
1,0201
8,38
Aleatória
Copace
1,9979
0,0066
1,5139
96,16
1,1028
9,19
Aleatória
Halsey modificado
5,8174
0,0140
2,2812
95,93
1,1350
9,96
Aleatória
5
2,0513
-
93,73
1,3960
9,09
Tendenciosa
Sabbah
36,2911
0,6681
0,1445
92,96
1,4929
8,97
Tendenciosa
Sigma Copace
1,2766
0,0066
0,8730
95,3
1,2199
10,83
Tendenciosa
Henderson
1,07x10-
* Todos os coeficientes estimados foram significativos a 5% de probabilidade pelo teste t
De acordo com as Tabelas 3 e 4, verificase que os modelos matemáticos tradicionalmente utilizados para descrever a higroscopicidade dos produtos agrícolas apresentaram
significância dos parâmetros ao nível de 5% de
probabilidade pelo teste t. De um modo geral,
os modelos apresentaram ajustes satisfatórios
aos dados experimentais obtidos por ambos os
métodos de determinação, com elevados valores
do coeficiente de determinação (R2) e reduzidos
valores dos erros médios estimados e relativos,
indicando, de acordo com Mohapatra e Rao
(2005) dentre vários outros, serem adequados
para a descrição do fenômeno.
Entretanto, na Tabela 3, observa-se que
os modelos de Henderson, Sabbah e Sigma
Copace, apesar de apresentarem ajustes
satisfatórios, a distribuição de resíduos é
tendenciosa, indicando serem inadequados para
representação do fenômeno físico avaliado. Na
Tabela 4, verifica-se que apenas o modelo de
Henderson apresenta distribuição tendenciosa
dos resíduos. Segundo os instrumentos
estatísticos avaliados observa-se que o modelo
de Oswin é o que melhor se ajusta aos dados
experimentais obtidos pelo método dinâmico
como também pelo estático, coincidindo com os
resultados de Boente et al. (1996) que
recomendam este modelo para descrição da
higroscopicidade em grãos de milho de seis
variedades argentinas.
146
Tabela 3 - Parâmetros dos modelos de equilíbrio higroscópico das as espigas de milho, para os
resultados obtidos pelo método dinâmico (Palacin, 2003) e classificados em ordem decrescente dos
ajustes, com os respectivos coeficientes de determinação (R2), erros médios estimado (SE) e relativo
(P), e a tendência de distribuição dos resíduos
Modelos
A
Coeficientes*
b
c
R2 (%)
SE
P (%)
Tendência
dos resíduos
Oswin
26,4229
-0,3264
1,7122
95
0,5777
5,91
Aleatória
Henderson
Modificado
1,21x10-3
25,3929
1,3724
94,42
0,6106
5,67
Aleatória
Sabbah
7748,654
6
0,9187
1,5411
94,48
0,6070
5,79
Aleatória
Harkins
3,6299
0,0315
0,0837
94,55
0,6035
5,95
Aleatória
Copace
2,5986
0,0315
2,5749
94,52
0,6046
5,95
Aleatória
Halsey modificado
3,8300
0,0340
1,0799
94,45
0,6085
6,02
Aleatória
Sigma Copace
0,9908
0,0315
1,7587
93,96
0,6353
6,34
Aleatória
Smith
12,6481
0,2133
11,6956
91,37
0,7591
7,77
Aleatória
Chung-Pfost
Modificado
99,0024
0,1502
17,7871
91,08
0,7720
7,98
Aleatória
Henderson
8,98x10-5
1,3743
-
80,18
1,1506
9,68
Tendenciosa
* Todos os coeficientes estimados foram significativos a 5% de probabilidade pelo teste t
Diante da representação satisfatória deste
modelo aplicado ao equilíbrio higroscópico das
espigas de milho obtido pelos diferentes
métodos, procedeu-se ao teste de identidade de
modelos objetivando-se viabilizar o uso de um
único modelo para representação do equilíbrio
higroscópico, independente da metodologia
utilizada. Assim, os parâmetros do modelo de
Oswin, para os métodos estático (a1, b1 e c1) e
dinâmico (a2, b2 e c2) foram comparados entre si
para verificar a sua igualdade. As seguintes
hipóteses foram formuladas:
Ho: a1 = a2 e b1 = b2 e c1 = c2 versus
Ha: existe pelo menos uma desigualdade
entre os parâmetros.
Segundo Regazzi (2003), para obtenção
das formas do modelo completo das equações
com restrição foram consideradas as variáveis
dummy (D): sendo Di = 1 se a observação yij
pertence ao grupo i; e Di = 0 em caso contrário;
Para o modelo de Oswin obtêm-se as
seguintes expressões:
 : espaço paramétrico sem restrição ou modelo completo:

Yij = D1 ×  a1 +b1 × T  1-UR  UR 

1


c1  +

D 2 ×  a 2 +b 2 × T  1-UR  UR 

1
c2



(13)
w: espaço paramétrico restrito por: a1 = a2 e b1 = b2 e c1 = c2
1 
1 


Yij = D1 ×  a +b× T  1-UR  UR  c  + D 2 ×  a +b× T  1-UR  UR  c 




Na Tabela 5, estão as estimativas dos
parâmetros do modelo completo () e do
modelo com restrição (w) e as respectivas
147
(14)
somas de quadrados residuais para o modelo de
Oswin.
Tabela 5 - Parâmetros do modelo completo () e do modelo com restrição (w) e as respectivas somas
de quadrados residuais para o modelo de Oswin
Estimativas
Parâmetros
SQR*
parâmetros
a1
b1
c1
a2
b2
c2
a
b
c
*

26,42
3
0,326
1,712
15,50
2
0,081
3,108
-
-
-
24,45
4
w
-
-
-
-
-
-
15,82
5
0,105
2,985
63,69
5
Soma dos quadrados residuais.
A regra de decisão baseou-se no teste de qui-quadrado (2) de acordo com a seguinte
expressão:
 SQR Ω 

 SQR w 
2calculado = -n ln 
(15)
O valor tabelado de (2) é função do nível de significância  e do número de graus de
liberdade:
 = p - pw
(16)
em que,
 : graus de liberdade do modelo;
p : número de parâmetros do modelo sem restrição;
pw : número de parâmetros do modelo restrito.
Na Tabela 6, encontram-se os resultados
do teste da hipótese analisado pelo teste de quiquadrado.
Observa-se na Tabela 6 que o valor de
2calculado foi superior ao valor de 2tabelado.
Assim, rejeita-se a hipótese formulada (Ho), ou
seja, os modelos analisados para determinação
do equilíbrio higroscópico das espigas de
milho, pelos métodos estático e dinâmico,
diferem estatisticamente entre si. Desta forma,
deve-se ressaltar que o método utilizado para
determinação da higroscopicidade do produto,
estático ou dinâmico, influencia nos resultados
observados. Um possível efeito para esse
resultado reside no fato das variedades
empregadas na obtenção do equilíbrio
higroscópico para os dois métodos serem
diferentes.
Na Figura 1, para a melhor visualização
dos resultados encontrados, estão apresentados
os valores experimentais do teor de água de
equilíbrio das espigas de milho, bem como
suas isotermas, estimadas pelo modelo de
Oswin, para a temperatura comum aos dois
métodos (50°C).
Verifica-se na Figura 1, que para teores
de umidade de equilíbrio mais elevados, o
método estático fornece valores inferiores,
enquanto para baixos teores, o método
dinâmico apresenta valores inferiores. Dunstan
et al. (1973) também observaram diferenças
entre os dois métodos, segundo os
pesquisadores os teores de água de equilíbrio
obtidos pelo método dinâmico tendem a ser
maior que aqueles obtidos pelo método estático.
148
Tabela 5 - Teste das hipóteses (Ho) utilizando o teste de qui-quadrado
Modelo
GL ()
Oswin
6-3=3
2(0,05;3)
7,82
2calculado
66,05*
Teor de água de equilíbrio (% b.s.)
60
50
40
Estimados método estático
Estimados método dinâmico
Experimentais método estático
Experimentais método dinâmico
30
20
10
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Umidade Relativa (decimal)
Figura 1 - Valores experimentais do teor de água de equilíbrio das espigas de milho com suas
isotermas estimadas pelo modelo de Oswin para a temperatura de 50°C e obtidas pelos métodos
estático e dinâmico.
CONCLUSÃO
Com base nos resultados obtidos,
conclui-se que a higroscopicidade das espigas
de milho, obtida pelos métodos estático e
dinâmico, pode ser representada satisfatóriamente, em ambos os casos, pelos modelos de
Oswin, Henderson Modificado, Harkins, Smith,
Copace e Halsey modificado. Segundo a técnica
de identidade de modelos verifica-se que não é
possível ajustar uma única equação aos dados
experimentais para os dois métodos analisados,
indicando que eles não produzem os mesmos
resultados de teor de água de equilíbrio, nas
condições sobre as quais foram desenvolvidos
os experimentos.
Boente, G.; González, H. H. L.; Martínez, E.;
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149
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Regazzi, A. J. Teste para verificar a igualdade
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150
ISSN 1517-8595
159
INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DE EQUILÍBRIO DE
PRODUTOS AGRÍCOLAS
Wilton P. Silva1, Cleiton D. P. S. e Silva2, Antonio Gilson Barbosa Lima3
RESUMO
Equações empíricas para a determinação de teor de umidade de equilíbrio são normalmente
obtidas a partir de dados experimentais, por ajuste de curvas. Uma vez determinados os
parâmetros de uma função para certo produto, o valor dessa função para valores específicos da
temperatura e da umidade relativa do ar é obtido pela substituição destes valores na equação
ajustada, o que constitui uma medição indireta. Este tipo de medição pode ser efetuado a partir
de inúmeros trabalhos de pesquisa sobre secagem e armazenamento de produtos agrícolas, mas
em geral não há subsídios para que a incerteza inerente à medida seja determinada. Este artigo
propõe uma forma para a determinação desta incerteza. Para tal, foi criado um código
computacional destinado a cálculos da propagação de erros de funções ajustadas, com
aproximação de primeira ordem, a partir dos valores obtidos para os parâmetros de ajuste e de
suas covariâncias. O código foi utilizado na determinação de incertezas do teor de umidade de
equilíbrio de alguns produtos, o que possibilitou expressar as medidas de acordo com as normas
estabelecidas pelo INMETRO.
Palavras-Chave: medidas indiretas, propagação de erros, matriz das covariâncias
UNCERTAINTY IN DETERMINATION OF EQUILIBRIUM MOISTURE CONTENT
OF AGRICULTURAL PRODUCTS
ABSTRACT
Empiric equations for determination of equilibrium moisture content are usually obtained
through curve fitting, using experimental data. Once the parameters of equation are calculated
for a certain product, the determination of the moisture content for specific values of
temperature and relative humidity of the air is made through the substitution of these values in
the fitted equation, and this constitutes an indirect measurement. This type of measurement can
be performed using the results presented in the large number of papers about drying and storage
of agricultural products, but in general there are not subsidies so that the correspondent
uncertainty can be determined. This paper proposes a method to the determination of this
uncertainty and, for this, a computer code destined to calculations of error propagation of fitted
functions was created, with first order approach, starting from the values obtained for the
parameters and the correspondent covariance. The code was used in the determination of
uncertainties of the equilibrium moisture content of some products, and this facilitated to
express the measurements according to the INMETRO norms.
Keywords: indirect measurements, error propagation, covariance matrix
160
Incerteza na determinação de teor umidade de equilíbrio de produtos agrícolas Silva et al.
INTRODUÇÃO
Água é um constituinte presente em alta
concentração em alimentos frescos. Ela
influencia consideravelmente a palatabilidade, a
digestibilidade e a estrutura física do material
alimentar. Praticamente todos os processos de
deterioração que ocorrem em alimentos são
influenciados de uma ou outra forma pela
concentração e mobilidade de água no seu
interior. A intensidade e a taxa de vários
processos deteriorativos de produtos agrícolas
são diferentes em diferentes para cada teor de
água (Wolf et al., 1985). O grau de interação da
água com os componentes do alimento é
determinado pelo teor de água e atividade de
água (Fortes & Okos, 1980). O teor de água de
um material biológico é de grande importância
tanto para a sua armazenagem quanto para o seu
próprio manejo. Como muitos produtos
agrícolas, são armazenados por longos períodos
de tempo, logo após a colheita, é necessário
proceder à secagem de tais produtos com vistas
à sua conservação durante o período de
armazenamento. Para promover as condições
adequadas de umidade para um produto, é
necessário o conhecimento do seu teor de água
de equilíbrio com relação ao seu ambiente de
armazenamento (Young & Nelson, 1967).
Nos últimos anos tem havido uma
expressiva contribuição de pesquisadores no
sentido de determinar expressões empíricas, via
ajuste de curvas a dados experimentais, visando
a descrever o teor de água de equilíbrio de
vários tipos de produtos agrícolas (Araújo et
al.,2001), (Corrêa et al., 2001), (Mesquita et al.,
2001), (Silva et al., 2002), (Oliveira et al.,
2004) e (Menkov & Durakova, 2005). Nestes
trabalhos, os pesquisadores obtêm dados
experimentais para um determinado produto,
medindo o seu teor de água de equilíbrio M
para dadas temperaturas T e determinadas
umidades relativas do ar ф. Então, expressões
bem conhecidas e disponíveis na literatura, tais
como a equação de Chung-Pfost, Henderson,
Copace, Halsey, Oswin, Sabbah e SigmaCopace, dentre outras, são ajustadas aos dados
experimentais (T, ф, M). Desta forma, são
determinados parâmetros A, B e C que ajustam
cada equação a tais dados.
Normalmente, a escolha de um modelo
para descrever o teor de água de equilíbrio para
um dado produto é feita através da análise de
testes estatísticos aplicados a cada ajuste
realizado. Uma vez definido o melhor modelo,
pode-se calcular o teor de água de equilíbrio,
M, para uma dada temperatura e umidade
relativa do ar pela simples substituição dos
valores de T e ф na equação determinada.
Entretanto, uma importante informação é
omitida neste tipo de procedimento: não é
possível avaliar a precisão do teor de água de
equilíbrio calculado, posto que a sua incerteza
não é conhecida.
Este artigo tem como objetivo apresentar
as ferramentas necessárias para a determinação
da incerteza a ser associada ao valor do teor de
água de equilíbrio, obtido através da função
ajustada, e a colocar tais ferramentas à
disposição de técnicos e pesquisadores
interessados no assunto.
MATERIAL E MÉTODOS
O resultado completo de uma medição
direta ou indireta deve incluir a sua incerteza
(INMETRO, 1995). Dessa forma, o valor de um
mensurando M deve ser expresso do seguinte
modo:
M  Mσ
(NC)
(1)
M
em que
M é o valor médio de M,
é a incerteza de M , (NC) é o nível
σ
M
de confiança do valor verdadeiro da medida
estar contido no intervalo definido.
Nos casos em que um mensurando M é
medido de forma indireta, isto é, através dos
valores de outras medidas z1, z2, ..., zn, em que n
é o número delas, é necessário determinar a
incerteza que cada z i  z  σ causa em M,
i
zi
o que é feito através do estudo de propagação
de erros. Conforme (Vuolo, 1992) e (Silva &
Silva, 1998), para um mensurando expresso por
uma função na forma
M  f(z1, z2 ,...,zn )
(2)
a incerteza σ' de M devido às incertezas de z1,
M
z2, ..., zn pode ser calculada, com aproximação
de primeira ordem, pela expressão
f f

cov(z j , z k )
j1k 1z j z k
n n
σ'   
M
(3)
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, Especial, v.7, n.2, p.159-164, 2005
em que cov(zj,zk) é a covariância entre zj e zk.
determinar o fator f (Student) a ser
multiplicado pela incerteza, de tal forma que o
intervalo a ser estabelecido tenha um nível de
confiança pré-determinado:
Ao ser realizada a regressão não-linear de
uma função a dados experimentais, através do
método dos mínimos quadrados, uma matriz é
calculada, em cada iteração, contendo os
elementos das covariâncias entre os parâmetros
de ajuste. A última matriz calculada (referente à
convergência) recebe o nome de matriz das
covariâncias, e os valores de seus elementos
dependem
da
flutuação
dos
pontos
experimentais em torno da função ajustada. Se
o software utilizado para a realização da
regressão não-linear disponibilizar tal matriz,
então os seus elementos podem ser substituídos
na Equação (3). Assim, pode-se determinar a
incerteza σ' do mensurando M dado pela
σ  f .σ'
M
(4)
M
Dessa forma, com o uso das Equações de
(2) a (4) o mensurando M, obtido por ajuste de
curvas, pode ser expresso na forma indicada
pela Equação (1).
Como a implementação do algoritmo
proposto seria uma tarefa trabalhosa, se for
realizada individualmente por pesquisadores
interessados, este algoritmo foi implementado
no LAB Fit Curve Fitting Software (Silva et al.,
2004) e (Silva e Silva, 2005). O LAB Fit é um
pacote destinado ao tratamento de dados
experimentais e foi usado para evidenciar o
ganho de informações, com o uso do algoritmo,
na determinação do teor de água de equilíbrio
de produtos agrícolas. Para tal, os dados obtidos
e analisados por (Mesquita et al., 2001) serão
utilizados. Tais dados são referentes à
dessorção de sementes de jacarandá-da-bahia,
de angico-vermelho e de óleo-copaíba, os quais
estão disponíveis nas Tabelas 1, 2 e 3.
M
Equação (2) que, neste caso, é uma função
ajustada, sendo z1, z2, ..., zn os parâmetros de
ajuste determinados. Um algoritmo semelhante
ao descrito foi utilizado por Melo et al. (2003)
em curvas de calibração, ajustadas pelo método
dos mínimos quadrados, no estudo do
desempenho de aeronaves de alta performance.
Conforme Bussab e Morettin (1995), uma vez
determinado σ' , supondo que os pontos
M
experimentais tenha uma distribuição normal de
erros em torno da função ajustada, pode-se
Tabela 1. Teor de água de equilíbrio M (%, base seca) para sementes de jacarandá
Temperatura
ф (%)
T(o)
34,5
59,0
75,0
82,5
94,5
5
8,71
11,98
32,5
25
7,39
Fonte: (Mesquita et al., 2001)
34,25
53,96
64,55
53,0
75,5
88,5
97,5
9,59
14,22
16,35
24,73
54,25
7,34
16,21
32,5
25
6,68
98,5
18,91
ф (%)
64,0
Tabela 2. Teor de água de equilíbrio M (%, base seca) para sementes de angico
Temperatura
ф (%)
T(o)
34,5
59,0
75,0
82,5
94,5
5
161
98,5
47,86
88,86
107,51
53,0
21,54
ф (%)
64,0
75,5
88,5
97,5
14,72
18,27
18,81
35,19
84,67
162
Tabela 3. Teor de água de equilíbrio M (%, base seca) para sementes de copaíba
Temperatura
ф (%)
T(o)
34,5
59,0
75,0
82,5
94,5
5
9,64
11,38
32,5
25
7,84
24,30
34,12
50,47
53,0
19,45
ф (%)
64,0
75,5
88,5
97,5
8,91
11,09
16,80
23,69
30,58
Com relação às Tabelas 1, 2 e 3,
(Mesquita et al., 2001), após várias análises
com a utilização do programa computacional
Statistica 5.0, em que as regressões não-lineares
foram feitas através do método quasi-Newton,
concluíram que:
1. para as sementes de jacarandá-da-bahia e de
angico-vermelho, o melhor modelo na descrição
dos dados foi Sigma-Copace, dado por
M  e (A - BT  Ce

)
(5)
2. para as sementes de óleo-copaíba, a melhor
equação na descrição dos dados foi a de
Henderson modificada por Thompson

M   


ln(1  ) 

A(T  B) 
98,5
(1/C)
(6)
Naturalmente, uma vez conhecidos os
parâmetros A, B e C, as Equações (5) e (6)
possibilitam determinar o teor de água de
equilíbrio dos produtos estudados, mas não as
suas
incertezas.
Para
possibilitar
tal
determinação, os dados e os modelos
mencionados foram utilizados para que os
ajustes fossem refeitos através do software
LAB Fit. Isto possibilitou o conhecimento das
matrizes das covariâncias dos parâmetros de
ajuste, o que viabilizou a determinação dos
erros propagados e, conseqüentemente, o
cálculo dos teores de água de equilíbrio na
forma indicada pela Equação (1). Em todos os
ajustes a serem realizados será imposta uma
tolerância de convergência igual a 1.0x10-6. O
método utilizado para as regressões nãolineares é o dos mínimos quadrados descrito,
por exemplo, em (Silva & Silva, 1998),
implementado através do algoritmo de
Levenberg-Marquardt (Press et al., 1996). Com
o propósito de apresentar uma aplicação
numérica foram calculados, para os três
produtos, o teor de água de equilíbrio para a
temperatura de 15 oC a 70% de umidade
relativa do ar.
Utilizando o software LAB Fit para
realizar os ajustes da Equação (5) aos dados das
Tabelas 1 e 2 e da Equação (6) aos dados da
Tabela 3, obtêm-se os resultados apresentados a
seguir.
Para as sementes de jacarandá-da-bahia,
(Mesquita et al., 2001) concluíram que o teor de
umidade de equilíbrio é melhor descrito pelo
modelo Sigma-Copace (Equação 5). Usando o
LAB Fit para ajustar tal modelo aos dados da
Tabela 1, obtém-se:
A = -0,905078
B = 0,011132
C = 1,920947
 1,66175 x10 1

Cov   2,93108 x10 4
 6,37889 x10 2

(7)
2,93108 x10 4
1,31662 x10
5
 5,67576 x10 5
 6,37889 x10 2 

 5,67576 x10 5 
2,49064 x10 2 

em que os valores foram escritos com excesso
de algarismos devido ao propósito de se realizar
cálculos de propagação de erros, conforme
(Silva & Silva, 1998). Com relação à matriz das
covariâncias, vale ressaltar que o elemento (1,1)
é o quadrado da incerteza do valor médio do
parâmetro
A,
simbolizado
por
σ2
A
ou
cov(A,A); o elemento (2,2) corresponde a σ 2 e
B
2
(3,3) a σ . Já o elemento (1,2) corresponde à
C
covariância entre A e B, sendo denotado por
cov(A,B) ou σ AB . O elemento (1,3)
corresponde à covariância entre A e C,
enquanto que (2,3) é a covariância entre B e C.
Com estas informações, utilizando a opção de
propagação de erros disponível no LAB Fit e
fornecendo os dados requeridos pelo software,
obtêm-se os resultados:
M  16,3832
σ '  1,45286
(8a)
(8b)
163
só da precisão da medida indireta efetuada
como também, de forma implícita, da
adequação do modelo matemático aos dados
experimentais. A segunda parte desta conclusão
é fundamentada no fato de que o valor da
incerteza é uma decorrência das flutuações dos
dados experimentais em torno função ajustada;
M
Ao realizar a regressão o LAB Fit
disponibiliza, baseado no número de graus de
liberdade do ajuste, o fator f pelo qual σ '
M
deve ser multiplicado para que o intervalo a ser
definido tenha um nível de confiança
previamente estabelecido. No caso de se
estabelecer 95,4% de confiança, por exemplo,
obtém-se:
f  2,31
(9)
Então, com os resultados obtidos em
(8a), (8b), (9) e levando em conta a Equação
(4), o teor de água de equilíbrio das sementes de
jacarandá-da-bahia para T = 15 oC e ф = 70%
pode ser escrito na forma da Equação (1):
M = (16,4 ± 3,4)%
(10)
com 95,4% de confiança.
Utilizando o mesmo modelo e o mesmo
raciocínio anteriores para os dados relativos às
sementes de angico-vermelho obtém-se, para T
= 15 oC e ф = 70%:
M = (19,7 ± 5,4)%
(11)
Já para as sementes de óleo-copaíba,
fazendo o ajuste do modelo de Henderson
(Equação 6) aos dados da Tabela 3, ao final
pode ser escrito:
M = (15,3 ± 1,7)%
(12)
CONCLUSÕES
A partir da discussão apresentada e da
análise dos resultados obtidos é possível
concluir que:
1. a inclusão do cálculo da incerteza na
determinação do teor de umidade de equilíbrio
de um produto possibilita o conhecimento não
2. além de apresentar os parâmetros de
ajuste, trabalhos envolvendo o descobrimento
de um modelo empírico para a determinação do
teor de umidade de equilíbrio de um produto
deveriam apresentar, também, a matriz das
covariâncias entre os parâmetros de tal modelo.
Isto possibilitaria que leitores interessados no
tema pudessem determinar o teor de umidade
de equilíbrio na forma dada pela Equação (1),
conforme a recomendação de órgãos
normativos sobre medidas;
3. os resultados obtidos para os produtos
analisados indicam que as precisões
determinadas para jacarandá-da-bahia e angicovermelho não são razoáveis. Isto sugere que se
deveria buscar por outros modelos, mais
adequados a tais dados. Naturalmente, esta
conclusão pressupõe que os erros sistemáticos
dos dados experimentais sejam desprezíveis e
que os equipamentos utilizados nas medidas
diretas tenham precisões adequadas.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem aos órgãos de
apoio FAPESP, CNPq, FINEP e ANP pelo
auxílio financeiro ao projeto do qual originou
este artigo, bem como aos autores referenciados
que, com suas pesquisas, contribuíram para o
seu melhoramento.
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ISSN 1517-8595
165
OBTENÇÃO DE GRAVIOLA EM PO PELO PROCESSO DE LIOFILIZAÇÃO
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata1, Maria Elita Martins Duarte 2,
George Carlos S Alsemo3, Edson Rodrigues 4, Manuel Adalberto Guedes5,
Anna Sylvia R de R.M. Cavalcanti6, Camila Carol Albuquerque Oliveira 6
RESUMO
Este trabalho teve como objetivo obter a graviola em pó, submetendo a polpa de graviola a um
processo de liofilização e em seguida a uma maceração em rolos cilíndricos de graduação
variável. Para o processo de liofilização, a polpa de graviola foi congelada a uma temperatura de
-50°C, tendo-se estabelecido nesta temperatura, sua cinética de congelamento. Para esta
finalidade foi utilizada uma unidade criogênica composta de um sistema de controle de
temperatura que varia de -50 a -90 oC. Depois do produto congelado o material foi levado a um
liofilizador Terroni Modelo LB 1500 onde a polpa congelada foi submetida a um vácuo parcial
de 50 microns de Hg. O material em forma de pó e em forma de polpa foi submetido a analises
química para determinação de ácido ascórbico, açúcares totais e redutores, acidez total titulável,
determinação dos sólidos solúveis totais e pH. As análises foram feitas seguindo-se as
metodologias propostas pela AOAC e por Benassi e Antunes para ácido ascórbico. A graviola
em pó produzida foi, também, submetida a uma análise sensorial quanto aos aspectos de cor,
sabor, aroma e aparência. Para comprovação de manutenção do sabor, o produto em pó foi
reconstituído com água sendo elaborado um suco de graviola com os mesmos quantitativos de
elaboração de um suco de graviola proveniente de uma fruta “in natura”. Desta forma neste
trabalho pode-se concluir que graviola em pó obtida pelo processo de liofilização conserva em
grande parte as suas características organolepticas, no entanto os valores nutricionais foram
alterados em virtude do produto ter sofrido uma concentração.
Palavras-chave: Annona muricata L, baixas-temperaturas, fruta em pó
POWDER OF SOURSOP OBTAINED FOR THE FREEZE-DRYING PROCESS
ABSTRACT
This work had as objective to obtain the powdered soursop, submitting the soursop pulp to a
freeze-drying process and soon after to a tritured in cylindrical rolls of variable graduation. For
the freeze-drying process, the soursop pulp was frozen to a temperature of -50°C, is tended
established to that temperature, its freezing kinetics. For this purpose it was used a cryogenic
unit composed of a system of temperature control that varies from -50 to -90oC. After the
frozen product the material was taken to freeze-drying equipment Model LB 1500-Terroni,
where the frozen pulp was submitted to a partial vacuum of 50 microns of Hg. The material in
powder form and in pulp form it was submitted it you analyze chemistry for determination of
ascorbic acid, total sugars and reducers, acidity total titulável, determination of the total soluble
solids and pH. The analyses were made being followed the methodologies proposals by AOAC
and for Benassi and Antunes for ascorbic acid. The produced powdered soursop was, also,
submitted to a sensorial analysis with relationship to the color aspects, flavor, aroma and
appearance. For confirmation of maintenance of the flavor, the powdered product was
Protocolo 732 de 12 de março de 2005
1
Eng. Agrícola, Prof. Doutor do Dep. Eng. Agricola, CTRN/UFCG, Campina Grande, PB 58109-970, Tel +55(0)83 3310-1551,
[email protected]
2
Eng. Agrícola, Prof. Doutor do Dep. Eng. Agricola, CTRN/UFCG, Campina Grande, PB 58109-970, Tel +55(0)83 3310-1552,
[email protected]
3
Estudante do Curso de Engenharia Agrícola, Bolsista de Iniciação Científica, CNPq
4
Estudante do Curso de Engenharia Química, Bolsista de Iniciação Científica, CNPq
5
Físico, Unidade Acadêmica de Engenharia Elétrica, email: [email protected]
6
Design Industrial, Unidade Acadêmica de Desenho Industrial – UFCG Email: [email protected]
166
Obtenção de graviola em pó pelo processo de liofilização
Cavalcanti Mata et al.
reconstituted with water being elaborated a soursop juice with the same ones quantitative of
elaboration of a juice of coming soursop of a fruit " in natura ". this way in this work can be
concluded that powdered soursop obtained by the freeze-drying process largely conserves its
characteristic organolepticas, however the nutritional values was altered by virtue of the product
to have suffered a concentration due to elimination of the water.
Keyword: Annona muricata L, low-temperatures, powdered fruit
INTRODUÇÃO
A região Nordeste destaca-se por apresentar
uma grande diversidade de espécies frutíferas
de grande valor comercial, dentre estas se pode
citar a graviola, Figura 1, cuja espécie oferece
frutos abundantes e nutritivos, e se encontra
atualmente no cenário mundial como uma
frutífera medicinal. De acordo com Barbosa et
al. (2003), esta fruta tem grande potencial de
comercialização no mercado interno e grande
perspectiva para a exportação.
Líquido
Pressão
Vapor
Sólido
627 kPa
Ponto triplo
Sublimação
0 oC Temperatura
Figura 2. Diagrama de fases da água
Figura 1. A fruta graviola na gôndola de um
supermercado
Atualmente tem-se empregado novas
tecnologias que permitem processar a fruta na
forma de pó, fazendo com que o fruto, que
antes era consumido só em sua época de safra,
hoje possa ser consumido em qualquer período
do ano. O processo utilizado foi o da
liofilização que faz com que a água contida no
produto, passe do estado sólido (produto
congelado) para o estado gasoso sem passar
pelo estado líquido, ocorrendo desta forma, o
processo de sublimação, Figura 2 (Ibarz e
Barbosa-Cánovas, 1999).
Esta técnica consiste em inicialmente
congelar o produto muito rapidamente para
fazer com que as suas características de sabor,
aroma e constituintes químicos, sejam
preservadas. Na etapa subseqüente o material
congelado é submetido a um vácuo parcial
ocasionando a secagem do produto para
aproximadamente 2% base úmida. O material
sólido e desidratado é submetido a uma
moagem ate atingir tamanhos de partículas
desejáveis a industrialização. Este produto em
pó pode ser utilizado para fazer o suco e
também pode ser utilizado na indústria
alimentícia para fazer doces, pães e biscoitos,
entre outros produtos (Cavalcanti Mata et al.,
2003).
Portanto, o presente trabalho tem como
objetivo geral secar polpa de graviola por
liofilização e triturá-la para obtenção da
graviola em pó.
Os objetivos específicos deste trabalho
foram:
- Determinar os constituintes químicos (da
graviola “in natura” e em forma de pó
- Estabelecer a cinética de congelamento de
uma placa plana de polpa de graviola à
temperatura de -50 °C.
- Realizar análise sensorial do suco de
graviola comparando os sucos feitos com polpa
da fruta in natura e com polpa reconstituída da
fruta em pó.
MATERIAL E MÉTODOS
Este trabalho foi realizado no Laboratório de
Processamentos e Armazenamento de Produtos
Agrícolas do Departamento de Engenharia
Agrícola da Universidade Federal de Campina
Grande – PB.
O produto utilizado foi a graviola a qual
passou por um processo de seleção manual e
visual, com o objetivo de eliminar frutas
estragadas e com estádio de maturação diferente
do desejado. Os critérios utilizados foram:
Estádio de maturação (não muito maduras);
tamanho; cor da casca; ausência de injúrias
provocadas por choques térmicos ou insetos e
textura da fruta.
O material selecionado foi higienizado
mediante lavagem dos frutos em água potável
corrente. O material livre de sujidade foi
despolpado em uma máquina Laboremos. A
polpa obtida foi refinada em tela de malha de
1 mm de diâmetro.
A liofilização foi realizada com o produto
congelado à temperatura de -50°C. Para obter o
congelamento da polpa de graviola, à
temperatura supracitada, foi utilizada uma
câmara criogênica com controle de temperatura
de -50 a -90 °C (Figura 3).
167
uma placa, de espessura 2L, para Fo =  t/L2,
a solução analítica pode ser expressa pela
seguinte equação:


RT   n Exp  n2  F0

(1)
n 1
em que,
RT 

 


0
An 

(2)
2  sen  n
 n  sen  n  cos  n

Fo=  / L2  t
(3)
(4)
em que,
RT = Razão de temperatura, adimensional.
T = Temperatura em cada momento, °C
T = Temperatura do meio de congelamento,
°C
To = Temperatura inicial do produto, °C
Fo = Número de Fourier, adimensional
An = Constante que depende do produto
n = Raiz transcendental
L = Espessura da amostra/2
t = Tempo, segundo
 = Difusividade térmica efetiva, mm2.s -1
Liofilização
A liofilização da polpa de graviola foi
realizada em um equipamento Terroni modelo
LB 1500 (Figura 4), a uma temperatura de 28
o
C e um vácuo parcial de 100 µm Hg.
Figura 3. Câmara criogênica
Cinética de congelamento
Para determinação da cinética de
congelamento, utilizou-se a propria bandeja do
liofilizador na qual foi colocada a polpa de
graviola.até formar uma lâmina de 15 mm. Para
acompanhamento da variação de temperatura
foi colocado um termopar no interior do
produto localizado no centro geométrico da
bandeja ou seja, na espessura de 7,5 mm.
De acordo com Mohsenin (1980) para se
calcular a transferência de calor em regime
transiente, de uma forma que se assemelhe a
Figura 4. Liofilizador modelo LB 1500
168
Analises Químicas
O produto liofilizado foi submetido a
analises química para determinação de ácido
ascórbico, Açúcares totais e redutores, Acidez
total titulável, Determinação dos sólidos
solúveis totais e pH. Essas análises foram feitas
seguindo-se as metodologias propostas pela
AOAC (1997) e Benassi & Antunes (1998) para
vitamina C.
Analise Sensorial
O suco de graviola preparado com a graviola
em pó produzida, foi submetida a análise
sensorial quanto aos aspectos cor, sabor, aroma
e aparência (Morais, 1993).
Os teste foram realizados com dois tipos de
sucos: o primeiro suco foi feito com polpa de
graviola “in natura” e o segundo com polpa de
graviola proveniente da reidratação da graviola
em pó.
Estes sucos foram submetidos à observação
sensorial de uma equipe de 15 provadores,
treinados. As amostras ofertadas para análise
foram devidamente codificadas e oferecidas em
copos plásticos descartáveis com capacidade
para 40 ml.
A avaliação foi realizada por meio de
uma ficha, Figura 5, contendo as escalas
hedônicas para avaliar os atributos de cor,
sabor, aroma e aparência.
ANÁLISE SENSORIAL DO SUCO DE GRAVIOLA
PROVADOR: ________________________
DATA:_____/_____/______
Você está recebendo 2 amostras de suco de graviola. Avalie cada um dos itens
cuidadosamente quanto ao sabor, cor, aparência e aroma, para cada uma das amostras. Utilize as
escalas abaixo para demonstrar o quanto você gostou ou desgostou.
COR
1
2
3
4
Creme + claro
Creme claro
Creme
Creme levemente escuro
Creme escuro
AMOSTRA
ATRIBUTO
312
COR
SABOR
1- Sem sabor da fruta
2- Leve sabor da fruta
3- Gosto da fruta
4- Gosto intenso da fruta
5- Gosto concentrado da fruta
AROMA
1- Sem aroma da fruta
2- Leve aroma da fruta
3- Aroma da fruta
4- Aroma intenso da fruta
5- Aroma concentrado da fruta
APARÊNCIA
1- Desgostei muito
2- Desgostei ligeiramente
3- Indiferente
4- Gostei ligeiramente
5- Gostei muito
123
AMOSTRA
ATRIBUTO
312
123
SABOR
AMOSTRA
ATRIBUTO
312
123
AROMA
AMOSTRA
ATRIBUTO
312
123
APARÊNCIA
Comentários:_______________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
Figura 5- Ficha de avaliação para análise sensorial do suco de graviola para os atributos cor, sabor,
aroma e aparência
Na Tabela 1 encontram-se os valores da
graviola “in natura” e da graviola em pó em que
se observam alterações significativas nos
sólidos solúveis totais (SST), na Relação SST/
Acidez Total e na Vitamina C. Esta constatação
já era prevista uma vez que o produto foi
concentrado devido a eliminação parcial da
água. Observa-se, também, nessa tabela, que a
acidez total foi diminuída, embora não
significativamente, e o pH praticamente não se
alterou. Constatação semelhante foi encontrada
por Medeiros (2004) quando realizou a secagem
por atomização em um spray-drier para a
obtenção do umbu em pó.
Os valores médios encontrados de Sólidos
Solúveis Totais – SST, para o produto “in
natura”, são inferiores aos valores médios
encontrados por Sacramento (2003) que foi de
169
12,18 g/100g para a cultivar Morada e de 13,85
g/100g para a cultivar Lisa. No entanto, esse
valor está dentro dos valores mínimos
encontrados para a cultivar Morada e a cultivar
Comum que foram de 10,0 e 9,76 g/100g,
respectivamente.
Realizando-se uma análise comparativa das
características
químicas
da
graviola,
encontradas por Sacramento (2003), com a
desta pesquisa, verifica-se que os valores de
Açúcares Solúveis Totais - AST (g/100g) e de
Vitamina C, encontram-se abaixo dos valores
obtidos por Sacramento (2003).
Sacramento (2003) obteve valores de
Açúcares Solúveis Totais – AST entre 13,32 a
14,55 g/100g e de Vitamina C entre 35,6 e
38,51 mg/100g. No entanto, neste trabalho, os
valores encontrados foram de 8,2 g/100g para
os Açúcares Solúveis Totais e de 25,3 mg/100g
para a Vitamina C.
Tabela 1 – Graviola em pó liofilizada: Análise química
Constituintes
Sólidos Solúveis Totais - SST (ºBrix )
Acidez total titulável – AT (g/100g)
Açúcares Solúveis Totais - AST (g/100g)
Relação Sólidos soluveis totais e Acidez total SST/AT
Vitamina C, (mg/100g)
pH.
Teor de água (g/100g)
Na Figura 6 encontra-se a curva de
congelamento da polpa de graviola a –50 0C
para uma espessura da camada de 15 mm. A
polpa de graviola por ter 89% de água tem suas
características fortemente influenciadas por este
constituinte químico, assim, na Figura 6 se
constata, uma correspondência da curva de
congelamento da polpa de graviola com a curva
de congelamento da água com relação às três
fases existentes; resfriamento, congelamento e
pós-congelamento. Nessa figura observa-se que
a Fase I, que corresponde ao período de
resfriamento é realizada em aproximadamente
7 minutos indo de uma temperatura de 25 oC
até 0 oC; a Fase II, que corresponde a
cristalização da água contida na polpa de
graviola, é realizada em 19 minutos (entre os 7
e os 26 minutos) e vai de uma temperatura de
aproximadamente 0 oC a –7 oC; a Fase III, que
corresponde a diminuição de temperatura
depois do produto congelado é realizada em 54
minutos. Nesta última fase torna-se necessário
observar que a curva de congelamento não toca
Graviola
Graviola em pó
10,7 b
1,2 a
8,2
8,9 b
25,3 b
4,5 a
89 a
39,4 a
0,85 a
46,3 a
32,6 a
4,7 a
2,1 b
CV(%)
10,63
8,37
9,68
4,82
1,83
2,74
o eixo X, ou seja, não atinge o valor 0 (Zero)
que corresponde a – 50 oC, portanto há que se
considerar que essa Fase é mais longa e seu
termino é estimado, de acordo com a equação
em aproximadamente 135 minutos. O tempo
de 54 minutos, relatado acima, corresponde a
uma razão de temperatura de 0,05 que equivale
a realizar o congelamento da polpa de graviola
até uma temperatura de – 46 oC.
Na Tabela 2, encontram-se os valores da
difusividade térmica efetiva da cinética de
congelamento para a Fase I , Fase II e Fase III.
A difusividade efetiva da Fase II, não é
contabilizada no cálculo da difusividade efetiva
média, pois teoricamente a energia desta fase
seria utilizada para congelar a água existente na
polpa, no entanto o que ocorre é uma mistura
das frações de água congelada e não congelada,
bem como a diminuição do ponto de
congelamento durante o processo. Observa-se
também nessa tabela que a difusividade térmica
na primeira fase foi de 1,0862 x 10-4 mm2.min-1
e na terceira fase de 1,8568 x 10-4 mm2.min-1.
170
Tabela 2 - Valores da difusividade efetiva e difusividade efetiva média da polpa de graviola nas três
fases de congelamento à temperatura de –50 °C
Congelamento da polpa de graviola a –50 °C
L/2
Difusividade
Difusividade
An
n
Fases
(cm)
I
7,5
1,000
térmica efetiva
mm2.min-1
0,010 1,0862 x 10-4
II
7,5
0,842
2,287 9,6412x 10-8
III
7,5
1,000
0,010 1,8568 x 10-4
térmica efetiva
média mm2.mim-1
1,6493 x 10-4
Curva de congelamento da polpa de graviola
o
-50 C
RT - Razão de Temperatura
1,0
0,8
Valores calculados
Valores experimentais
I- RT= J exp((-0,03862*t))
0,6
R = 96,2%
II- RT= J exp((-0,00784*t))
2
2
R = 95,3%
III- RT= J exp((-0,06602*t)) Para
0,4
4
J   n
n 1
2
R = 97,5%
L/2 = 7,5 mm
0,2
II
I
III
0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tempo (minutos)
Figura 6- Cinética de congelamento da polpa de graviola a temperatura de – 50 oC
Na Figura 7, referente à análise sensorial
percebe-se que os valores atribuídos pelos
provadores estão próximos aos valores do
produto “in natura” o que confirma que a
liofilização é um processo que mantém as
características organo-lépticas do produto
“in natura”. Verifica-se que o sabor
praticamente não se altera, pois as médias
atribuídas ao produto “in natura” e ao
produto liofilizado são praticamente iguais,
contudo as médias atribuídas ao produto
liofilizado são um pouco diferentes para a
cor, a aparência e o aroma. Este
acontecimento pode ser explicado pelo fato
de que quando um produto é processado
parte dos aromas é volatilizado e por ação
enzimática o produto é levemente
escurecido dando uma aparência um pouco
diferente da natural, no entanto essas
diferenças não são suficientemente intensas
de modo a apresentar uma diferença
significativa, pois as notas encontram-se
acima ou igual a 4,0 o que equivale a dizer
que o aroma do produto encontra-se entre o
Aroma intenso da fruta e o Aroma
concentrado da fruta; para a cor o produto
171
liofilizado está entre Creme levemente
escuro e Creme escuro e para a Aparência o
produto liofilizado está entre o atributo Gostei
ligeiramente e Gostei muito
Perfil sensorial do suco graviola
Cor
5
4
3
Natural
2
liofilizado
1
0
Sabor
Aparência
Aroma
Figuras 7. Perfil sensorial da graviola reconstituída (graviola em pó com água e sacarose).
CONCLUSÕES
AGRADECIMENTOS
Diante dos resultados é possível concluir
que o processo de liofilização preserva em
grande parte as características originais do
produto “in natura”:
 Para o sabor as médias são iguais para
o produto “in natura” e para o produto
liofilizado recomposto, sendo que o
produto sabor.
 A cor e a aparência da graviola em pó
liofilizada encontram-se, respectivamente próximo do atributo Creme
levemente
escuro
e
Gostei
ligeiramente.
 O aroma da graviola em pó liofilizada
teve uma avaliação superior ao termo
Os
autores
expressam
seus
agradecimentos ao CNPq e a FINEP pelo
auxílio financeiro


Aroma intenso da fruta
No congelamento da polpa de graviola
a – 50 oC, a difusividade térmica
efetiva na fase de resfriamento foi de
1,0862 x 10-4 mm2.min-1 e na fase de
pós-congelamento de 1,8568 x 10-4
mm2.min-1.
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ISSN 1517-8595
173
ARTIGO TÉCNICO
INOVAÇÃO TECNOLÓGICA – O DESEMPENHO DA FIBRA DO ALGODÃO
COLORIDO NO PROCESSO DE FIAÇÃO A ROTOR DE UMA INDÚSTRIA
TÊXTIL
Givanildo Freire1, Sibele Thaise Viana Guimarães Duarte2; Lívia Wanderley Pimental
3
RESUMO
O presente trabalho tem por objetivo realizar uma abordagem sobre inovações tecnológicas e
fazer um estudo comparativo entre as características físicas da fibra do algodão colorido e as
fibras do algodão branco. Para isto foi realizada uma avaliação de desempenho no processo de
fiação a rotor do algodão colorido, face aos promissores investimentos advindos da demanda
por produtos ecologicamente corretos, e a decorrente inovação tecnológica requerida à
industrialização deste produto. Este estudo foi realizado numa grande indústria têxtil, instalada
em Campina Grande-PB, tomando-se como base o processo de fiação utilizado por esta
indústria. Para a fundamentação dos estudos e avaliação dos parâmetros encontrados, utilizou-se
como referencial analítico às teorias trabalhadas e a realidade encontrada na empresa estudada.
Palavras-chave: Inovação tecnológica, indústria têxtil, algodão colorido.
TECHNOLOGICAL INNOVATIONS – THE PERFORMANCE OF THE COTTON
COLORED FIBER IN THE WIRING PROCESS USING ROTOR IN A TEXTILE
INDUSTRY
ABSTRACT
This work has the objective of approaching about technological innovations and to do a
comparative study between the physicals characteristics of the colored cotton fiber and the
white cotton fibers; to accomplish a evaluation of acting at the thread process in colored cotton
rotor, because there are promising investments coming from the demand for correct ecological
products, and there is a current technological innovation required to the industrialization of this
product. This study was done at a big textile industry in Campina Grande-PB. The thread
process used by this industry was taken as a base. The worked theories and the reality found in
the studied company were used as analytical referential for the foundation of the studies and
evaluation of the found parameters. It was concluded that the utilization of the colored cotton, as
a new technology used in the textile company, is viable, there is a good performance of the raw
material and of the thread, but it’s necessary that the raw material has a low percentile of waste,
a medium fiber length and a satisfactory resistance to it becomes real.
Keywords: Technological innovations, textile industry, colored cotton.
INTRODUÇÃO
A inovação tecnológica tem-se tornado
fator
decisivo
para
sobrevivência
e
crescimento de todas as formas de indústrias.
As inovações ocorridas no setor têxtil,
em sua maioria, são advindas diretamente de
seguimentos industriais como a indústria de
bens de capital e a indústria química (Pavitt
citado por Pio et al., 2000).
_______________________
1
Professor Dr. da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) [email protected]
2
Administradora de Empresa – Mestrado em Engenharia de Produção da UFPB [email protected]
3
Bióloga- Estudante do Mestrado em Engenharia Agrícola da UFCG
174
Inovação tecnológica – o desempenho da fibra do algodão colorido no processo de fiação a rotor..... Freire et al.
Segundo Coutinho et al. (1993), as
inovações do setor produtivo têxtil nas últimas
décadas foram intensas, possibilitadas pelo
progresso técnico incorporado aos bens de
capital e pelo desenvolvimento de novas fibras.
O aumento da velocidade de operações
só foi possível pela maior utilização das fibras
químicas e pela melhoria das fibras naturais.
As inovações ocorridas no processo
produtivo atingiram todos os segmentos do
setor têxtil e compreenderam tanto a melhoria
incremental de equipamentos já existentes
quanto à introdução de inovações radicais.
O desenvolvimento e os avanços
tecnológicos da indústria têxtil, incorporam
segmentos de outros complexos industriais
como o agro-industrial (produção de fibras
naturais e artificiais), químico (síntese e
produção de máquinas e equipamentos). O setor
têxtil é considerado de tecnologia tradicional,
tendo em vista sua natureza tecnológica, (Pavitt
citado por pio et al., 2000). Isto pode ser
interpretado como uma área onde o
desenvolvimento tecnológico é incremental,
ocorrendo pouca ou nenhuma inovação radical,
em relação às mudanças de processo de
produção ou produto. Os principais avanços
tecnológicos
estão
concentrados
no
desenvolvimento de novas fibras e máquinas
mais velozes.
Como as empresas do setor têxtil são
receptoras de tecnologia, não possuindo grandes
investimentos de Pesquisa e Desenvolvimento,
elas são classificadas por Pavitt citado por Pio
et al. (2000) como “dominadas por
fornecedores”. Nestas empresas o principal foco
estratégico é o uso da tecnologia para reforçar
outras vantagens competitivas.
Para Coutinho et al (1993), as inovações
técnicas que são incorporadas aos bens de
capital e o desenvolvimento de novas fibras,
fizeram com que os processos têxteis fossem
otimizados intensamente.
As fibras de algodão representam, nos
dias atuais 80% das fibras utilizadas nas fiações
brasileiras. Sessenta e cinco por cento dos fios
utilizados nas tecelagens brasileiras são
compostos de fibras de algodão. Do consumo
total de fibras têxteis no Brasil, 70% é de
algodão.
Por ser plantada a “céu aberto” o algodão
depende de fatores ecológicos e da interferência
de agentes físicos e fisiológicos para que se
desenvolva nas melhores condições, o que na
verdade traz incertezas aos produtores quanto à
confiabilidade da sua qualidade.
Por essa razão, o estudo científico das
características físicas se faz necessário para que
se busque a melhor condição de sua utilização
no processamento industrial têxtil.
Desenvolvimento
Inovação Tecnológica
Segundo Freeman (1997), no mundo da
microeletrônica e da engenharia genética é
desnecessário se trabalhar a importância da
ciência e tecnologia para economia. Porém,
ainda não se pode escapar de seu impacto em
nossas vidas diárias. Pode-se sim, considerá-las
positiva ou negativa, contudo, não se pode
ignorá-las.
Para Freeman (1997), inovação não é
somente importante por aumentar a riqueza de
sensação de nações de prosperidade aumentada,
mas também a sensação mais fundamental de
permitir as pessoas a fazer coisas antes das
quais nunca foram feitas. Não pode significar
mais do mesmo bem somente, mas um padrão
de bens e serviços que não existiam
previamente.
Contudo, inovação não é só crítica para
esses que desejam acelerar ou sustentar a taxa
de crescimento econômico nos próprios e
outros países deles, mas também para esses que
são intimidados por preocupação estreita com a
quantidade de bem e desejam mudar a direção
de avanço econômico, ou se concentrar em
melhorar a qualidade de vida.
Os economistas de sensação mais gerais
sempre reconhecem a importância central de
inovação tecnológica para o progresso
econômico. O modelo de Marx da economia
capitalista designa um papel central à inovação
técnica em bem importantes - "a burguesia não
pode existir sem constantemente revolucionar
os meios de produção".
Ainda
embora,
a
maioria
economistas faça um aceno diferente
relação
à
mudança
tecnológica,
recentemente foram levantados 3 fatores
explicar este paradoxo:
dos
em
até
para
 ignorância da ciência natural e
tecnologia por parte de economistas;
 a preocupação deles com o ciclo de
comércio e emprego;
 e a falta de estatísticas utilizáveis.
O descuido mais recente de invenção e
inovação não só estava presente como eles
também eram vítimas das suas próprias
suposições e compromissos a sistemas
aceitados de pensamento. Estes tenderam a
tratar o fluxo de conhecimento novo, de
invenções e inovações como fora da armação de
modelos econômicos, ou mais estritamente,
umas "variáveis exógenas".
Gestão da tecnologia
Conforme Narayanan (2001), o panorama
geral da dinâmica da mudança tecnológica
possui três fatores principais para a gestão da
tecnologia: Inovação, imitação e adoção; o
papel da tecnologia e fatores de mercado; e a
centralidade da aprendizagem.
A inovação e a imitação referem-se às
organizações que vendem produtos ou serviços.
Para imitar, a organização tenta resolver um
problema sem investir demasiadamente em seus
próprios recursos, ao contrário da difusão, onde
se refere aos consumidores que compram
produtos e serviços.
A mudança tecnológica bem sucedida
envolve não somente descobrir novas soluções
ou adotar inovações aparentemente eficazes,
mas também encontrar um fim para a solução
descoberta no mercado. Desta forma, para ser
bem sucedida, uma organização tem que
controlar dois processos relacionados:
1. Encontrar soluções eficazes para um
problema;
2. Ganhar aceitação
mercado.
da
solução
no
A mudança tecnológica envolve dois
processos relacionados: um ao longo da
dimensão técnica e o outro ao longo da
dimensão de mercado. Os processos pelos quais
as organizações chegaram em soluções
praticáveis de oportunidades técnicas e os
processos pelos quais o mercado aceita a
difusão das soluções como desejos dos clientes.
Desta forma, a difusão e a inovação se
influenciam mutuamente.
Inovação X Invenção
A palavra inovação vem do latim
innovare, que significa "renovar, fazer novo ou
alterar-se".
175
Parafraseando Narayanan (2001), a
invenção é uma combinação nova dos
conhecimentos pré-existentes, visto que a
inovação é um conceito mais sutil. Se uma
empresa produz um bem ou um serviço ou usa
um sistema ou um procedimento que seja novo
a ela, isso será uma inovação. Invenção em
contrapartida, é à parte do processo da
inovação.
A inovação se refere tanto a saída como
ao processo de chegar a uma solução
tecnologicamente praticável a um problema
provocado por uma oportunidade tecnológica
ou por uma necessidade do cliente. Ou seja, o
termo inovação pode ser referido de duas
maneiras: processo e saída.
Invenção se refere ao processo onde os
indivíduos ou as organizações chegam a uma
solução técnica, enquanto a inovação se refere à
saída, quando se tratar de um produto ou
serviço.
Como saídas, todas as
tecnológicas têm três componentes:
inovações

Hardware;

Software;

Um
componente
da
informação
avaliadora consistindo na informação
que é útil para as decisões relacionadas à
adoção da inovação.
Quatro pontos importantes precisam ser
identificados sobre os componentes de uma
inovação:
1. Os componentes formam um sistema;
2. Os componentes de hardware e de
software são intrínsecos à inovação
tecnológica;
3. Embora quase todas as inovações
contenham componentes de hardware e
de software, podem diferenciar nos
termos de qual componente é dominante;
4. O componente de informação avaliadora.
As organizações inovam em resposta às
demandas ambientais ou para oportunamente
moldar o ambiente. Dois fatores ambientais
estimulam freqüentemente a inovação:

Fatores de mercado;

Fatores de input.
176
Além disso, uma organização pode
também se engajar na inovação autônoma
quando tenta moldar o ambiente de acordo com
sua vontade. Assim, uma organização pode
reconhecer uma possibilidade tecnológica,
embora a necessidade do mercado ainda não
reconheça.
Processo da inovação
Segundo Narayanan (2001), pode-se
distinguir dois tipos diferentes de processo da
inovação:
-
Inovações puxadas pelo mercado e
-
Empurradas pela tecnologia
Puxadas pelo mercado são aqueles aonde
os avanços da tecnologia são orientados
primeiramente por uma necessidade específica
do mercado, e secundariamente pelo
desempenho técnico aumentado.
Empurradas pela tecnologia são aquelas
aonde o avanço da tecnologia é orientado
primariamente pelo desempenho técnico
aumentado,
e
secundariamente
pelas
necessidades específicas de mercado.
Pode-se então, fazer três generalizações
sobre as inovações puxadas pelo mercado e
empurradas pela tecnologia:
1. Inovações puxadas pelo mercado
tendem a ocorrer quando os clientes são
tecnologicamente sofisticados e são
também excelentes fontes de idéias
para a inovação;
2. Inovações puxadas pelo mercado
tendem a ocorrer mais freqüentemente
no caso de tecnologias mais velhas,
visto que inovações empurradas pela
tecnologia tendem a ocorrer em
tecnologias novas e emergentes;
3. Inovações puxadas pelo mercado mais
freqüentemente
são
inovações
incrementais porque o mercado
estabelecido
que
informa
as
necessidades baseia suas percepções de
oportunidades
em
tecnologias
conhecidas (NARAYANAN, 2001).
Tipos de saídas da inovação
Para
classificar
uma
empregamos duas dimensões:
inovação
1. O grau em que as tecnologias
específicas de uma inovação partem de
outras mais antigas, ou o que se
denomina
de
componente
de
conhecimento;
2. O grau em que as configurações entre
as tecnologias de uma inovação partem
de outras mais antigas, ou o que se
denomina
de
componente
de
configuração.
Esta classificação conduz a quatro tipos
principais
de
inovação:
incrementais,
modulares, arquiteturais e radicais.
Processo da inovação
Segundo Narayanan (2001), os processos
pelos quais as inovações emergem são
diferentes e variam de acordo com os vários
tipos de inovações. O sucesso tende a girar
sobre as habilidades dos gerentes em escolher
boas alternativas em vez de outras em uma
grande faixa de opções.
O impacto econômico de uma inovação
Os benefícios econômicos da tecnologia
fluem não meramente das inovações radicais e
modulares, mas também das melhorias
incrementais que ocorrem ao longo do
desenvolvimento de uma inovação. Certamente,
uma estimativa sugere que as inovações
incrementais contribuem com quase quatro
quintos das melhorias na produtividade em
nossa economia (Narayanan, 2001).
O papel do gestor no processo da inovação
O papel do gestor muda dependendo do
tipo de inovação que está sendo considerada.
Organizações industriais incentivam as
inovações incrementais que rendem ganhos de
mercado imediatos ou ganhos de produtividade.
As inovações modulares vêm dos laboratórios
centrais de pesquisa nas universidades, nas
agências de governo, etc.
Inovação Tecnológica no Setor Têxtil
O desenvolvimento e avanço tecnológico
da indústria têxtil abrangem outros segmentos
como o agro-industrial, químico e metal. O
setor têxtil é de tecnologia tradicional, onde o
desenvolvimento tecnológico é incremental,
com pouquíssima inovação radical, em relação
a processos de produção ou produto. Os
avanços
concentram-se
mais
no
desenvolvimento de novas fibras e máquinas
velozes.
As tecnologias utilizadas nos setores de
fiação são incorporadas em máquinas e
equipamentos. Observa-se a dependência entre
o setor têxtil e desenvolvimentos dos bens de
capital quando se faz a verificação do
desenvolvimento tecnológico de indústrias ao
longo do tempo. As inovações buscaram
melhoria na produtividade e qualidade, sem
mudanças consideráveis no processo. Observase também que o desenvolvimento tecnológico
deve-se a modificações químicas nas fibras
existentes, criando fibras novas, que podem
substituir o algodão.
A utilização da tecnologia para aumento
da produtividade das máquinas pode ser
observada em alguns indicadores de produção
do setor fiação. Houve aumento na velocidade
das cardas, o que gerou aumento na produção
de filatório. A criação do sistema Open-End,
eliminando etapas no processo de produção, foi
uma das grandes inovações. O setor esta sendo
mais intensivo em capital que em mão de obra.
O aumento da concorrência no setor, fez
com que as empresas buscassem formas para
aumentar sua competitividade, como por
exemplo , adoção de sistemas e máquinas
automatizadas. A automação no setor têxtil
busca a racionalização dos processos através da
economia de insumos (vapor d’água, água
industrial, energia elétrica e etc), a
padronização dos processos – devido à
diminuição dos erros operacionais causados por
sistemas de controle manuais, aumento da
possibilidade de se diversificar a produção,
diminuição do prazo de entrega, melhora da
qualidade do produto e preço justo.
A automação do setor está baseada em
microprocessadores locais e computadores
gerenciais centrais. Dependendo do tipo de
microprocessador e nível de automação, os
processos
podem
ser
completamente
controlados e gerenciados.
No caso particular da empresa estudada,
verifica-se um grande grau de automação,
possuindo toda uma infra-estrutura condizente
com a realidade. As matérias-primas são de boa
qualidade, assim como as utilidades (vapor
d’água e água industrial) passam por todo um
processo de osmose garantindo a qualidade;
todas as tubulações estão em ótimo estado e o
pessoal para operar ou gerenciar os sistemas
têxteis automatizados são bem treinados sendo
qualificados para isso.
A BRS 200 como Inovação Tecnológica
As pesquisas com os algodões de fibra
177
colorida
vêm
sendo
realizadas
pioneiramente no Brasil desde 1984, pelo
CNPA – Centro Nacional de Pesquisa de
Algodão de Campina Grande na Paraíba,
através
do
melhoramento
genético
convencional, por meio do método de seleção
genealógica das plantas.
No ano de 1997 foram avaliadas 87
progênies, 14 novas linhagens e 13 linhagens
avançadas de algodão colorido em duas regiões
da Paraíba (Seridó e Cariri). As linhagens
estudadas apresentam produtividade que
superam a cultivar comercial de algodão
arbóreo (Freire, 1998:06).
As
variáveis
climatológicas
proporcionam a formação e a obtenção de fibra
de excelente qualidade, de valores excepcionais
iguais aos dos melhores algodões do mundo,
como no Peru, Egito e Sudão (Banco Do
Nordeste do Brasil, 1962; Beltrão, 1995;
Santana, 1997).
É nesta região, especialmente na região
fisiográfica do Seridó, que envolve parte dos
Estados da Paraíba e do Rio Grande do Norte,
onde praticamente não se usam agrotóxicos e a
pressão por insetos-praga é pequena, que se
pode cultivar o algodoeiro arbóreo em sistemas
agroecológicos de cultivo totalmente orgânico
(Beltrão, 1995; Freire, 1995).
Apesar das pesquisas terem sido iniciadas
na década de oitenta, só em dezembro de 2000,
ocorreu o lançamento oficial de a primeira
cultivar de algodão de fibra colorida, a cultivar
BRS
200
Marrom,
lançada
pela
EMBRAPA/CNPA, despontando como uma
nova opção de matéria-prima para a manufatura
têxtil.
A fibra do algodão colorido natural
dispensa o uso de corantes artificiais no
acabamento do fio e da malha, constituindo-se
em um produto destinado a consumidores de
consciência ecológica, aproveitando desta
maneira, nichos de mercado que valorizam os
produtos naturais e sem química.
Características da fibra
Segundo Beltrão (2002), a BRS 200
Marrom, trata-se de uma variedade que atende
ás necessidades do produtor, do beneficiador,
das indústrias têxteis e de confecções e satisfaz
o consumidor.
Entre outras vantagens, esta variedade
reduz o consumo de água das grandes indústrias
e o impacto ambiental gerado pelo tingimento
artificial, operação que representa 30% dos
custos finais de fabricação dos tecidos. A fibra
178
colorida apresenta características físicas ideais
para as fiações modernas do tipo open-end,
obtendo-se malha de toque agradável. Entre as
variedades coloridas existe atualmente no
mundo (concentradas em países como Peru,
EUA e Israel), o BRS 200 Marrons tem
características únicas e vantajosas, como o ciclo
de quatro anos e melhor qualidade da fibra.
devidamente ajustada e calibrada, obtendo-se
250kg de pluma tipo comercial 4, considerado
algodão de ótima qualidade, cuja fibra,
analisada nos equipamentos HVI e Afis,
mostrou-se
de
comprimento
comercial
uniforme, fina e de boa resistência. O processo
industrial para a obtenção do fio foi realizado
pela empresa Wentex, pertencente ao grupo
Coteminas - CG. Os equipamentos (máquinas)
utilizados no processo produtivo foram:
Testes com fiação a rotor demonstraram que a
fibra resiste até 120 mil r.p.m.

Conforme Beltrão (2002), ainda falta ordenar a
cadeia produtiva e verticalizar a cultura para
alcançar garantia de produção e diferencial de
preço. Além disso, é preciso transferir
tecnologia,
qualificando
o
cotonicultor
nordestino.


Linha de Abertura e Cardas de alta
produção (100 kg/h);
Passadores de fita de alta velocidade
(800m/m) de tecnologia alemã e
fabricação italiana;
Filatórios Open-end de alta velocidade
(150.000 rpm) de fabricação alemã.
Importância industrial da fibra
A seguir são apresentados quadros
comparativos das características das fibras de
algodão de cor branca e marrom, plantados na
região Centro-oeste e Nordeste respectivamente.
Conforme Santana et al (2000), algodão
de fibra colorida (marrom) foi produzido no ano
de 1998. Após a colheita, o algodão em rama
foi beneficiado em máquina de rolo
Tabela 1 - Comparativo de Características das Fibras de Algodão no Afis
Origem
A
F Goiás
I Mato
S Grosso
Paraíba
COR
L(N)
SFC
(w)
UQL
(W)
Dust/g Trash/g %VFM Neps L5%
Fine
Mex
IFC Mt.
Branco
22,3
5,0
31,5
504
107
2,31
237
35,5
158
5,8
0,92
Branco
25,0
4,3
30,9
677
219
6,01
311
41,3
154
4,8
0,95
Marrom 22,1
5,6
31,7
418
60
1,71
176
36,2
155
6,1
0,91
Fonte: SATANA et al 2000
onde: L(n) = Comprimento das fibras em mm
Dust/g = partículas de poeira por gramas de fibras
Neps = Emaranhados de fibras
SFC (w) = Conteúdo de fibras curtas/ peso
Trash/g = Partículas de cascas por grama de fibra
L5% = Comprimento de 5% de fibras longas
UQL (w) = Comprimento de 25% das fibras longas
VFM = Tudo que não é fibra presente na amostra de algodão (casca, pó)
IFC% = Conteúdo de fibras imaturas
Mt. = Maturidade das fibras
179
Tabela 2 - Comparativo de Características das Fibras de Algodão no HVI
H
V
I
9
0
0
A
Origem COR
SL
% Unif Resist. Mic. C.S.P Comerc. Rd
2,5%
+b
% Inp. % Fib. Tipo
Goiás
Branco
28,78 83,1
27,8
3,8
2200
32/34
73,70 8,1
3,50
96,50
6/0
Mato
Grosso
Branco
28,96 83,3
26,3
3,9
2129
32/34
72,10 8,6
5,70
94,30
6/0
Paraíba Marrom 28,00 81,0
27,5
3,5
2127
30/32
49,40 17,8 1,50
98,50
4/5
Fonte: SANTANA et al 2000
Onde: SL2,5% = Comprimento em mm
Comerc. = Algodão comercializado
Unif. = Uniformidade
Rd = Grau de Reflexão
Resist. = Resistência g/tex
+b = Grau de amarelamento
Mic. = Micronaire
% Imp. = Impurezas
CSP = Índice de Fiabilidade
% Fib. = Fibras
Conforme estudo realizado nos
aparelhos de análises físicas da fibra (Afis e
HVI), mostrados na Tabela 1 e 2, pode-se
concluir que as características de qualidade do
algodão de fibra colorida estão no mesmo nível
de qualidade do algodão branco (normal)
plantado na região Centro-Oeste do Brasil
Tabela 3 - Avaliação de Desempenho na Fiação – Fio 23/1 100% Marrom -Comparação de Rotação
do Rotor
Produtividade
RPM
Kg/ Máq/ Dia
% Efic. Máq
Rupturas/ 1.000Rh
Cortes/ 1.000Rh
% Efic. Carro
Alg. Normal Alg. Color Alg. Normal Alg. Color Alg. Normal Alg. Color Alg. Normal Alg. Color Alg. Normal Alg. Color
90.000
970
1.041
93,12
98,00
132
109
66
51
94,23
98,00
93.000
1.010
1.105
91,23
96,30
155
127
71
49
93,12
96,30
96.000
1.112
1.201
90,56
95,12
228
177
78
46
93,00
96,11
99.000
1.169
1.278
89,00
95,01
318
227
98
66
91,28
95,32
102.000
1.200
1.298
88,45
94,00
320
259
124
98
90,00
93,56
105.000
1.258
1.345
88,12
93,86
439
315
165
114
88,12
93,24
Média
1.119,83
1.211,33
90,08
95,38
265
202
100
71
91,63
95,42
Fonte: Santana et al 2000
Algumas considerações:
O objetivo de utilizar diferentes rotações
por minuto (RPM), foi o de comparar o
comportamento do fio no tocante a
produtividade de ruptura por eficiência, como
também o comportamento de tenacidade e
alongamento com rotações mais altas.
No tocante a ruptura, faz-se necessário
dizer que esta se diferencia do corte uma vez
que a ruptura é uma quebra natural causada por
impurezas ou defeitos mecânicos e o corte é um
defeito cortado pelo purgador eletrônico.
As eficiências especificadas na tabela
acima são dados fornecidos pela própria
máquina.
Comentários Finais
A utilização do algodão colorido como
inovação tecnológica utilizada na indústria
têxtil, é viável, tendo-se um bom desempenho
180
da matéria-prima e do fio, todavia, para que isso
se concretize faz-se necessário que a matériaprima tenha um baixo percentual de
desperdício, um comprimento de fibra médio e
uma resistência satisfatória.
As imperfeições do fio têm que estar
dentro dos limites preestabelecidos para não
comprometer a aparência do tecido, conforme
aponta Carneiro (2001), estando sua resistência
e alongamento dentro de padrões exigidos para
o bom andamento no processo de tecelagem, ou
seja, o processo posterior ao de fiação.
Como pode ser observado, as fibras do
algodão colorido reúnem valores as suas
características físicas que são considerados
ideais pela indústria têxtil, tanto para
confecções de fios, quanto para ser processada
em qualquer tipo de tecnologia de fiação,
principalmente aquelas a rotor open-end.
Segundo Carneiro (2001), pode-se
também manufaturar com algodão colorido
qualquer artigo têxtil, desde artesanato até
confecções de malhas e tecidos planos.
Andrade, José Edilson de Oliveira. Tecnologia
de fiação e tecelagem do algodão colorido.
Palestra realizada no auditório da Fiep em
Dezembro de 2002.
Andrade, José Edilson de Oliveira. Influências
das Características Físicas no Processo de
Fiação. Palestra realizada na Indústria
Coteminas em Julho de 2001.
Banco do Nordeste do Brasil (Fortaleza/CE). O
que é o algodão melhorado. Fortaleza: BNB
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Silva, A.L.G., Capistrano, M.C., Possas,
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Santana, J. F. De; Freire, E. C. ; Andrade,
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EMBRAPA – CNPA, 1997. 6p.
(Pesquisa em andamento, 68).
ISSN 1517-8595
181
REVIEW
ESTUDO DA REOLOGIA DE POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA
DE ALIMENTOS
Juliana Tófano de Campos Leite Toneli1, Fernanda Elisabeth Xidieh Murr2, Kil Jin Park3
RESUMO
O estilo de vida atual da população está provocando uma crescente demanda por alimentos que
sejam, simultaneamente, práticos, saborosos e saudáveis. Os consumidores desejam consumir
alimentos que tragam benefícios à sua saúde, porém, não querem abrir mão das qualidades
sensoriais encontradas em alimentos ricos em gorduras. Esses fatores estão causando um grande
aumento no consumo de polissacarídeos, pois são ingredientes capazes de aumentar a
viscosidade das soluções ou induzir à formação de sistemas com características similares às
apresentadas pelos géis, controlando a estrutura e a textura de alimentos. Em busca de aprimorar
a qualidade dos produtos alimentícios e reduzir os custos de produção, inúmeras pesquisas têm
sido realizadas sobre os polissacarídeos que podem ser utilizados na produção de alimentos,
relacionando suas propriedades físicas e químicas com o seu comportamento, quando utilizado
em formulações sob diferentes condições. Dentre as propriedades dos polissacarídeos, o
comportamento reológico é de fundamental importância no projeto, na avaliação e na
modelagem de processos. Além disso, as propriedades reológicas também são indicadores da
qualidade do produto. Esse trabalho tem por objetivo ressaltar a importância do conhecimento
das propriedades reológicas dos polissacarídeos, face à grande variedade de produtos passíveis
de aplicação na indústria de alimentos e à riqueza das pesquisas desenvolvidas na área.
Palavras-chave: viscosidade, curvas de escoamento, gomas, amido, inulina.
ESTUDO DA REOLOGIA DE POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE
ALIMENTOS
ABSTRACT
The population’s current life style is causing an increasing demand for foods that are,
simultaneously, practical, flavorful and healthful. The consumers desire to eat foods that bring
benefits to its health; however, they don’t want to open hand of the sensorial attributes found in
foods that are rich in fat. These factors are causing a great increase in the consumption of
polysaccharides; therefore they are ingredients able to increase the viscosity of the solutions or
to induce the formation of systems with gel like characteristics, controlling the structure and the
texture of foodstuffs. With the objective of to improve the quality of food products and to
reduce the production costs, innumerable research has been carried through on the
polysaccharides that can be used in the food production, relating its physical and chemical
properties with its behavior, when used in formulations under different conditions. Amongst the
properties of the polysaccharides, the rheological behavior is of main importance in project,
evaluation and modeling of processes. Moreover, the rheological properties are indicators of
product quality. This work has the objective of to stand out the importance of the knowledge of
polysaccharides rheological properties, face to the great variety of products that can be applied
in the food industry and to the richness of the research developed in the area.
Keywords: viscosity, flow curves, gums, starch, inulin.
_____________________
1
Departamento de Engenharia de Alimentos. Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, P.O. Box 6121,
13083-970, Campinas, SP, Brasil. E-mail: [email protected]
2
Departamento de Engenharia de Alimentos. Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, P.O. Box 6121,
13083-970, Campinas, SP, Brasil. E-mail: [email protected]
3
Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, P.O. Box 6011, 13084-971, Campinas, SP, Brasil. E-mail:
[email protected]
182
Estudo da reologia de polissacarídeos utilizados na indústria de alimentos
INTRODUÇÃO À REOLOGIA
Eugene C. Bingham foi o primeiro a
utilizar a palavra reologia ao definir que “tudo
escoa” (Steffe, 1996). Hoje, a Reologia pode ser
vista como a ciência da deformação e do
escoamento da matéria, ou seja, é o estudo da
maneira segundo a qual os materiais respondem
à aplicação de uma determinada tensão ou
deformação.
Todos os materiais possuem propriedades
reológicas, de modo que a reologia é uma
ciência que pode ser aplicada em diversas áreas
de estudo. O estudo das propriedades reológicas
dos alimentos, segundo Rao (1977, 1986), é
essencial para várias aplicações que incluem
desde os projetos e avaliação de processos até o
controle de qualidade, a correlação com a
avaliação sensorial e a compreensão da
estrutura de materiais.
Steffe (1996) sugere que a reologia é a
ciência dos materiais em alimentos. De acordo
com o autor, podem-se destacar diversas áreas
na indústria de alimentos nas quais o
conhecimento dos dados reológicos é essencial:
a) Cálculos em engenharia de processos,
envolvendo
grande
variedade
de
equipamentos,
tais
como
bombas,
tubulações,
extrusores,
misturadores,
trocadores de calor, dentre outros.
b) Determinação da funcionalidade de
ingredientes no desenvolvimento de
produtos.
c) Controle intermediário ou final da
qualidade de produtos.
d) Testes de tempo de prateleira.
e) Avaliação da textura de alimentos e
correlação com testes sensoriais.
f) Análise de equações reológicas de estado
ou de equações constitutivas.
A Reologia Clássica começa com a
consideração de dois materiais ideais: o sólido
elástico e o líquido viscoso. O sólido elástico é
um material com forma definida que, quando
deformado por uma força externa dentro de
certos limites, irá retornar à sua forma e
dimensões originais após a remoção dessa
força. O líquido viscoso não tem forma definida
e irá escoar irreversivelmente com a aplicação
de uma força externa (Stanley, et al., 1996).
Na reologia de sólidos, a propriedade
de maior interesse é a elasticidade ao passo que,
em líquidos, a viscosidade é a propriedade mais
importante. A viscosidade de um material pode
ser definida como a propriedade física dos
Toneli et al.
fluidos que caracteriza a sua resistência ao
escoamento (park & leite, 2001).
Reologia dos sólidos
Quando uma força é aplicada a um
material sólido e a curva resultante de tensão
versus deformação é uma linha reta, passando
pela origem, diz-se que o sólido é ideal ou
hookeano. Materiais hookeanos não escoam e
são linearmente elásticos. A tensão permanece
constante até que a deformação seja removida e,
uma vez que isso ocorra, o material retorna à
sua forma original. A Lei de Hooke pode ser
utilizada para descrever o comportamento de
muitos sólidos quando submetidos a pequenas
deformações, tipicamente inferiores a 1%.
Grandes deformações normalmente produzem a
ruptura do material ou um comportamento nãolinear.
O comportamento de um sólido
hookeano pode ser investigado através de
ensaios de compressão uniaxial de uma amostra
cilíndrica. Se o material é comprimido de uma
forma tal que ele experimente uma mudança no
comprimento inicial (ho) e no diâmetro (do), a
tensão () e a deformação (c) normais podem
ser calculadas segundo a Equação (1) (Steefe,
1996).
F
F
;
  2
A d o
4
(1)
C 
h
ho
onde:
F = força de compressão uniaxial [N]; A = área
de
contato
inicial
[m2];
h = variação na altura da amostra [m]
Essas informações podem ser utilizadas
para a determinação do módulo de Young (E),
de acordo com a Equação (2), ou,
analogamente, do módulo cisalhante (G),
quando a tensão aplicada for de cisalhamento.
E

c
(2)
De acordo com Steefe (1996), quando
grandes deformações são aplicadas, a
deformação de Hencky (H) deve ser utilizada
para calcular a deformação e o termo referente à
área, necessário para o cálculo da tensão,
deverá ser ajustado para as variações no raio,
provocadas pela compressão, como mostra a
Equação (3).

F
(3)
 R0  R 2
Onde R0 é o raio inicial do material, R é a
variação na medida do raio, provocada pela
aplicação da tensão.
Reologia dos fluidos
O estudo da deformação em fluidos
pode ser realizado submentendo-os a uma
deformação contínua, a uma taxa constante.
Essa condição pode ser idealizada com a
utilização de duas placas paralelas com o fluido
colocado no espaço entre elas (gap), como
mostra a Figura 1. O prato inferior é fixo (u =
0) e o superior se move a uma velocidade
constante (u), gerando um perfil de velocidades
ao longo do fluido que, por sua vez, é igual à
taxa de deformação (  ).
Área
Força
u
u=0
x2
x1
Fonte: Adaptado de Steefe (1996)
Figura 1 – Perfil de velocidade entre placas
paralelas
O escoamento de cisalhamento simples
também pode ser chamado de escoamento
viscométrico. Ele inclui o escoamento axial em
uma tubulação, o escoamento rotacional entre
cilindros concêntricos, o escoamento rotacional
entre cone e placa e o escoamanto rotacional
entre placas paralelas.
De uma maneira geral, é possível
classificar o comportamento reológico dos
materiais através de dois extremos idealizados:
sólidos perfeitos (hookeanos) e fluidos perfeitos
(newtonianos). Enquanto os sólidos ideais se
deformam elasticamente e a energia de
deformação é completamente recuperada
quando cessa o estado de tensão, fluidos ideais
Toneli et al.
183
escoam, ou seja, se deformam de forma
irreversível e a energia de deformação é
dissipada na forma de calor. Dessa maneira, em
fluidos, a energia de deformação não é
recuperada após o alívio da tensão (Pasquel,
1999).
Quando sólidos ideais são deformados,
a tensão gerada pela resistência à deformação é
diretamente proporcional à magnitude da
deformação, mas é independente da taxa em
que ela é aplicada. No outro extremo, a
resistência de um fluido newtoniano para o
movimento imposto é diretamente proporcional
à taxa de movimento, mas é independente da
magnitude da deformação (isto é, o fluxo
continua indefinidamente enquanto a tensão é
mantida) (Pasquel, 1999).
Quando fluidos newtonianos são
deformados, a tensão de cisalhamento gerada é
diretamente proporcional à taxa de deformação.
A resistência que o fluido oferece ao
escoamento é caracterizada como a sua
viscosidade newtoniana (), como mostra a
Equação (4). Os fluidos newtonianos, por
definição, possuem uma relação estritamente
linear entre tensão de cisalhamento e taxa de
deformação, com a linha passando pela origem
(Steefe, 1996).
  
(4)
onde:  = Tensão de cisalhamento (Pa);  =
Viscosidade Newtoniana (Pa.s) e  = Taxa de
deformação (s-1).
Não existem, naturalmente, fluidos
perfeitos, ou ideais (sem viscosidade), mas
somente fluidos cujo comportamento se
aproxima do newtoniano, como é o caso de
líquidos puros, soluções verdadeiras diluídas e
poucos sistemas coloidais. Todos os fluidos
cujo comportamento não pode ser descrito pela
Equação (5) podem ser chamados de nãonewtonianos. O coeficiente de viscosidade (
para esses fluidos não newtonianaosé chamado
de viscosidade aparente (.
Define-se a viscosidade aparente ()
como a viscosidade dependente da taxa de
deformação  (s-1), de acordo com a Equação
(4), onde (Pa) é a tensão de cisalhamento.
    
(5)
A Figura 2 apresenta uma classificação
geral do comportamento reológico de fluidos:
184
Toneli et al.
Fluidos
Newtonianos
não-newtonianos
Inelásticos
Independentes do tempo
Pseudoplástico
Viscoelásticos
Dependentes do tempo
Tixotrópico
Reopéctico
Dilatante
Plásticos de Bingham
Herschel-Bulkley
Outros
Figura 2 – Classificação do comportamento reológico de fluidos
Fluidos não-newtonianos viscoelásticos
podem ser descritos como aqueles que
apresentam, simultaneamente, propriedades de
fluidos (viscosas) e de sólidos (elásticas), sendo
que as propriedades viscosas podem ser nãonewtonianas e dependentes do tempo. As
propriedades
elásticas,
por
sua
vez,
manifestam-se através da presença de tensões
perpendiculares à direção de cisalhamento com
magnitude diferente daquelas apresentadas
pelas tensões paralelas à direção de
cisalhamento (Torrest, 1982). Segundo Steffe
(1996), manifestações dessa natureza podem ser
muito fortes e criar problemas durante o
processamento de alimentos. Porém, em muitos
alimentos fluidos o comportamento elástico é
pequeno ou pode ser desprezado, fazendo com
que a função viscosidade torne-se a principal
área de interesse.
Fluidos não-newtonianos inelásticos são
todos aqueles que, de alguma maneira, não se
comportam de acordo com a relação descrita
pela Equação (4) quando são submetidos a uma
deformação. Eles podem ainda ser classificados
como dependentes ou independentes do tempo.
Fluidos
com comportamento
reológico
independente do tempo, sob condições de
temperatura
e
composição
constantes,
apresentam viscosidade aparente dependente
somente da taxa de deformação ou da tensão de
cisalhamento. Para o caso de fluidos com
comportamento dependente do tempo, a
viscosidade aparente também depende da
duração dessa taxa de deformação (Rao, 1977 e
Rao, 1986).
Fluidos não-newtonianos com comportamento reológico independente do tempo
Uma das possíveis características de
fluidos não-newtonianos é a existência de uma
tensão residual (o) que, segundo Steffe (1996)
é uma tensão finita necessária para que o fluido
comece a escoar. Quando submetido a tensões
inferiores a o, o material comporta-se como
um sólido, ou seja, armazena energia sob
pequenas deformações e não se nivela sob a
ação da gravidade, de maneira a formar uma
superfície lisa. De acordo com Steffe (1996), a
tensão residual é um conceito prático e muito
importante na determinação das condições de
processo e na análise de qualidade de produtos
como manteiga e iogurte, porém, trata-se de um
conceito idealizado.
Vários estudos têm sido desenvolvidos
acerca do conceito de tensão residual, sendo
que alguns questionam a sua existência, ao
passo que outros desenvolvem métodos
precisos para determiná-la corretamente. Barnes
& Walters (1985) desafiaram a existência da
tensão residual ao afirmarem que tudo escoa,
dado tempo suficiente ou utilizando-se
equipamentos com alta sensibilidade. Segundo
Barnes (1999), com o passar do tempo e com o
aumento da sensibilidade dos equipamentos,
tornou-se claro que, apesar de haver uma
pequena faixa de tensão através da qual as
propriedades mecânicas dos materiais sofrem
alterações dramáticas (uma tensão residual
aparente), esses materiais sempre apresentaram
uma deformação lenta, porém contínua, quando
tensionados sob valores inferiores a o,
mostrando uma resposta elástica linear à tensão
aplicada.
Existem dois tipos de tensão residual:
estática e dinâmica. A tensão residual estática é
aquela medida em uma amostra que ainda não
sofreu qualquer tipo de deformação, ou seja,
que se encontra completamente não-perturbada
e estruturada. A tensão residual dinâmica é
medida em uma amostra completamente
desestruturada e geralmente é determinada por
extrapolação de uma curva de escoamento de
Toneli et al.
185
equilíbrio. Em geral, a tensão residual estática é
significativamente maior do que a dinâmica, a
menos que o material recupere a sua estrutura
dentro de um curto período de tempo, o que é
incomum em alimentos (Steffe, 1996).
Fluidos não-newtonianos podem ainda
ser classificados de acordo com a maneira com
que a viscosidade aparente varia com a taxa de
deformação, ou seja, se ela aumenta ou diminui
com o aumento da taxa de deformação.
A Figura 3 ilustra os diferentes tipos de
comportamento reológico para fluidos nãonewtonianos independentes do tempo.
Figura 3 – Reogramas típicos de vários tipos de fluidos com comportamento reológico independente
do tempo
Plásticos de Bingham: caracterizam-se por
apresentarem uma tensão inicial ou residual, a
partir da qual o fluido apresenta uma relação
linear entre tensão de cisalhamento e taxa de
deformação.
Fluidos pseudoplásticos: caracterizam-se pela
diminuição na viscosidade aparente com o
aumento da taxa de deformação. Geralmente,
começam a escoar sob a ação de tensões de
cisalhamento infinitesimais, não havendo a
presença de uma tensão residual. No entanto,
alguns fluidos podem apresentar uma tensão
inicial, a partir da qual o comportamento
reológico passa a ser semelhante ao dos
pseudoplásticos.
Fluidos Dilatantes: caracterizam-se por
apresentar um aumento na viscosidade aparente
com o aumento da taxa de deformação.
Analogamente ao mencionado para os
pseudoplásticos, em alguns casos é possível
observar a presença de uma tensão residual, a
partir da qual o fluido começa a escoar,
apresentando comportamento análogo ao dos
fluidos dilatantes.
Os pseudoplásticos representam a maior
parte dos fluidos que apresenta comportamento
não-newtoniano. De acordo com Vidal-Bezerra
(2000), esse comportamento pode ser explicado
pela modificação da estrutura de cadeias longas
de moléculas com o aumento do gradiente de
velocidade. Essas cadeias tendem a se alinhar
paralelamente às linhas de corrente, diminuindo
a resistência ao escoamento. Os produtos que se
comportam como fluidos pseudoplásticos
tendem a apresentar um comportamento
newtoniano quando submetidos a grandes
gradientes de velocidade, provocado pelo total
186
alinhamento molecular. Por outro lado, sob
baixas taxas de deformação, a distribuição
completamente casual das partículas também
induz a esse tipo de comportamento.
Os fluidos pseudoplásticos, durante o
escoamento, podem apresentar três regiões
distintas: região de baixas taxas de deformação,
região de taxas de deformação médias e região
de altas taxas de deformação, como mostra a
Figura 4. Na região newtoniana de baixas taxas
de deformação, a viscosidade aparente (o),
chamada de viscosidade limitante à taxa de
deformação zero, não varia com a taxa de
deformação aplicada. Na região de taxas de
deformação médias, a viscosidade aparente ()
diminui com o aumento da taxa de deformação
(comportamento pseudoplástico) e, na região de
altas taxas de deformação, a viscosidade
aparente () volta a ficar constante e é
chamada de viscosidade limitante a taxas de
deformação infinitas. Segundo Steffe (1996), a
região de taxas de deformação médias é a mais
importante para a consideração de da
performance
de
equipamentos
para
processamento de alimentos, sendo que a região
newtoniana de baixas taxas de deformação pode
ser importante em problemas que envolvam
baixas deformações, como é o caso de
sedimentação de partículas em fluidos.
Toneli et al.
de um fluido é a observação da chamada curva
de histerese.
Para que seja possível verificar se o
fluido apresenta ou não viscosidade aparente
dependente do tempo, deve ser realizado um
estudo reológico onde a substância em análise
deve ser submetida a um aumento na variação
de tensão (ida) e, quando essa atingir um valor
máximo, ser reduzida até retornar ao valor
inicial (volta). Se a substância não apresenta
comportamento reológico dependente do
tempo, as curvas de tensão versus taxa de
deformação obtidas (ida e volta) devem ser
coincidentes. Entretanto, se a viscosidade
aparente muda com o tempo, as curvas de ida e
volta não seguem o mesmo caminho, formando
uma histerese.
As curvas típicas de tensão versus taxa de
deformação dos fluidos que apresentam
comportamento reológico dependente do tempo
podem ser observadas na Figura 5.
Figura 5 – Reogramas típicos de vários tipos
de fluidos com comportamento reológico
dependente do tempo
Figura 4 – Reograma idealizado para um fluido
pseudoplástico (Adaptado de Steffe, 1996)
Fluidos não-newtonianos com comportamento reológico dependente do tempo
A dependência do tempo em fluidos nãonewtonianos é observada com certa freqüência.
Como se poderia esperar, o tempo, variável
adicional, condiciona a análise. Um indício do
comportamento reológico dependente do tempo
Fluidos Tixotrópicos: caracterizam-se por
apresentar um decréscimo na viscosidade
aparente com o tempo de aplicação da tensão.
No entanto, após o repouso, tendem a retornar à
condição
inicial
de
viscosidade.
O
comportamento tixotrópico é encontrado em
produtos como tinta, catchup, pastas de frutas,
etc.
Fluidos Reopéticos: caracterizam-se por
apresentar um acréscimo na viscosidade
aparente com o aumento da taxa de deformação.
Assim como os fluidos tixotrópicos, após o
repouso, o fluido tende a retornar ao seu
comportamento reológico inicial.
Podem-se citar como exemplos de fluidos
reopécticos as suspensões de amido e de
bentonita, além de alguns tipos de sóis. No
entanto, esse tipo de comportamento não é
muito comum em alimentos.
Modelos reológicos
A descrição do comportamento reológico
dos materiais é feita através de modelos que
relacionam como a tensão de cisalhamento
varia com a taxa de deformação.
Dentre
os
modelos
matemáticos
existentes, alguns dos mais aplicados para
sistemas de alimentos são: Ostwald-De-Waelle
(Lei da Potência), Plástico de Bingham,
Herschel-Bulkley e Casson.
Modelo de
Potência):
Ostwald-de
Waele
(Lei
da
A Equação (6) representa a chamada Lei
da Potência, onde K é o coeficiente de
consistência e n é o índice de comportamento.
Para n = 1, essa equação se reduz à lei da
viscosidade de Newton com K = . Assim, o
desvio de “n” da unidade indica o grau de
desvio do comportamento newtoniano, sendo
que, se n < 1 o comportamento é pseudoplástico
e, se n > 1, dilatante.
  K n
(6)
Modelo de Herschel-Bulkley
:
Esse modelo é uma forma modificada do
modelo proposto por Ostwald-De-Waelle,
conforme ilustra a Equação (7). Como é
possível observar, esse modelo difere da Lei da
Potência apenas pela existência da uma tensão
residual (o), ou seja, uma vez que a tensão
aplicada ao fluido ultrapasse o valor da tensão
residual, o material passa a se comportar de
acordo com o modelo da Lei da Potência.
   0  K 
n
Toneli et al.
187
Modelo de Bingham
A
Equação
(8)
representa
o
comportamento apresentado pelos fluidos
classificados como Plásticos de Bingham, onde
pl é a viscosidade plástica. Assim como os
materiais que seguem o Modelo de HerschelBulkley, os Plásticos de Bingham caracterizamse por apresentarem uma tensão residual,
abaixo da qual comportam-se como sólidos.
Para tensões superiores à tensão residual, no
entanto,
os
fluidos
apresentam
um
comportamento newtoniano. Isso equivale a
apresentarem um comportamento de HerschelBulkley com K = pl.
    pl   0
  0
se
se

  0
 0
(8)
Modelo de Casson:
Casson (1959) elaborou esse modelo para
uma suspensão de partículas interagindo num
meio
newtoniano,
obtendo
expressão
matemática correspondente à Equação (9).
 1/ 2   0  K 1/ 2
(9)
Esse modelo tem sido adotado como
método
oficial
para
interpretar
o
comportamento
do
chocolate
pelo
“International Office of Cocoa and Chocolate”
(Rao & Rizvi, 1986).
Há diversos fatores que influenciam no
momento da escolha do modelo reológico que
será utilizado para descrever o comportamento
de escoamento de um fluido em particular.
Muitos modelos, além dos já descritos, são
utilizados para representar o comportamento de
fluidos não-newtonianos, sendo que alguns
deles podem ser visualizados no Quadro 1.
(7)
188
Toneli et al.
Quadro 1 – Modelos reológicos para descrever o comportamento de fluidos não-newtonianos
independentes do tempo (Adaptado de Steefe, 1996)
Modelo
Casson
Modificado
Equação
 K1
Ellis
  K1  K 2 ( )
n1
Herschel-Bulkley
generalizado
 n   0n  K1 n
Vocadlo
  ( 0 n  K1 ) n
(13)
Série de
potências
  K1  K 2 ( ) 3  K 3 ( ) 5  ...
(14)
Carreau
Cross
Van Wazer
Powell-Eyring
ReinerPhilippoff


Equação Número
n1
0,5
1
0,5
0
1
(10)
(11)
(12)
2
1
1
1
      0     1  K1 2 
   
     0 n
1 K1 
 0    

 
1  K1   K 2 n 
( n 1)
1
 1 
 sinh 1 K 3 
 K2 
  K1  









0


    
2





1 


 K1  

2
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
K1, K2, K3 e n1, n2 são constantes arbitrárias e expoentes, respectivamente, determinados a partir dos dados
experimentais
Os modelos matemáticos podem também
relacionar as propriedades reológicas de um
fluido com grandezas práticas como
concentração,
temperatura,
índice
de
maturação, etc. Esse conhecimento é
indispensável no controle de qualidade, no
controle intermediário em linhas de produção,
no projeto e dimensionamento dos processos.
Nesses casos, as equações que relacionam a
viscosidade do material a essas grandezas
podem assumir muitas formas e não há um
único modelo que seja aplicável a todas as
situações.
Para fluidos não-newtonianos,
os modelos existentes são todos empíricos e
representam o ajuste mais conveniente do
reograma correspondente ao produto analisado
(Branco, 1995; Steffe, 1996).
A influência da temperatura sobre a
viscosidade de fluidos newtonianos pode ser
expressa segundo a equação de Arrhenius,
envolvendo a temperatura absoluta (T), a
constante universal dos gases (R) e a energia de
ativação para a viscosidade (Ea), como mostra a
Equação (20).
 Ea 

 RT 
  f T   A exp
(20)
Os valores de Ea e da constante A são
determinados a partir dos dados experimentais.
Valores elevados de energia de ativação
indicam uma mudança mais rápida da
viscosidade com a temperatura.
Os efeitos da temperatura e da
concentração sobre a viscosidade aparente, sob
uma taxa de deformação constante, podem ser
combinados através de uma relação simples,
como mostra a Equação (21) (Vitali & Rao,
1984; Castaldo et al., 1990 citados por Steffe,
1996).
 Ea  B
C
 RT 
  f T , C   K T ,C exp
( 21)
As três constantes (KT,C, Ea, B) devem ser
determinadas a partir de dados experimentais.
Steffe (1996) apresenta uma série de
outros modelos que podem predizer o
comportamento da viscosidade de um fluido
com a temperatura, com a concentração ou com
a umidade.
POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA
INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Polissacarídeos são biopolímeros muito
versáteis que podem ser encontrados na
natureza sob as mais diversas formas,
exercendo diferentes funções. Muitas vezes,
podem ser extraídos das raízes, dos tubérculos,
dos caules e das sementes de produtos vegetais,
nos quais atuam como reserva de energia –
como é o caso do amido, da inulina e dos
galactomananos. Outras vezes, podem ser
encontrados na estrutura celular de tecidos
vegetais, onde contribuem para a integridade
estrutural e para a força mecânica, formando
redes hidratadas tridimensionais – como é o
caso das pectinas, em plantas terrestres, e das
carragenanas, agar e alginato, em plantas
marinhas (Lapasin & Pricl, 1999).
Segundo Lapasin & Pricl (1999), os
polímeros de carboidratos possuem grande
aplicabilidade na indústria de alimentos.
Algumas vezes, estão presentes por razões
tecnológicas, como auxiliares no processo, para
estabilizar emulsões e suspensões ou para
fornecer a estrutura física necessária para o
empacotamento e distribuição. No entanto, seu
uso mais freqüente está associado à sua
capacidade de espessar e gelificar soluções,
sendo aplicados para melhorar e padronizar a
qualidade dos alimentos processados. De
acordo com Stephen & Churms (1995), os
polissacarídeos estão sendo empregados em
quantidades crescentes na tecnologia de
alimentos como espessantes, estabilizantes,
emulsificantes e agentes gelificantes, dentre
outras funções.
O uso de polissacarídeos como
espessantes está associado à capacidade que
eles possuem de aumentar a viscosidade de um
líquido,
resultando
em
características
organolépticas e texturas desejáveis em
alimentos, como corpo e mouthfeel.
Os
polissacarídeos também são freqüentemente
utilizados para eliminar efeitos indesejáveis de
liberação de água em alguns alimentos
processados e como encorpantes na formulação
de produtos de baixas calorias.
Devido à sua estrutura química, os
polissacarídeos,
quando
em
solução,
Toneli et al.
189
apresentam a capacidade de formar géis. Esse
processo envolve diferentes mecanismos de
associação entre cadeias, os quais dependem
das características individuais do polímero
aplicado. Dessa forma, os géis resultantes de
diferentes polímeros irão apresentar formas
estruturais e texturas diferentes, podendo ser
aplicados em uma grande variedade de
alimentos (Lapasin & Pricl, 1999).
Dentre os polissacarídeos mais utilizados
na indústria de alimentos estão os amidos, seus
derivados e os polissacarídeos não-amiláceos.
Existe ainda o grupo dos hidrocolóides que,
juntamente com uma pequena proporção de
amidos e de outros produtos que não são
carboidratos, como a lignina e a proteína nãodigerível, constituem o grupo das chamadas
fibras dietéticas (Stephen & Churms, 1995). A
escolha do polissacarídeo mais apropriado
depende das suas propriedades físicas e
químicas, assim como das características
desejáveis no alimento e das condições de
processamento,
como
temperatura
e
concentração.
Principais polissacarídeos utilizados na
indústria de alimentos e suas aplicações
Amidos e seus derivados
O amido é um dos produtos de origem
vegetal mais abundantes na natureza, que
ocorre naturalmente sob a forma de grãos
minúsculos (partículas de 2 a 100m) em
raízes, sementes e caules de numerosos tipos de
plantas, como milho, trigo, arroz, cevada e
batatas, nos quais atua como um carboidrato de
reserva. Trata-se de um polissacarídeo
complexo de grande importância para a nutrição
animal e humana (Lapasin & Pricl, 1999; Zobel
& Stephen, 1995).
Existem vários tipos de amido que
diferem entre si pela fonte de que foram
extraídos e/ou pela forma de obtenção. As
diferenças entre os diversos tipos de amido
podem ser encontradas na morfologia granular,
no peso molecular, na composição (grau de
ramificação
das
macromoléculas
de
polissacarídeos) e nas propriedades físicoquímicos. Segundo Lapasin & Pricl (1999) os
amidos consistem em duas classes de polímeros
de carboidratos: uma linear, chamada de
amilose, e outra ramificada, chamada de
amilopectina. Na natureza, o amido é
semicristalino, com vários níveis de
cristalinidade.
A
cristalinidade
está
190
exclusivamente ligada à amilopectina, ao passo
que as regiões amorfas são associadas à amilose
(Zobel, 1988a; 1988b).
Seja qual for a fonte, o amido nativo ou
em suas formas modificadas é um ingrediente
praticamente obrigatório em alimentos e
produtos relacionados. Trata-se de um polímero
solúvel que pode fornecer dispersões viscosas,
soluções ou géis, dependendo das condições de
concentração e temperatura (Lapasin & Pricl,
1999).
O amido nativo, apesar de ser isolado de
forma relativamente fácil através de moagem
úmida, não é ideal para a formulação de
alimentos estáveis, nutritivos, saborosos e,
portanto, vendáveis (Zobel & Stephen, 1995). O
uso do amido nativo em alimentos é limitado
devido às suas propriedades físicas e químicas.
Os grânulos são insolúveis em água fria,
requerendo um processo de cozimento para que
a
dispersão
seja
alcançada.
Muito
freqüentemente, a viscosidade do amido nativo
cozido é muito elevada para que ele seja
utilizado em certas aplicações. Além disso, a
maior parte dos amidos nativos também têm
uma tendência a perder sua viscosidade e poder
espessante
durante
o
cozimento,
particularmente na presença de alimentos
ácidos (Wurzburg, 1995; Lapasin & Pricl,
1999).
Os
amidos
modificados
foram
desenvolvidos para corrigir um ou mais
problemas existentes no amido nativo, os quais
limitam a sua utilização na indústria de
alimentos. Lapasin & Pricl (1999) destacam os
éteres, ésteres e produtos despolimerizados
como
alguns
derivativos
do
amido
industrialmente importantes. Com essas
modificações, as pastas resultantes são estáveis,
translúcidas e possuem uma menor tendência à
retrodegradação. Além disso, eles podem ser
facilmente processados para que se obtenha
condições desejáveis de textura, pH e
resistência à temperatura, o que permite o seu
uso como espessantes e agentes retentores de
água em produtos à base de água e leite.
Os amidos hidrolisados estão disponíveis
em uma grande variedade de composições,
desde produtos com alto peso molecular, que
são sensivelmente menos saborosos, até a
dextrose cristalina, um monossacarídeo com
cerca de 60% da doçura da sacarose (Blanchard
& Katz, 1995).
As maltodextrinas e os maltooligossacarídeos são produtos da hidrólise do
amido obtidos através da catálise ácida ou de
Toneli et al.
uma ação enzimática específica. De acordo com
Loret et al. (2004), as maltodextrinas são
produtos da hidólise do amido que possuem
valores de dextrose equivalente (DE) menores
que 20. A DE é definida como o número total
de açúcares redutores relativamente a uma linha
base de glicose igual a 100, expressa em base
seca. Produtos da hidrólise com DE maior que
20 são freqüentemente referenciados como
xaropes de glicose, os quais, como o próprio
nome diz, são produtos fornecidos sob a forma
de soluções aqüosas.
De certa forma, é a solubildade do
produto resultante da hidrólise do amido que
diferencia as duas classes de material, ou seja,
para valores de DE muito maiores que 20, o
produto é constituído por oligômeros curtos que
são livremente solúveis em água, ao passo que,
abaixo de 20, há uma proporção suficiente de
cadeias de poliméricas longas para inibir a
solubilidade e promover a gelatinização
(Ritcher et al., 1976 citados por Loret et. al.,
2004). As maltodextrinas são, portanto, uma
mistura de materiais de alto e baixo peso
molecular.
A maltodextrina possui uma capacidade
de reproduzir a sensação provocada pela
gordura devido à rede tridimensional que é
formada durante o seu processo de gelificação,
de modo que ela é um dos substitutos da
gordura mais utilizados nos últimos 25 anos
(Loret et al., 2004). Blanchard & Katz (1995)
destacam que a aplicação da maltodextrina
como substituto de gordura é a mais versátil,
pois permite que muitas das suas propriedades
funcionais sejam utilizadas simultaneamente:
capacidade de encorpar, de previnir a
cristalização, de promover a dispersibilidade, de
controlar o congelamento e de promover a
ligação de aromas, pigmentos e gorduras. Os
autores também destacam outras aplicações
possíveis, como ingrediente na encapsulação de
aromas e corantes, na panificação, na
confeitaria, em produtos lácteos, sobremesas e
outros.
Celulose e seus derivados
Segundo Coffey, Bell, Henderson (1995),
a celulose é uma das substâncias orgânicas
naturais mais abundantes na natureza. Trata-se
de um polímero linear de alto peso molecular
que constitui o maior tijolo da estrutura da
parede celular de plantas superiores (Lapasin &
Pricl, 1999; Coffey, Bell, Henderson, 1995).
A celulose e seus derivados físicos e
químicos têm vasta aplicação no preparo de
alimentos formulados, principalmente devido à
estrutura química do derivado da celulose. Para
as celuloses quimicamente modificadas, essa
característica geralmente está associada à
natureza cristalina ou amorfa do produto.
Dentre as funções de derivados da celulose
quimicamente modificada em alimentos,
podem-se destacar: regulação das propriedades
reológicas, emulsificação, estabilização de
espumas, modificação da formação e do
crescimento de cristais de gelo e capacidade de
ligação à água (Lapasin & Pricl, 1999; Coffey,
Bell, Henderson, 1995).
Pectinas
Voragen et. al. (1995) definem as
substâncias pécticas como um grupo de
polissacarídeos intimamente associados que
está presente nas paredes celulares primárias e
nas regiões intercelulares de muitos vegetais. A
textura de frutas e vegetais durante o
crescimento, amadurecimento e armazenagem é
fortemente influenciada pela quantidade e pela
natureza da pectina presente. Mudanças
importantes - desejáveis e indesejáveis - nas
propriedades de frutas e outros vegetais durante
a armazenagem e o processamento estão
associadas ao componente péctico.
As pectinas têm a capacidade de formar
géis, sob certas circunstâncias, o que faz dela
um importante aditivo em geléias, marmeladas
e na indústria confeiteira, de maneira geral.
Muitos fatores afetam as condições de formação
de gel, assim como a força do mesmo. No
entanto, o papel principal é exercido pelas
moléculas de pectina, de modo que seu
comprimento de cadeia e a natureza química
das zonas de conexão têm forte influência. Sob
condições iguais, a força do gel aumenta com o
aumento do peso molecular da pectina utilizada
e qualquer tratamento que despolimerize as
cadeias de pectina refletirá em géis mais fracos.
As pectinas têm pouco uso como
espessantes devido à sua baixa capacidade em
formar soluções viscosas, quando comparadas
com outros biopolímeros.
Galactomananos
Toneli et al.
191
parte
desses
polissacarídeos
apresenta
similaridades estruturais básicas e são muito
similares, em estrutura, aos componentes
hemicelulósicos ou pécticos (Reid & Edwards,
1995; Lapasin & Pricl, 1999).
Segundo Lapasin & Pricl (1999), desde a
antigüidade esses polímeros, frequentemente
chamados de gomas, são extraídos ou isolados
de sementes de vegetais, como é o caso da
carob ou locusta, guar, tara e tamarindo. Como
podem ser extraídos de diversas fontes vegetais,
os galactomananos podem diferir em seu peso
molecular, na distribuição do peso molecular e
na razão entre frações de galactose e manose
(G/M).
Stephen & Churms (1995) destacam os
galactomananos
como
ingredientes
extremamente importantes na indústria de
alimentos, uma vez que resultam em soluções
com
alta
viscosidade,
atuam
como
emulsificantes e interagem efetivamente com
outros polissacarídeos para formar géis. As
gomas extraídas de sementes têm a capacidade
de modificar o comportamento da água em
sistemas de alimentos de uma maneira
altamente eficiente, de reduzir e minimizar a
fricção em alimentos (auxiliando no
processamento e na palatabilidade dos
produtos) e de auxiliar no controle do tamanho
dos cristais em soluções saturadas de açúcar.
Dentre os galactomananos utilizados na
indústria de alimentos, as gomas locusta e guar
são polissacarídeos que apresentam estruturas
químicas similares, com uma cadeia principal
linear de -1,4-D-manose substituído em graus
variáveis na posição 6 com um resíduo simples
de -1,6-D-galactose (Casas & Garcia-Ochoa,
1999; Fernandes, Gonçalves, Doublier, 1994;
Garcia-Ochoa & Casas, 1992). A goma locusta
(LBG), extraída do endosperma da semente da
árvore carob (Ceratonia siliqua L.), possui uma
razão manose/galactose (M/G) de cerca de 4:1.
A goma guar (GG), extraída do endosperma das
sementes
da
leguminosa
Cyamopsis
tetragonolobus, possui uma razão M/G de
aproximadamente 1,7:1 (Fernandes, Gonçalves,
Doublier, 1994). De acordo com Casas &
Garcia-Ochoa
(1999),
dependendo
da
temperatura de dissolução, as moléculas de
goma locusta podem apresentar zonas de
radicais livres, sem ligações com a galactose,
que são referidas como regiões lisas.
Em muitas sementes, as paredes celulares
dos tecidos são espessas e possuem grandes
depósitos de polissacarídeos, os quais são
mobilizados durante a germinação. A maior
192
Polissacarídeos
(Rhodophyceae)
de
algas
vermelhas
As algas vermelhas são fonte de muitos
polissacarídeos industriais, como as gomas
carragenana e agar, que são todos polímeros de
galactose e seus derivativos e apresentam uma
estrutura básica comum. Esses polímeros de
carboidratos são essencialmente cadeias
lineares nas quais as galactoses estão ligadas
alternadamente através de ligações -1,3 e 1,4.
As carragenanas são da família de
polissacarídeos sulfatados lineares que podem
ser extraídos como componentes da matriz de
algas marinhas vermelhas. A sua estrutura
química é baseada na repetição de uma unidade
de dissacarídeo do tipo AB, de modo que elas
podem ser escritas, de maneira geral, como
(AB)n, onde A é derivado de unidades de
ligações 1,3 de -D-galactose e B , geralmente,
mas não invariavelmente, está presente através
de ligações 1,4 de 3,6-anidro--D-galactose
(Lapasin & Pricl, 1999).
As carragenanas são bem caracterizadas
em termos de sua estrutura química e podem ser
classificadas em , , , , ,  e carragenanas. Dentre os vários tipos existentes,
somente três são comercialmente importantes:
,  e ,-carragenanas. Elas são polímeros
versáteis como aditivos em alimentos, sendo
capazes de se ligar à água, promovendo a
formação de géis e atuando como agente
espessantes e estabilizantes. Vantagens
adicionais estão na sua capacidade de melhorar
a palatabilidade e a aparência. De acordo com
Piculell (1995), o uso das carragenanas na
indústria alimentícia inclui uma grande
quantidade de sobremesas lácteas (sorvetes,
achocolatados, flans, géis de leite) e conservas
de carne, incluindo pet foods. Além disso, a sua
habilidade de permanecer em solução permite
seu uso em molhos para salada.
O termo coletivo agar refere-se a uma
complexa
mistura
de
componentes
polissacarídeos que podem ser extraídos de
certas espécies de algas-marinhas. De acordo
com Lapasin & Pricl (1999), a agar é composta
de duas frações principais: agarose, um
polissacarídeo neutro, e agaropectina, um
polissacarídeo sulfatado. A porcentagem de
agarose, que é a fração comercialmente
importante, geralmente varia de 50 a 90%.
A funcionalidade do agar em produtos
alimentícios depende quase exclusivamente da
Toneli et al.
sua habilidade em ligar-se à água e formar géis
termosensíveis. As propriedades gelificantes
são funções da fração de agarose. Os elevados
pontos de fusão dos géis de agar os tornam
apropriados para uso em massas de panificação,
onde a agar é superior à carragenana . A sua
principal utilização é para o congelamento de
massas doces e bolos, para evitar problemas na
manutenção da integridade do produto
congelado durante o empacotamento e a
distribuição (Stanley, 1995).
Alginatos
Alginatos são polissacarídeos estruturais
que ocorrem naturalmente nas algas marinhas
marrons (Phaeophyceae) que crescem nas
águas rasas das zonas temperadas e em
bactérias do solo. Existem muitas espécies de
algas marrons, mas apenas algumas são
suficientemente abundantes e convenientemente
localizadas para a produção de materiais de
valor comercial, os alginatos (Moe et al., 1995;
Lapasin & Pricl, 1999).
Assim
como
ocorre
com
as
carragenanas, alginatos é um termo coletivo
para ácido algínico, seus sais e derivados.
Ácido algínico é co-polissacarídeo de alto peso
molecular composto de duas unidades
monoméricas de ácido -D-manurônico e -Lgulurônico, em várias proporções, dependendo
da espécie de alga (Lapasin & Pricl, 1999).
De acordo com Moe et al. (1995), os
alginatos não têm valor nutricional e são
utilizados como aditivos para melhorar,
modificar e estabilizar a textura de certos
alimentos. Propriedades importantes incluem a
melhora da viscosidade, habilidade de formação
de gel e estabilização de misturas aqüosas,
dispersões e emulsões. Algumas dessas
propriedades são provenientes das propriedades
físicas inerentes dos alginatos, mas elas também
podem ser resultado da interação com outros
componentes do alimento, tais como proteínas,
gorduras ou fibras.
Polissacarídeos microbianos
Nos últimos anos, muitos polissacarídeos
de interesse científico e comercial passaram a
ser
obtidos
através
de
fermentações
microbianas. Microorganismos como fungos e
bactérias produzem três tipos diferentes de
polímeros de carboidratos (Morris, 1995):
-
-
Polissacarídeos
extracelulares
ou
exocelulares: podem ser encontrados na
forma de uma cápsula discreta que envolve
a célula microbiana e que é parte da própria
parede celular (polissacarídeos capsulares)
ou como uma massa amorfa secretada no
meio em torno do microorganismo.
Polissacarídeos estruturais.
Polissacarídeos
intracelulares
de
armazenagem.
Os polissacarídeos de origem microbiana
apresentam a vantagem de possuírem
propriedades físicas e químicas reprodutíveis,
além de apresentarem uma fonte regular.
Lapasin & Pricl (1999) atribuem o sucesso
desses polissacarídeos ao fato de eles poderem
ser produzidos sob condições controladas a
partir de espécies selecionadas, de modo que
problemas de variações de estrutura e
propriedades possam ser evitados. Além disso,
os polissacarídeos microbianos apresentam uma
série de regularidades estruturais que raramente
são encontradas em polímeros de carboidratos
provenientes de outras fontes. Tal regularidade
na sua estrutura primária implica em as cadeias
poderem assumir conformações ordinárias
(hélices simples ou múltiplas) tanto no estado
sólido como em solução e isso, por sua vez, tem
uma forte influência sobre as suas propriedades
físico-químicas. Finalmente, a versatilidade
exibida pelos microorganismos na síntese de
polissacarídeos iônicos e neutros com uma
grande
variedade
de
composições
e
propriedades não encontra uma contrapartida no
mundo vegetal e nem tampouco pode ser
imitada, nem mesmo pelos mais renomados
cientistas.
Dentre os polissacarídeos microbianos, as
gomas xantana e gelana destacam-se para a
aplicação em alimentos.
De acordo com Morris (1995), a goma
xantana foi estabelecida como um aditivo em
alimentos e suas propriedades funcionais deram
início a novas aplicações. Trata-se de um
polímero aniônico resultante da secreção
exocelular
da
bactéria
Xanthomonas
campestris. Sua cadeia principal é baseada em
uma ligação linear de resíduos de com uma
cadeia lateral de trissacarídeo anexada a
resíduos alternativos de D-glicosil (lapasin &
pricl, 1999; lagoueyte & paquin, 1998; casas,
santos, Garcia-Ochoa, 2000).
Quando em solução aqüosa, a xantana
mostra uma transição conformacional entre
cadeias ordenadas e desordenadas, dependendo
Toneli et al.
193
da temperatura, da força iônica e do pH. Ela
passa de uma cadeia desordenda, sob elevadas
temperaturas e baixa força iônica, para uma
forma
ordenada, sob temperaturas e
concentrações
de
sais
fisiologicamente
relevantes (Lagoueyte & Paquin, 1998; Casas &
Garcia-Ochoa, 1999; Casas, Santos, GarciaOchoa, 2000). Sua natureza ramificada confere
a ela características reológicas diferentes,
melhores do que as resultantes de outras gomas
naturais, como goma locusta ou goma guar. As
soluções de xantana apresentam propriedades
de espessante e estabilizante, com um
comportamento pseudoplástico muito estável
em uma larga faixa de pH, pK (concentração
iônica) e temperatura (Casas & Garcia-Ochoa,
1999; Casas, Santos, Garcia-Ochoa, 2000;
Lagoueyte & Paquin, 1998; Kang&Petit, 1993
Citados por Casas, Santos, Garcia-Ochoa,
2000).
De acordo com Morris (1995), a principal
aplicação industrial para a goma xantana devese ao fato que quando a goma é dispersa em
água quente ou fria, as dipersões aqüosas
resultantes são tixotrópicas. A estrutura
semelhante à de um gel fraco que se forma
resulta em uma alta viscosidade sob baixas
taxas de deformação sob baixas concentrações
do polímero, que pode ser utilizado como um
espessante em soluções aqüosas e permite
estabilização de espumas, emulsões e
suspensões
particuladas.
Finalmente,
o
comportamento
pseudoplástico
reversível
permite a manipulação e o controle de
processos
tais
como
espalhamento,
bombeamento e atomização.
A goma xantana apresenta uma grande
variedade de aplicações em alimentos. A
tixotropia das dispersões de xantana levaram ao
desenvolvimento de uma série de misturas
secas de formulações de molhos, temperos e
sobremesas, as quais podem ser aquecidas ou
refrigeradas sem que haja perda das
características texturais desejáveis. Além disso,
a goma xantana melhora o processamento, a
armazenagem e a elasticidade de massas
(Morris, 1995).
A goma gelana é um polissacarídeo
extracelular secretado pelo microorganismo
Pseudomonas elodea. O seu potencial de
aplicação em alimentos, segundo MORRIS
(1995) inclui produtos de confeitaria, geléias,
alimentos industrializados, géis à base de água,
recheios e pudins, sorvetes, iogurtes,
milkshakes, dentre outros. De uma maneira
geral, sua utilização está associada à
194
substituição de hidrocolóides geralmente
aplicados em baixas concentrações de
polímeros.
Gomas e mucilagens:
As gomas de origem vegetal, naturais e
sem modificação, são reconhecidas na indústria
de alimentos como aditivos de valor
incalculável, com propriedades físicas bem
definidas. Dentre essas gomas, a mais
conhecida é a goma arábica ou goma acácia,
que é o exudado de árvores africanas acácia
(predominantemente A. senegal), crescidas em
diferentes áreas geográficas principais: Sudão,
países do oeste africano de linguagem francesa
e Nigéria. Devido à sua abundância e grande
variedade de aplicação industrial, muitos
estudos têm sido desenvolvidos com foco no
cultivo, marketing, química e estudo das
propriedades físicas dessa substância. Para uso
em alimentos, as melhores classes da goma,
selecionadas manualmente, são convertidas em
pó através de secagem em spray dryer após
terem sido dissolvidas em água quente e
clarificadas,
preferencialmente
por
centrifugação (Stephen & Churms, 1995b).
Lapasin & Pricl (1999) destacam que
uma das aplicações mais interessantes da goma
arábica é a preparação de aromas encapsulados
em pó, por secagem em spray dryer. Muitos
produtos em pó, comercializados em pacotes,
tais como bolos, sobremesas, misturas para
sopas e pudins, contêm aromas encapsulados.
Durante o processo de secagem por atomização,
a goma arábica atua como agente
microencapsulante, protegendo os compostos
voláteis das temperaturas elevadas e retendo
mesmo os aromas mais delicados. Quando a
mistura é dissolvida para o preparo final do
produto, os aromas são liberados.
baixo teor calórico e de atuar no organismo
humano de maneira similar às fibras dietéticas,
contribuindo para a saúde do sistema
gastrointestinal e para o incremento das
bifidobactérias. Dessa forma, a inulina pode ser
utilizada tanto como um substituto de
macronutrientes quanto como um suplemento,
adicionado aos alimentos principalmente por
suas propriedades nutricionais. Quando
combinada com água, a inulina produz a mesma
textura e o mesmo mouthfeel que a gordura em
alimentos à base de água, tais como produtos
lácteos, massas assadas, recheios, sobremesas
congeladas e molhos (Niness, 1999; SchallerPovolny & Smith, 1999).
Apesar de haver uma variedade de
pesquisas sobre as propriedades nutricionais da
inulina, suas propriedades físico-químicas ainda
são pouco conhecidas e pouco se sabe sobre os
efeitos da interação da inulina com outros
biopolímeros.
Misturas de polissacarídeos
A mistura de polissacarídeos na
formulação de alimentos pode resultar em
interações sinérgicas desejáveis, levando a
propriedades reológicas melhoradas e a
melhorias na qualidade dos produtos. Além
disso, a combinação de polissacarídeos também
pode ser benéfica por proporcionar reduções
nos custos de manufatura (Williams & Phillips,
1995).
De Acordo Com Williams & Phillips
(1995), três tipos de interação podem ocorrer
em soluções contendo dois ou mais polímeros,
dependendo da natureza dos mesmos:
a)
b)
Inulina:
A inulina é um polissacarídeo de reserva
que pode ser encontrado em mais de 30.000
produtos vegetais, dentre os quais as raízes de
chicória e a alcachofra de Jerusalém se
destacam para a sua produção industrial
(SILVA, 1996). Quimicamente, a inulina é
composta por uma cadeia de moléculas de
frutose unidas por ligações (21), contendo
uma molécula de glicose terminal.
Sua utilização na indústria de alimentos
está relacionada à sua atuação como substituto
de gordura, com a vantagem de apresentar
Toneli et al.
c)
Incompatibilidade: resulta na formação de
duas camadas líquidas de polímeros, com
cada uma delas enriquecida em um ou
outro polímero.
Compatibilidade: resulta em miscibilidade
completa e na formação de uma única fase
homogênea.
Associação de polímeros: resulta na coprecipitação dos polímeros na forma de um
coacervado sólido ou, em alguns casos, na
formação de um gel.
Como um exemplo de mistura de
polímeros, pode-se citar a composição entre
goma xantana e galactomananos. A goma guar,
por exemplo, não gelifica na presença de goma
xantana, mas pode produzir um aumento
substancial na viscosidade de soluções. A
principal importância dessa mistura não está nas
fracas propriedades de gel de xantana, as quais
são de menor importância, mas sim na redução
dos custos, já que a goma guar é muito mais
barata do que a xantana (Lapasin & Pricl,
1999).
Tecante & Doublier (1999) relatam que
misturas de amidos e outras moléculas de
polissacarídeos têm sido aplicadas por muitos
anos na indústria de alimentos. As gomas
arábica, guar, xantana, locusta e carragenana
são algumas das macromoléculas comumente
combinadas com amido de trigo ou de milho.
Um dos aspectos importantes das misturas de
amido-hidrocolóides é que eles mostram uma
variedade de propriedades reológicas e texturais
que são úteis na definição de diferentes
aplicações em alimentos.
Reologia de soluções de polissacarídeos
utilizadas na indústria de alimentos
Aspectos gerais
polissacarídeos
sobre
a
reologia
de
A grande maioria das aplicações de
polissacarídeos na indústria alimentícia está
associada à capacidade que eles possuem de
alterar drasticamente as suas propriedades
físicas quando em solução, resultando em
soluções de alta viscosidade ou criando redes
intermoleculares coesivas. Nesses casos, o
conhecimento do comportamento reológico das
soluções de polissacarídeos é de fundamental
importância no projeto, na avaliação e na
modelagem de processos. Além disso, as
propriedades reológicas também são um
indicador da qualidade do produto e
desempenham um papel fundamental na análise
das condições de escoamento em processos de
alimentos como pasteurização, evaporação e
secagem (Marcotte, Taherian Hoshahili,
Ramaswamy, 2001; Morris, 1995; Lapasin &
Pricl, 1999).
Lapasin & Pricl (1999), em seu estudo
sobre reologia de polissacarídeos industriais,
ressaltam que o comportamento reológico dos
materiais, especialmente de sistemas de
polissacarídeos, pode ser afetado por uma série
de fatores, principalmente aqueles relacionados
às
características
moleculares
e
supramoleculares. A nível molecular, a cadeia
polimérica principal e suas características
relacionadas, tais como comprimento em
solução, forma e eventual presença de grupos
ionizáveis, representam o papel principal na
Toneli et al.
195
determinação das propriedades macroscópicas
do sistema, incluindo a reologia. Muitos desses
parâmetros moleculares estão correlacionados,
outros devem ser combinados com fatores
externos como, por exemplo, as características
do meio solvente. Essas características irão,
posteriormente, exercer influência sobre a
conformação adotada pela macromolécula no
sistema, assim como sobre a possibilidade de
formação de estruturas supramoleculares. Em
outras palavras, mudanças na força iônica, na
temperatura ou em outros parâmetros do
solvente podem induzir a uma transição
conformacional, modificando a resistência
hidrodinâmica
da
macromolécula
ao
escoamento. Além disso, se a concentração do
polímero for suficientemente alta, as variações
descritas acima podem promover mudanças
estruturais a um nível supramolecular e,
conseqüentemente, modificar o comportamento
reológico.
Os polissacarídeos em soluções diluídas
encontram-se
na
forma
de
espirais
desordenadas e aleatórias, cuja forma flutua
continuamente
através
do
movimento
browniano. As propriedades apresentadas por
essas soluções estão associadas ao grau de
ocupação do espaço pelo polímero. Sob baixas
concentrações, a solução é formada por ilhas de
espirais que estão bem separadas umas das
outras e completamente livres para se
movimentarem de forma independente. Com o
aumento da concentração, entretanto, as espirais
começam a se tocar pode haver a formação de
moléculas adicionais pela sobreposição ou pela
acomodação de uma espiral na outra. Com a
formação dessas sobreposições, as cadeias
individuais poderão se movimentar somente
pelo processo de contorção através da rede
emaranhada de cadeias vizinhas. O início do
processo de sobreposição das espirais é
determinado por dois fatores: o número de
cadeias presentes (proporcional à concentração)
e o volume que cada uma ocupa (associado ao
peso molecular) (Morris, 1995; Lapasin &
Pricl, 1999).
Um parâmetro conveniente para a
caracterização do volume das espirais é a
viscosidade intrínseca ou o número limite de
viscosidade, [], que mede o aumento fracional
na viscosidade por unidade de concentração de
cadeias isoladas (Morris, 1995; Lapasin &
Pricl, 1999). Para qualquer polissacarídeo
específico, a viscosidade intrínseca aumenta
com o peso molecular (M) de acordo com a
196
relação de Mark-Houwink, como mostra a
Equação (22), onde os parâmetros K e a variam
de um sistema para o outro e devem ser
determinados experimentalmente.
  KM a
( 22)
A viscosidade intrínseca é determinada
experimentalmente através da medição da
viscosidade das soluções sob concentrações
muito baixas (c). Denotando as viscosidades da
solução e do solvente como  e (s),
respectivamente, [] é definida formalmente
pelas relações apresentadas nas Equações 23,
24 e 25 (MORRIS, 1995):
Viscosidade Relativa:
 rel 

s
( 23)
Viscosidade Específica:
 sp 
 s
  rel  1
s
(24)
Viscosidade Intrínseca:
 ps 

C 
   lim C 0 
(25)
A transição de uma solução diluída de
espirais
com
movimentos
livres
e
independentes para uma rede emaranhada é
acompanhada por uma mudança muito marcada
na dependência da viscosidade da solução com
a concentração. Sob concentrações inferiores ao
início da sobreposição das espirais, a
viscosidade específica é aproximadamente
proporcional a c1,3. Sob concentrações mais
elevadas, onde as cadeias estão emaranhadas, as
viscosidades aumentam mais rapidamente com
o aumento da concentração, variando
aproximadamente com c3,3 (Morris, 1995).
A concentração em que a sobreposição
das espirais começa a ocorrer é referida como
concentração crítica (c*). O volume das espirais
pode variar largamente de uma amostra para
outra, havendo uma variação correspondente no
valor de c*. Em soluções diluídas, abaixo do
início da sobreposição (c < c*), as viscosidades
mostram apenas uma pequena dependência com
a taxa de deformação, devido ao fato de as
Toneli et al.
espirais individuais estarem sendo esticadas
pelo escoamento e oferecendo menor
resistência ao movimento. No entanto, quando c
> c*, em geral, as soluções começam a
apresentar características pseudoplásticas.
Muitos estudos revelam que a
dependência da viscosidade específica com a
concentração mostra duas regiões de
comportamento de lei da potência, sendo uma
de cada lado da concentração crítica (Loret et.
al., 2004; Speers & Tung, 1986; Rao & Kenny,
1975). Os valores da potência para as duas
regiões para diferentes biopolímeros lineares
(goma guar, goma locusta, alginato) têm sido
apresentados na faixa de 1,1 a 1,4 na região
diluída e de 3,5 a 5,1, na região concentrada.
Para a maltodextrina, os autores encontraram
um valor de 1,4, na região diluída, e 4,7, para
altas concentrações (Loret et. al., 2004).
Os valores das concentrações críticas
variam muito entre os biopolímeros. Para carragenana (0,1M NaCl, pH9), Croguennoc
et.al. (2000) observaram um valor de 0,45%
(g/l). Morris et. al. (1981) observaram os
valores de 0,22% (g/l) para goma guar, 1% (g/l)
para o alginato (0,2M NaCl) e 8% (g/l) para a
dextrana. Loret et al. (2004) observaram um
valor de 17% para soluções aquosas de
maltodextrina.
Morris (1995) estabelece que, para que a
solução de polissacarídeos comece a escoar, os
emaranhados intermoleculares devem ser
separados. Quando as soluções são cisalhadas
por baixas taxas de deformação, há tempo
suficiente para que novos emaranhados se
formem entre diferentes pares de cadeias. Dessa
maneira, a densidade de interligação global da
rede permanece constante e a viscosidade da
solução também permanece constante em um
valor máximo fixo – a viscosidade de
cisalhamento zero (o). Sob taxas de
deformação mais elevadas, entretanto, onde a
taxa de re-agrupamento cai através da taxa de
separação dos emaranhados existentes, a
extensão de agrupamento-desagrupamento
diminui progressivamente com o aumento da
taxa de deformação e a viscosidade cai,
tipicamente por duas ou três ordens de
magnitude através da faixa de taxa de
deformação de importância prática.
Apesar de diferentes soluções de
polissacarídeos apresentarem diferentes valores
de viscosidade máxima à taxa de deformação
zero, e diferentes valores de taxa de deformação
para a qual a solução começa a escoar, todas
elas apresentam uma forma geral de
comportamento pseudoplástico (Morris, 1995).
Além da concentração, a viscosidade de
soluções de polissacarídeos também é
significativamente afetada por variáveis como
taxa de deformação, temperatura, tensão e
tempo de cisalhamento.
A temperatura tem uma importante
influência sobre o comportamento de
escoamento de soluções de hidrocolóides. Uma
vez que diferentes temperaturas são encontradas
durante o processamento de hidrocolóides, suas
propriedades reológicas devem ser estudadas
em função da temperatura. O efeito da
temperatura sobre a viscosidade aparente, sob
uma taxa de deformação específica, geralmente
é descrito pelo modelo de Arrhenius (Equação
19)
Rao & Kenny, 1975; Speers & Tung, 1986,
Marcotte, Taherian Hoshahili, Ramaswamy,
2001).
As soluções de gomas geralmente são
fluidos não-newtonianos com comportamento
pseudoplástico. Diversos modelos têm sido
aplicados para descrever o comportamento
reológico de soluções de hidrocolóides, por
exemplo, modelos lineares (newtoniano ou
Bingham), lei da potência (Ostwald-de-Waele),
lei da potência com tensão residual (HerschelBulkley) e o modelo de Casson. Dentre esses, o
da Lei da Potência é talvez o mais utilizado
para
fluidos
não-newtonianos
e
é
extensivamente utilizado para descrever as
propriedades de escoamento de líquidos, tanto
em análises teóricas quanto em aplicações
práticas da engenharia (Kayacier & Dogan,
2006; Barnes, Hutton, Walters, 1989). As
soluções de hidrocolóides também podem
apresentar propriedades reológicas dependentes
do tempo, principalmente a tixotropia.
Gray & Bonnecaze (1998) ressaltam que
a viscosidade de suspensões densas é
fortemente influenciada pelo arranjo das
partículas em grandes frações volumétricas. A
maior parte dessas suspensões só escoa quando
a sua estrutura, que consiste de uma rede que
previne o escoamento, tiver sido degradada por
uma tensão elevada o suficiente – a tensão
residual (Zhu et. al., 2001). De acordo com
Bonnecaze & Brady (1992), em uma curva de
tensão versus taxa de deformação de um
material que apresenta tensão residual, a tensão
aumenta, incialmente, de uma maneira quase
linear (tensão proporcional à deformação),
Toneli et al.
197
confirmando a natureza elástica do material
abaixo da tensão residual. A inclinação da curva
começa a decrescer no limite de reversibilidade
do material (tensão residual limite elástica), na
qual o comportamento plástico ou não-linear é
observado, até atingir um máximo (tensão
residual estática), após a qual a resposta do
material passa a ser como a de um líquido. O
platô de tensão para altas deformações é
referido como tensão residual dinâmica, que é
equivalente à tensão à taxa de deformação zero
extrapolada nas curvas de tensão versus taxa de
deformação, assim como a tensão residual, que
aparece como um parâmetro do material em
modelos constitutivos.
Estudos sobre o comportamento reológico de
polissacarídeos utilizados na indústria de
alimentos
Para que seja possível definir qual o
melhor polissacarídeo a ser empregado na
produção de um determinado alimento, deve-se
estabelecer, em primeiro lugar, quais são os
atributos físicos e sensoriais desejáveis. Em
segundo lugar, devem ser conhecidas as
condições de processamento e de armazenagem
desse produto. Considerando-se esses aspectos,
é preciso conhecer as propriedades dos
polissacarídeos existentes e como eles se
comportam quando submetidos às condições de
processamento e armazenagem do produto,
considerando ainda a interação com os
ingredientes da formulação. Dessa forma, para
que as indústrias tenham condições de melhorar
qualidade de seus produtos e reduzir os custos
de produção, inúmeras pesquisas têm sido
desenvolvidas com a finalidade de avaliar o
comportamento de diferentes polissacarídeos,
individualmente e em misturas, quando
submetidos a diferentes condições de processo.
Dentre os aspectos estudados, o comportamento
reológico de soluções de polissacarídeos é um
dos mais importantes, pois está fortemente
associado
à
estrutura
molecular
dos
ingredientes e o seu conhecimento é
fundamental para o dimensionamento das
condições de processo e avaliação da qualidade
do produto final.
Loret et al. (2004) realizaram um estudo
do efeito da concentração e da temperatura
sobre a gelatinização de soluções de
maltodextrina através de medidas de
viscosidade. Os autores observaram que, à
temperatura de 60ºC, as soluções apresentaram
um comportamento newtoniano dentro da faixa
198
de concentrações estudada (1 a 40%). Através
da determinação do comportamento da
viscosidade específica em função da
concentração, os autores conseguiram visualizar
a concentração crítica das soluções, que foi
estimada em 17%. A maior parte dos polímeros
apresenta um comportamento pseudoplástico
em soluções que se encontrem acima da
concentração crítica, devido à desagregação e
orientação das cadeias sob tensões elevadas. No
entanto, no caso das soluções de maltodextrina
preparadas acima de c*, o comportamento
newtoniano ainda foi observado. Os autores
relacionaram esse fato à estrutura ramificada da
amilopectina e à polidispersidade no peso
molecular da amostra.
Marcotte,
Taherian
Hoshahili,
Ramaswamy (2001) realizaram um estudo das
propriedades
reológicas
de
diversos
hidrocolóides (carragenana, pectina, gelatina,
amido e xantana) sob diferentes concentrações
(1 a 6%, dependendo do tipo de hidrocolóide) e
de temperatura (20, 40, 60 e 80ºC). Os autores
confirmaram a existência de uma dependência
das
características
reológicas
com a
concentração e temperatura, que variou de um
hidrocolóide para o outro.
De acordo com observações dos autores,
elevadas concentrações de gomas resultam em
um aumento nas viscosidades newtoniana e
aparente, ao passo que elevadas temperaturas
provocam redução nas mesmas. A gelatina, que
é uma proteína, apresenta um comportamento
claramente newtoniano enquanto que os demais
apresentam comportamento não-newtoniano de
fluidos pseudoplásticos. As curvas de
escoamento do amido e da pectina podem ser
representadas pelo modelo da Lei da Potência,
em todas as temperaturas e concentrações.
Para todos os hidrocolóides, a
pseudoplasticidade aumentou com o aumento
da concentração, caracterizada por um
decréscimo no índice de comportamento.
Contrariamente, os hidrocolóides apresentaram
uma redução na pseudoplasticidade com o
aumento da temperatura. O índice de
consistência, por sua vez, aumentou com o
aumento da concentração e com a redução da
temperatura, indicando um aumento na
viscosidade aparente. Comparativamente, a
goma xantana foi a mais pseudoplástica e a
menos dependente da temperatura, ao passo que
a pectina teve o comportamento mais próximo
do newtoniano. A carragenana foi a mais
afetada pela temperatura e exibiu uma elevada
tensão residual sob baixas temperaturas.
Toneli et al.
Marcotte,
Taherian
Hoshahili,
Ramaswamy (2001) observaram ainda a
existência de uma tensão residual nas soluções
de goma xantana, em todas as condições
experimentais, e nas de goma carragenana, para
as concentrações de 2 e 3% à temperatura de
20ºC. Por essa razão, o comportamento
reológico dessas soluções foi representado pelo
modelo de Herschel-Bulkley. O aumento da
concentração das soluções e a redução da
temperatura de medida provocaram o aumento
da tensão residual.
Rao & Kenny (1975) E Marcotte,
Taherian Hoshahili, Ramaswamy (2001)
ressaltam que a tensão residual é uma
propriedade desejável em gomas por auxiliar na
manutenção de diversos ingredientes, utilizados
na formulação de alimentos, em seus devidos
lugares. Christianson & Bageley (1984)
avaliaram as tensões residuais em dispersões de
grãos de amido intumescidos e deformáveis e
observaram que o valor determinado
experimentalmente para a tensão residual
depende do método de avaliação e das
condições experimentais.
Soluções de goma com valores elevados
de n, ou seja, com comportamento altamente
pseudoplásticos, tendem a apresentar uma
sensação de viscosidade na boca. Desse modo,
quando características de elevada viscosidade e
um bom mouthfeel são desejáveis em uma
formulação, a escolha deve ser de um sistema
de gomas que possua um comportamento
altamente pseudoplástico. Rao & Kenny (1975)
e Speers & Tung (1986) reportaram que, para
um dado tipo de goma, o valor do índice de
comportamento e suas alterações com a
concentração são altamente dependente do
tamanho molecular.
Garcia-Ochoa & Casas (1992) estudaram
a viscosidade de soluções de goma locusta em
função da taxa de deformação, da concentração
da solução, da temperatura de solubilização e da
temperatura de medida. De acordo com os
autores,
as
soluções
apresentaram
comportamento
pseudoplástico
e
um
decréscimo na viscosidade com o aumento da
temperatura de medida. A temperatura de
solubilização teve forte influência sobre a
viscosidade aparente das soluções, havendo um
aumento na viscosidade aparente com o
aumento da temperatura de dissolução. Os
autores atribuíram esse comportamento à
diferença no peso molecular e na extensão e/ou
regularidade de ramificação das moléculas que
se dissolvem às diferentes temperaturas,
provocando
uma
variação
na
razão
galactose/manose da solução. O aumento da
temperatura de solubilização provoca a
dissolução de moléculas de peso molecular
mais elevado e uma menor razão entre
galactose e manose, o que provoca um aumento
na viscosidade da solução. No entanto, os
autores observaram que quando a temperatura
de dissolução atingiu 80ºC, houve uma inversão
no comportamento da viscosidade, que foi
atribuída à degradação térmica das moléculas
em solução ou a um enfraquecimento ou quebra
das ligações intermoleculares.
Dunstan et al. (1995) compararam as
propriedades reológicas da goma guar e goma
arábica com as de polissacarídeos elaborados a
partir da fermentação de culturas celulares de
plantas. Todos o polissacarídeos apresentaram
comportamento reológico não-newtoniano
altamente
pseudoplástico,
porém,
os
polissacarídeos fermentados apresentaram
maior dependência com as condições de
temperatura e pH. De acordo com os autores, as
soluções de goma guar não apresentaram
dependência da viscosidade com a temperatura.
Isso indica que o polímero é formado por
estruturas rígidas ou que a concentração
eletrolítica é elevada o suficiente para que os
efeitos da temperatura e do pH sejam ocultados.
Nesse estudo, os autores observaram uma
inversão no comportamento da viscosidade
aparente com a temperatura, em função da taxa
de deformação, nas soluções de goma arábica e
de polissacarídeos fermentados, como mostra a
Figura 6. Os dados apresentados correspondem
a uma solução de goma arábica 20%
(peso/volume) sob várias temperaturas.
Analisando-se a Figura 6, nota-se que há uma
intersecção de um estado de alta viscosidade
para um estado de viscosidade relativamente
baixa sob altas taxas de deformação. A goma
arábica é considerada como um hidrocolóide
compacto e ramificado. No entanto, como
mostra o comportamento de intersecção, as
moléculas ainda devem estar aptas a sofrer
alterações conformacionais no campo de
cisalhamento. As curvas se cruzam a uma taxa
de deformação de aproximadamente 5s-1. Devese
observar
que
o
comportamento
pseudoplástico é observado para sistemas
coloidais de esferas rígidas com alta fração
volumétrica. Esse comportamento foi atribuído
a reorganizações estruturais das suspensões.
Toneli et al.
199
Figura 6 – Comportamento da viscosidade em
função da taxa de deformação para solução de
goma arábica 20% (peso/volume) sob diferentes
temperaturas (Adaptado de Dunstan et al.,
1995)
Leite (2001) estudou a reologia de
precipitado de inulina obtido a partir do
abaixamento de temperatura do extrato
concentrado de raízes de chicória e observou
que a temperatura de resfriamento do extrato
teve influência sobre a viscosidade das
amostras. As amostras que foram congeladas
resultaram
em
soluções
com
maior
concentração
de
inulina
e,
portanto,
apresentaram
maiores
viscosidades.
O
precipitado
de
inulina
apresentou
comportamento reológico não-newtoniano de
fluido pseudoplástico, representado segundo o
modelo de Lei da Potência.
Zimeri & Kokini (2003) observaram que
géis puros de inulina em água com
concentrações inferiores a 20% apresentaram
comportamento newtoniano. Paoletti et al.
(2001) observaram comportamento semelhante
para géis preparados à concentração de 25%.
No entanto, para concentrações de 30 e 40%,
Zimeri & Kokini (2003) observaram que os géis
apresentaram tensões residuais estática e
dinâmica. A tensão residual estática foi
identificada como um máximo na curva,
provocada pela estrutura cristalina não
perturbada da inulina. Os autores concluíram
que géis concentrados de inulina seguiram um
comportamento reológico de Herschel-Bulkley.
Muitos estudos têm sido desenvolvidos
sobre
a
interação
entre
diferentes
polissacarídeos, avaliando o sinergismo das
misturas, o aumento provocado na viscosidade
das soluções e a habilidade de formação de
géis.
200
Casas & Garcia-Ochoa (1999) estudaram
a viscosidade da mistura de gomas xantana e
locusta e observaram que, quando as soluções
são misturadas, observa-se um aumento
dramático na viscosidade, muito maior do que a
viscosidade combinada das soluções individuais
dos polissacarídeos. Os autores avaliaram a
influência
da
concentração
total
de
polissacarídeos, da razão entre gomas xantana e
locusta e da temperatura de dissolução sobre o
comportamento reológico da mistura. O
aumento na viscosidade da solução foi atribuído
à interação entre as moléculas das gomas
xantana e locusta, que ocorre entre as cadeias
laterais das moléculas de goma xantana e a
cadeia principal da goma locusta. A estrutura
das moléculas das gomas xantana e locusta em
solução tem grande influência sobre a
viscosidade final da solução. A conformação da
molécula da goma xantana muda com o
aumento da temperatura, passando de uma
estrutura ordenada para uma desordenada. A
composição da goma locusta, por sua vez, muda
com a temperatura de dissolução, havendo uma
redução na razão galactose/manose com o
aumento da temperatura, de modo que regiões
mais lisas (sem os radicais de galactose) estão
predominantemente
dissolvidas.
Essas
condições favorecem a interação entre as
gomas, provocando o aumento na viscosidade.
O estudo do comportamento reológico de
misturas de gomas (xantana, guar e alginato)
com salep foi realizado por Kayacier & Dogan
(2006), com a finalidade de se avaliar a sinergia
entre os componentes. O salep é um ingrediente
alimentício, obtido através da moagem de
tubérculos secos de orquídea selvagem,
extensivamente utilizado na Turquia para a
produção de sorvetes e de uma bebida quente.
Em sua composição básica, o salep contém
glucomanose e amido, de forma que, além de
conferir ao produto o aroma e o sabor
desejados, também atua como espessante e
estabilizante. Todas as soluções avaliadas
apresentaram um comportamento reológico
não-newtoniano pseudoplástico que foi descrito
pelo modelo de Lei da Potência. Os autores
observaram um aumento na viscosidade
aparente das soluções com o aumento da
concentração das gomas e de salep. A goma
guar, particularmente sob altas concentrações,
foi a que apresentou um melhor efeito sinérgico
com o salep, caracterizado por um aumento na
viscosidade. Dessa forma, os autores
concluíram que o uso combinado de salep e
goma guar pode auxiliar na obtenção da
Toneli et al.
consistência desejada em formulações de
alimentos, utilizando-se uma menor quantidade
de espessantes.
Fernandes, Gonçalves, Doublier (1994)
estudaram o comportamento reológico de
misturas de -carragenana e galactomananas
(gomas locusta e guar) com níveis muito baixos
de -carragenana, na presença de KCl, e
observaram que as misturas apresentaram
propriedades características de géis quando os
níveis de KCl foram suficientes para induzir a
estabilização das moléculas de -carragenana
na forma helicoidal. As curvas de escoamento
observadas para os galactomananos foram
típicas de soluções macromoleculares, com
comportamento
pseudoplástico
e
uma
viscosidade limitante o sob baixas taxas de
deformação (platô newtoniano). A adição de carragenana
não
alterou
muito
o
comportamento da solução, no entanto, para
concentrações de KCl superiores a 0,025%
houve um aumento significativo na viscosidade
para baixas taxas de deformação. Esse aumento
na viscosidade foi atribuído ao início da
formação de uma estrutura no sistema.
Tecante & Doublier (1999) estudaram o
comportamento reológico de misturas do amido
de milho ceroso (CWCS) e goma carragenana, com adição de cloreto de potássio,
e observaram que a presença da goma e de KCl
nas soluções de amido tiveram um efeito
notável sobre a viscosidade e sobre o seu
comportamento reológico. As soluções
apresentaram comportamento não newtoniano
pseudoplástico. Os autores observaram um
aumento na viscosidade quando o KCl não foi
adicionado para todas as concentrações de
amido avaliadas (0, 2, 3 e 4%), sendo que,
quanto maior a concentração de amido, maior
foi o aumento observado.
Zimeri & Kokini (2003) estudaram as
propriedades
reológicas
de
sistemas
combinados de inulina e amido de milho ceroso
como um modelo de interação entre
carboidratos em alimentos. Os autores
observaram uma forte dependência da
viscosidade com o comportamento de fases e da
microestrutura dos sistemas. Todas as amostras
apresentaram
um
comportamento
pseudoplástico, sendo que as misturas com
elevadas concentrações de inulina (30 a 40%)
mostraram uma tensão residual, caracterizada
pelo ajuste dos dados experimentais pelo
modelo de Herschel-Bulkley. As curvas de
escoamento também tiveram um bom ajuste
pelo modelo de Carreau, que foi utilizado para
estimar a viscosidade o.
Em sistemas combinados de inulina e
amido de milho ceroso (WMS), a concentração
de inulina teve forte influência sobre as
propriedades reológicas da mistura. Zimeri &
Kokini (2003) observaram a existência de uma
concentração crítica de inulina, abaixo da qual o
sistema se comporta como um sistema contínuo
de WMS com a inulina sendo a fase dispersa.
Para valores acima de c*, no entanto, o sistema
passa a se comportar como um sistema contínuo
de inulina, com o WMS como fase dispersa.
Paoletti et. al. (2001) estudaram o
comportamento reológico de misturas de
inulina com gomas locusta, carragenana, guar e
com alginato, preparadas com 25% de inulina e
1% das gomas e analisadas à temperatura de
20ºC. A mistura de inulina com goma locusta
foi a que apresentou o maior sinergismo entre
os componentes, caracterizado por uma
alteração no comportamento reológico de
newtoniano para pseudoplástico e por um
aumento na tensão residual de 0,41 para 3,27Pa,
com a adição de inulina ao gel de goma locusta
1%. Por outro lado, a mistura de inulina com
goma carragenana não alterou o comportamento
reológico do gel de carragenana 1%.
A influência da adição de amidos
hidrolisados e modificados, em diferentes
concentrações, sobre o comportamento
reológico de soluções de inulina foi estudado
por Nogueira (2001) e Leite (2001). Os autores
observaram que a adição dos amidos provocou
um aumento na viscosidade aparente das
soluções, porém, não alterou o comportamento
reológico das soluções, que foi de fluido nãonewtoniano pseudoplástico, representado pelo
modelo de Lei da Potência. Nogueira (2001)
observou que a adição dos amidos provocou
uma redução no índice de consistência da
solução de inulina, provocando uma redução na
pseudoplasticidade.
CONCLUSÕES
Os polissacarídeos são ingredientes
essenciais para a formulação de alimentos,
capazes de exercer uma grande variedade de
funções para melhorar a qualidade dos produtos
finais. No entanto, as suas propriedades físicas
e químicas têm forte influência sobre o seu
comportamento
quando
aplicados
em
formulações e submetidos às condições de
processo.
Toneli et al.
201
Dessa forma, o conhecimento do
comportamento reológico dos polissacarídeos é
essencial para a formulação de alimentos, para
o projeto e avaliação das condições de processo
e para a determinação da qualidade do produto
final.
Considerando-se a grande diversidade de
polissacarídeos que podem ser aplicados como
ingredientes em alimentos, torna-se de extrema
importância o desenvolvimento de pesquisas
que avaliem o comportamento reológico desses
polímeros quando submetidos a diferentes
condições de processos e aplicados em
formulações variadas. O conhecimento dessas
propriedades
é
essencial
para
o
desenvolvimento
de
novos
produtos
alimentícios, no estudo o processo e
dimensionamento de equipamentos, com
melhor qualidade e menor custo, de acordo com
as atuais necessidades do mercado consumidor.
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.... Almeida & Gouveia (1997), ou ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 quando a citação possuir mais de dois
autores:
....Almeida et al. (1997).... ou (Almeida et al.,
1997).
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autores serán enumerados con algaritmo árabe
que tendrán a cada numero una llamada de
rodapié donde se hará constar la función,
titulación, institución, dirección postal y
electrónica (e-mail), teléfono y fax. El texto
deberá ser alineado por los dos lados y con la
tabulación de 1 cm para el inicio de cada
parágrafo.
Figuras, Tablas y Fotos – deberán ser
colocadas luego abajo del parágrafo donde
fuera citada pela primera vez. En las legendas,
las palabras Figuras, Tabla y Foto deben estar
en negrito y tener la letra inicial mayúscula y
en su enunciado deberá ser alineada por la
izquierda con la primera letra después de la
palabra Figura. Las unidades deben ser
expresas en el sistema internacional
Ejemplos de citaciones bibliográficas
 cuando la citación tiene un solo autor:
...Almeida (1997), o ...(Almeida, 1997);
 cuando la citación tiene dos autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), o ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 cuando la citación tiene mas de dos autores:
....Almeida et al. (1997).... o (Almeida et al.,
1997).
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type, italic and centralized, except for
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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.
ENDEREÇO ADDRESS DIRECCIÔN
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais
Caixa Postal 10.078
CEP. 58109-970 - Campina Grande, PB, BRASIL
Fone: (083)2101-1288 Telefax: (083)2101-1185
E-mail: [email protected] ou [email protected]
Home Page: http//www.lappa.deag.ufpb.rbpa
LABORATÓRIO DE CRIOGENIA
O Laboratório de Criogenia da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande, desenvolve
trabalhos de ponta a ultrabaixas temperaturas de modo a atender o desenvolvimento tecnológico do
País. As pesquisas com criogenia concentram-se em:
 Crioconservação de sementes
 Sementes de espécies florestais
 Sementes de interesse econômico das regiões do País
 Sementes de plantas medicinais
 Sementes de espécies ameaçadas de extinção
 Congelamento a ultrabaixas temperaturas de alimentos
 Congelamento de carnes (bovinos, caprinos, suínos)
 Congelamento de moluscos e crustáceos
 Congelamento de pescados
 Esterilização de materiais biológicos
 Limites de termo-resistência de fungos e bactérias
 Sistemas de agregação de partículas de sujidade
Coordenação da Área de Armazenamento e Processamento de Produtos Agrícolas
Av. Aprígio Veloso, 882 - Caixa Postal 10.087 - Fones: (83) 2101-1288; 2101-1551 - Fax: (83) 2101-1185
E-mail: [email protected]
TRANSPORTE
EFEITO
DA DANIFICAÇÃO
DE CALOR EMECÂNICA
MASSA EMNA
SÓLIDOS
QUALIDADE
HETEROGÊNEOS:
FISIOLÓGICAUM
DEESTUDO
SEMENTES
TEÓRICO
DE MILHO
VIA ANÁLISE
PIPOCA
CONCENTRADA
(Heat and mass transfer
solids:
A theoretical
study by lumped
analysis)
DURANTE
O ARMAZENAMENTO
(Effectinofheterogeneous
the mechanical
damage
in the physiological
quality
of corn-popcorn seeds
Genivalthe
dastorage)
Silva Almeida, Fabrício José Nóbrega Cavalcante, Antonio Gilson Barbosa de Lima
during
André Luís Duarte Goneli, Paulo César Corrêa, Denise Cunha Fernandes dos Santos Dias, Glauco Vieira Miranda
ATIVIDADE DE ÁGUA, CRESCIMENTO MICROBIOLOGICO E PERDA DE MATÉRIA SECA DOS GRÃOS DE CAFÉ
REAÇÃO
DE GENÓTIPOS
DE ALGODOEIRO
A Meloidogyne
incognita RAÇA (Water
3 ASSOCIADO
Fusarium oxysporum
(Coffea arabica
L.) EM DIFERENTES
CONDIÇÕES
DE ARMAZENAMENTO
activity, À
microbiological
increase
f.
sp.dry
Vasinfectum
genotypes
reaction
Meloidogyne
incognita
(race conditions)
3) associated with Fusarium oxysporum f.sp.
and
matter loss(Cotton
of the coffee
grains
(Coffeatoarabica
L.) in different
storage
vasinfectum.)
Paulo César Afonso Júnior, Paulo César Corrêa, Fabrício Schwanz da Silva, Deise Menezes Ribeiro
Míriam Goldfarb, Nelson Dias Suassuna, Keilla do Nascimento Agra, Lívia Wanderley Pimental, Sibele Thaise Viana
Guimarães Duarte
AVALIAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE FARINHAS DE MANDIOCA DURANTE O ARMAZENAMENTO
(Physicochemical evaluation of the cassava flour during the storage)
HIDROGENAÇÃO
DENeto,
ÓLEO
DE SOJA
EMFeitosa
UM REATOR
DE RECIRCULAÇÃO
BATELADA
Cândido
José Ferreira
Rossana
Maria
de Figueirêdo,
Alexandre José EM
de Melo
Queiroz (Hydrogenation of
soybean oil in a recirculation reactor in batch)
Sueli Marie Ohata, Carlos Alberto Gasparetto
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
ARMAZENAMENTO
DE FEIJÃO MACASSAR TRATADO COM MAMONA: ESTUDO DA PREVENÇÃO DO
different
varieties)
Callosobruchus
E DASCésar
ALTERAÇÕES
NUTRICIONAIS
DO GRÃO
storage
of cowpea
bean under
Fabrício
Schwanzmaculatus
da Silva, Paulo
Corrêa, André
Luís Duarte Goneli,
Rodrigo(The
Martins
Ribeiro,
Paulo César
Afonso
treatments with castor bean: A study of the callosobruchus maculatus prevention and nutritional components alterations of
Júnior
the grain)
Íris Pereira de Almeida, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata, Rosa Maria Mendes
Freire, Manuel Adalberto
GuedesE ESTUDO DA UMIDADE DE EQUILÍBRIO EM VAGENS DE ALGAROBA (Chemical
COMPONENTES
QUÍMICOS
components and study of the equilibrium moisture content in mesquite beans)
Francisco de Assis Cardoso Almeida, José Euflávio da Silva, Maria Elessandra R. Araújo, Josivanda Palmeira Gomes de
COMPARAÇÃO
OS MÉTODOS ESTÁTICO E DINÂMICO NA DETERMINAÇÃO DO EQUILÍBRIO
Gouveia,
Silvana A.ENTRE
de Almeida
HIGROSCÓPICO DAS ESPÍGAS DE MILHO (Comparison between the static and dynamic methods in the hygroscopic
equilibrium determination of the ear corn)
Paulo Cesar Corrêa,
André Luís
Duarte Goneli,
Resende,
Ana Paula Martinazzo,
Fernando
Mendes
Botelho(Prosopis
OBTENÇÃO
DO MELHOR
PROCESSO
DE Osvaldo
EXTRAÇÃO
E FERMENTAÇÃO
DO CALDO
DE
ALGAROBA
juliflora (Sw.) DC) PARA OBTENÇÃO DE AGUARDENTE (The best process determination of extraction and fermentation
of the mesquite (Prosopis juliflora (SW.) DC) broth to obtain liquor)
AVALIAÇÃO
DO Cavalcanti
FRUTO, COR
CASCA
E POLPA
Clóvis
GouveiaDO
Silva,RENDIMENTO
Mario Eduardo R.M.
Mata, DA
Maria
Elita Duarte
Braga,DE
VitalMANGA
de Sousa TIPO
QueirozESPADA SOB
ATMOSFERA CONTROLADA (Evaluation of the income of the fruit, color of the peel and flesh type espada mango under
controlled atmosphere)
Liz Jully Hiluey,
Josivanda Palmeira
Gomes, Francisco
de Assis Cardoso
Almeida,
Michele
Silva,
Hofsky
Vieira
ESTUDO
DA SOLUBILIDADE
DAS PROTEÍNAS
PRESENTES
NO SORO
DE LEITE
E NASantos
CLARA
DE OVO
(Analysis
Alexandre
of whey and egg white proteins solubility)
Daniela Helena Pelegrine, Carlos Alberto Gasparetto
INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DE EQUILÍBRIO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS
(Uncertainty
in the
determination
of equilibrium
content
agriculturalDE
products)
ANÁLISES DO
CONSUMO
ENERGÉTICO
E moisture
SENSORIAL
EMofSECAGEM
MANJERICÃO SOB DIFERENTES
Wilton P. Silva, Cleiton
P. S.
e Silva, Antonio
Gilson Barbosa
Lima analysis of basil drying under several kinds of air
TRATAMENTOS
DE D.
AR
(Energetic
consumption
and sensorial
treatment)
Anamaria Caldo Tonzar, Vivaldo Silveira Júnior.
OBTENÇÃO DE GRAVIOLA EM PO PELO PROCESSO DE LIOFILIZAÇÃO (Soursop powder obtained for the freezedrying process )
Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, George Carlos S Alsemo, Edson Rodrigues, Manuel
PRODUÇÃO DE PASSAS DE ACEROLA EM SECADOR DE BANDEJA (Production of acerola raisins in tray dryer)
Adalberto Guedes, Anna Sylvia R de R.M. Cavalcanti, Camila Carol Abuquerque Oliveira
Marcos F. de Jesus, Viviane L. Scaranto, Vahideh R. R. Jalali, Gabriel Franciso da Silva
INOVAÇÃO TECNOLÓGICA O DESEMPENHO DA FIBRA DO ALGODÃO COLORIDO NO PROCESSO DE
AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE DA POLPA DE UMBU EM PÓ (Evaluation of the stability of the umbu pulp
FIAÇÃO A ROTOR DE UMA INDÚSTRIA TÊXTIL (Technological innovation The performance of the cotton colored
powder)
fiber in the wiring process using rotor of a textile industry)
Pablícia Oliveira Galdino, Alexandre José de M. Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Ranilda Neves G. da Silva
Givanildo Freire, Sibele Thaise Viana Guimarães Duarte, Lívia Wanderley Pimental
ESTUDO DAS ALTERAÇÕES DO HIDROXIMETILFURFURAL E DA ATIVIDADE DIASTÁSICA EM MÉIS DE
ESTUDO DA REOLOGIA DE POLISSACARÍDEOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS (Study of the
ABELHA EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO (Study of the hidroximetilfurfural alterations and
rheology of polysaccharides used in the food industry)
the diastase activity in honey of bee in different condition of storage)
Juliana Tófano de Campos Leite Toneli, Fernanda Elisabeth Xidieh Murr, Kil Jin Park
Zilmar Fernandes Nóbrega Melo, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata

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