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ISSN:1517-8595
ISSN:1517-8595
volume
9, número
1,1,janeiro
junho,
2007
Volume
5, Número
janeiro -- julho,
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.9, n.1, p.1-100, 2007
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
Pró-Reitor: Michel François Fossy
EDITOR
Mario Eduardo R. M. Cavalcanti Mata
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
Diretor: João Batista Queiroz de Carvalho
EDITOR ASSISTENTE
Maria Elita Martins Duarte
CORPO EDITORIAL
Alexandre José de Melo Queiroz - DEAg/UFCG/Paraíba
Carlos Alberto Gasparetto - FEA/UNICAMP/São Paulo
Evandro de Castro Melo - DEA/UFV/Minas Gerais
Francisco de Assis Santos e Silva - DEAg/UFCG/Paraíba
José Helvécio Martins - DEA/UFV/Minas Gerais
Jose Manuel Pita Villamil - DB/UPM/Espanha
Josivanda Palmeira G. de Gouveia - DEAg/UFCG/Paraíba
Leda Rita D'antonino Faroni - DEA/UFV/Minas Gerais
Francisco de Assis Cardoso Almeida - DEAg/UFCG/Paraíba
INFORMAÇÕES GERAIS
A Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais é publicada
semestralmente, podendo editar números especiais caso exista
essa necessidade. A Revista tem por objetivo divulgar trabalhos
técnicos científicos, técnicos, notas prévias e textos didáticos,
originais e inéditos, escritos em português, espanhol e inglês, nas
áreas do conhecimento em: Propriedades Físicas dos Materiais
Biológicos; Armazenamento e Secagem de Produtos Agrícolas;
Automação e Controle de Processos Agroindustriais;
Processamento de Produtos Agropecuários; Embalagens;
Qualidade e Higienização de Alimentos; Refrigeração e
Congelamento de Produtos Agrícolas e Processados, além do
Desenvolvimento de Novos Equipamentos e de Produtos
Alimentícios. Os artigos publicados na Revista estão indexados
no AGRIS AGROBASE e no CAB ABSTRACT.
INFORMACIONES GENERALES
Lincoln de Camargo Neves Filho - FEA/UNICAMP/São Paulo
Odilon Reny Ribeiro Ferreira da Silva - EMBRAPA/Paraíba
Rogério dos Santos Serôdio - CEPLAC/Bahia
Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo
Sandra Maria Couto - DEA/UFV/Minas Gerais
Satoshi Tobinaga - FEA/UNICAMP/São Paulo
Silvio Luis Honório - FEAGRI/UNICAMP/São Paulo
Tetuo Hara - CENTREINAR/Minas Gerais
Vicente de Paula Queiroga - EMBRAPA/Paraíba
Vivaldo Silveira Junior - FEA/UNICAMP/São Paulo
REVISÃO DE TEXTOS
Português: Marli de Lima Assis
José Salgado de Assis
Inglês: Ápio Cláudio de Lima Assis
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Renato Fonseca Aragão
Os assuntos, dados e conceitos emitidos por esta Revista, são da
exclusiva responsabilidade dos respectivos autores. A eventual
citação de produtos marcas comerciais não significa
recomendação de utilização por parte da Revista.
REVISTA BRASILEIRA DE PRODUTOS AGROINDUSTRIAIS
PUBLICAÇÃO SEMESTRAL
Av Aprígio Veloso, 882 - Caixa Postal 10.087
La Revista Brasileña de Productos Agroindustriales tiene una
edición semestral, pudiendo editar números especiales caso exista
esta necesidad. La Revista tiene por objetivo hacer una divulgación
de los trabajos científicos, técnicos, notas previas y textos
didácticos, originales e inéditos, escritos en portugués, español o
ingles, en las áreas de conocimiento en: Propiedades Físicas de los
Materiales Biológicos; Almacenamiento y Secado de Productos
Agrícolas; Automación y Control de los Procesos
Agroindustriales; Procesamiento de los Productos Agro-pecuarios;
Embalajes; Calidad y Higienización de los Alimentos;
Refrigeración y Congelamiento de los Productos Agrícolas y
Procesados, así como también el Desarrollo de nuevos Equipos y
de nuevos Productos Alimentares. Los artículos publicados en la
Revista están indexados en AGRIS AGROBASE y en el CAB
ABSTRACT.
GENERAL INFORMATION
The Brazilian Journal of Agro-industrial Products will have a has
a semestral edition, but it can have special numbers if this is
necessary. The purpose of the Journal is to spread Scientific and
technical works, previous notes and didactic, original and
unpublished works, written in Portuguese, Spanish and English
about Physical Proprieties of Biological Materials; Storage and
Drying of Agricultural Products; Automation and Control of
Agro-industrial Processes; Processing of Vegetal and Animal
Products; Packing; Quality and Healthily of Foods;
Refrigeration and Freezing of Agricultural Products already
processed besides the Development of New Equipment
FICHA CATALOGRÁFICA
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais/ Brazilian Journal
Agro-Insustrial Products v.9, n.1, (2007). Campina Grande:
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e
Tecnologia, 2007.
Campina Grande, Volume 9, Número 1, Janeiro-Junho, 2007.
Semestral
ISSN 1517-8595
ISSN 1517-8595
Tiragem 500 exemplares.
CAPA: flor de maracujá, fruto e suco do maracujazeiro.
Site da RBPA http://www.deag.ufcg.edu.br/rbpa.
1. Engenharia Agroindustrial-Períodicos. 2. Agroindústria. 3. Produtos
Agroindustriais. 4. Engenharia de Alimentos. 5. Engenharia Agrícola.
CDD 631.116
ISSN 1517-8595
Volume 9, Número 1, Janeiro-Junho, 2007
SUMÁRIO/ CONTENTS
Artigos Científicos
Página
ANÁLISE SENSORIAL DA POLPA E DO SUCO DE CAJÁ OBTIDOS PELA REIDRATAÇÃO DE CAJÁ EM PÓ
(Sensorial analysis of the pulp and cajá juice obtained for rehidratation of powdered cajá )
Yvson Costa Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Anna Sylvia R. de R. M. Cavalcanti,
Camila Carol Abuquerque Oliveira, Manoel Adalberto Guedes ..................................................................................................
1
APPARENT VISCOSITY OF FORMULATIONS OF INULIN CHICORY EXTRACT (Cichorium intybus L ) WITH
MODIFIED AND HYDROLYZED STARCHES (Viscosidade aparente de extratos de inulina de chicória (Intybus de
cichorium L.) formulados com amidos modificado e hidrolizado
Regina Isabel Nogueira, Kil Jin Park, Estela Deyrmendjian, Roy Edward Bruns, João Alexandre Bortoloti ...........................
7
CINÉTICA DE SECAGEM DE POLPA DE FACHEIRO (Drying kinetics of cereus squamosus pulp)
Ezenildo Emanuel de Lima, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz ....................................
17
FORMAS DE APLICAÇÃO DE BIOFERTILIZANTE SOBRE OS COMPONENTES DE PRODUÇÃO E RENDIMENTO DE
BATATA (Application forms of biofertilizer on ingredients of production and yield of potato)
João Felinto dos Santos, Luciano de Medeiros Pereira Brito, Maria Ednalva Cavalcanti de Oliveira, Francisco de Assis
Cardoso Almeida, Maria do Carmo Cardoso Almeida Santos ...................................................................................................
29
ADSORPTION ISOTHERMS OF CHICORY INULIN POWDER: TEMPERATURE EFFECT (Isotermas de adsorção
de pó de inulina de chicória: efeito da temperatura)
Regina Isabel Nogueira, Suely Pereira Freitas, Kil Jin Park, Estela Deyrmendjian .................................................................
35
EFEITO ESTERILIZANTE DA APLICAÇÃO DE PULSOS ELÉTRICOS DE ALTA VOLTAGEM EM SUCO DE
LARANJA ( Inactivation effect by pulsed electric field application under orange juice)
Junko Tsukamoto .........................................................................................................................................................................
43
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE FRUTOS DE MAMOEIRO COMERCIALIZADOS NA EMPASA DE
CAMPINA GRANDE-PB (Pysical-chemical characteristics of papaia fruit commercialized at EMPASA Campina
Grande – PB
Francisco Rodolfo Júnior, Lucicléia Barros de V. Torres, Vinícius Batista Campos, Anicléia Rodrigues de Lima, Adriano
Duarte de Oliveira, Jeane Karla de Mendonça Mota .................................................................................................................
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DE FRUTOS DE MARACUJAZEIRO-AMERELO SOB ADUBAÇÃO
POTÁSSICA, BIOFERTILIZANTE E COBERTURA MORTA (Physical and chemical characteristics of yellow passion
fruits under fertilization potassium, bovine biofertilizer and mulch
Vinícius Batista Campos, Lourival Ferreira Cavalcante, Tony Andreson Guedes Dantas, Jeane Karla de Mendonça Mota,
Artenisa Cerqueira Rodrigues, Adriana Araújo Diniz ................................................................................................................
51
57
EVALUATION OF MATHEMATICAL MODELS FOR PREDICTION OF THIN-LAYER DRYING OF BRAZILIAN
LEMON-SCENTED VERBENA LEAVES (Lippia alba (Mill) N.E. Brown) (Avaliação de modelos matemáticos para a
predição da secagem em camada delgada de folhas de erva-cidreira-brasileira (Lippia alba (Mill) N.E. Brown)
Fabrízio da Fonseca Barbosa, Evandro de Castro Melo, Ricardo Henrique S. Santos, Ronicely Pereira da Rocha, Ana Paula
Martinazzo, Lauri Lourenço Radünz, Luis Manuel Navarro Graci .............................................................................................
71
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E HIDRODINÂMICAS DE CHUCHU MINIMAMENTE PROCESSADOS (Physical
and hydrodynamics characteristics of chayote with minimum processing)
Taciana Walesca Cruz Gonzaga, Maria Elita Martins Duarte, Mário Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata, Lívia
Wanderley Pimentel, Nara Wanderley Pimentel, Priscila Beserra Santana, Camila Carol de Albuquerque Oliveira ..............
81
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.9, n.1, p.1-6, 2007
ISSN 1517-8595
ANÁLISE SENSORIAL DA POLPA E DO SUCO DE CAJÁ OBTIDOS PELA
REIDRATAÇÃO DE CAJÁ EM PÓ
Yvson Costa Silva1, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata2, Maria Elita Martins
Duarte2, Anna Sylvia R. de R. M. Cavalcanti3 Camila Carol Abuquerque Oliveira4,
Manoel Adalberto Guedes5
RESUMO
Foram realizadas análises sensoriais da polpa reconstituída do cajá em pó, do produto in natura,
e do suco, obtido por diluição da polpa em solução açucarada. As amostras foram avaliadas por
meio de escala hedônica. a formulação que obteve características sensoriais mais próximas da
polpa in natura e do suco obtido pela diluição desta, foi a do cajá em pó microencapsulado com
15% de maltodextrina, e que o aumento da proporção do microencapsulante amido modificado
está relacionado com o escurecimento e a alteração das características sensoriais da polpa e do
suco de cajá; o cajá em pó microencapsulado com 15% de maltodextrina conserva melhor a cor
e a aparência, aproximando-se dessas características in natura e para os demais parâmetros
avaliados (aroma e sabor) na polpa e no suco, não foram encontradas diferenças significativas
entre as formulações estudadas.
Palavras-chave: secagem por atomização, fruta em pó, aroma, sabor
SENSORIAL ANALYSIS OF THE PULP AND CAJÁ JUICE OBTAINED FOR
REHIDRATATION OF POWDERED CAJÁ
ABSTRACT
Sensorial analyses of the reconstituted pulp of the powdered cajá were accomplished, of the
product “in natura”, and of the juice, obtained by dilution of the pulp in sugary solution. The
samples were appraised by means of hedonic scale. the formulation that obtained closer
sensorial characteristics of the pulp “in natura” and of the juice obtained by the dilution of this,
it went to of the powdered cajá microencapsulated with 15% of maltodextrina, and that the
increase of the proportion of the microencapsulate modified starch is related with the color and
the alteration of the sensorial characteristics of the pulp and of the cajá juice; the cajá powdered
microencapsulado with 15% of maltodextrina conserves the color and the appearance better,
approaching of those characteristic “in natura” and for the other appraised parameters (aroma
and flavor) in the pulp and in the juice, they were not found significant differences among the
studied formulations.
Keywords: spray drier, powdered fruit, aroma, flavor
Protocolo 901 de 30/02/2005
1
Químico Industrial Mestre em Engenharia Agrícola, Doutorando em Engenharia Química (UFRN),
2
Professor Associado da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG),
Campina Grande-PB, Brasil Email: [email protected] e [email protected]
3
Estudante de Desenho Industrial, Universidade Federal de Campina Grande Email: [email protected]
4
Desenhista Industrial, Universidade Federal de Campina Grande Email: [email protected]
5
Físico, Núcleo de Energia, Universidade Federal de Campina Grande, Email: [email protected]
1
2
Análise sensorial da polpa e do suco de cajá obtidos pela reidratação de cajá em pó
Silva et al.
INTRODUÇÃO
MATERIAIS E MÉTODOS
Uma das fruteiras com grande potencial
econômico para o Nordeste é a cajazeira, que se
encontra disseminada em quase todos os
ecossistemas dessa região. Essa fruteira ocorre
espontaneamente de forma isolada ou aleatória
em quintais e sítios. O fruto desta espécie é
aromático, ácido e de sabor bastante agradável,
razão pela qual é amplamente consumido sob
forma de suco, sorvete, vinhos, licores ou
doces. (Souza et al., 2001).
O cajá pertence ao gênero das Spondias
da família das Anacardiáceas. É uma fruta de
casca lisa e fina, de cor alaranjada ou
avermelhada, muito aromática e de polpa
suculenta. Apresenta sabor agridoce, de polpa
alaranjada, é apreciado para a fabricação de
doces, licores, sucos, sorvetes e polpa.
A conservação do cajá se dá comumente
sob forma de polpa congelada. No entanto, o
congelamento implica em alto custo energético
além de grande espaço requerido para o
armazenamento da polpa.
A secagem por atomização é uma
alternativa bastante viável para transformação
de frutas, visto que, gera um produto na forma
de pó, com maior valor agregado e de fácil
manipulação, o qual, devido à redução da
quantidade de água para próximo de 2%, tornase bastante estável, podendo ser estocado, na
temperatura ambiente, por um período
prolongado.
A fim de viabilizar o processo de
secagem por atomização, faz-se necessário o
uso do material de parede, cuja função principal
é envolver a partícula seca, evitando a sua
adesão nas paredes do secador, devido a
caramelização dos açúcares, além de conservar
componentes voláteis constituintes do aroma.
A análise sensorial pode ser definida
como um método científico usado para analisar,
medir e interpretar as reações das características
dos alimentos e dos materiais como são
percebidas pelos órgãos da visão, tato, olfação,
audição e gustação (Amerine et al., 1965).
Segundo Dutcosky (1996), na indústria
de alimentos e nas instituições de pesquisa, a
análise sensorial tem como aplicações o
controle das etapas de desenvolvimento de um
novo produto, avaliação do efeito das alterações
nas matérias-primas ou no processamento
tecnológico sobre o produto final, controle de
efeito da embalagem sobre os produtos
acabados, controle de qualidade, vida de
prateleira e, teste de mercado de um novo
produto ou produto reformulado.
O desenvolvimento da etapa experimental
do trabalho foi conduzido no Laboratório de
Armazenamento e Processamento de Produtos
Agrícolas – LAPPA, do Departamento de
Engenharia Agrícola, do Centro de Ciências e
Tecnologia da UFCG, Campus I, em Campina
Grande – PB.
As frutas utilizadas para o processamento
foram adquiridas junto a produtores da região
de Campina Grande.
As polpas, com exceção da in natura,
foram obtidas por meio da reconstituição do
cajá em pó com água destilada. Os sucos foram
obtidos por diluição das polpas com solução de
sacarose.
Com relação às polpas foram analisados
os atributos sensoriais: cor, aparência e aroma,
e para o suco, além dos anteriores também foi
considerado o atributo sabor. A avaliação foi
feita por meio de teste de preferência baseado
em escala hedônica, em ambiente inodoro e
iluminado pela luz do dia.
As amostras foram avaliadas em copos de
plástico
descartáveis
codificados
com
algarismos de 3 dígitos, sendo “123” para a
amostra in natura, “321” para a amostra com
15% de maltodextrina, “213” para a amostra
com 10% de maltodextrina + 5% de amido
modificado, e “312” para a amostra com 7,5%
de maltodextrina + 7,5% de amido modificado.
Todas as amostras foram postas ao acaso,
distribuídas em bandejas plásticas.
O delineamento experimental foi
conduzido por meio de blocos inteiramente
casualizados. Os dados coletados foram
avaliados pela análise de variância, Anova,
através do programa do pacote estatístico
Assistat v.7.2b. Para a comparação das médias
aplicou-se teste de Tukey (p 0,05). Os
resultados das médias foram apresentados de
forma tabular e gráfica (perfil sensorial).
O teste foi realizado com apenas 5
pessoas devido a pequena quantidade de
amostras obtidas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os
atributos
escolhidos
para
caracterização do perfil sensorial das amostras
de polpa e suco de cajá foram: cor, aroma e
aparência, e o parâmetro sabor apenas para o
suco. Cabe ressaltar que as análises
comparativas foram feitas com a polpa de cajá
reconstituída adicionando água destilada ao cajá
em pó, e o suco, por diluição da polpa em água
e açúcar.
Os resultados da análise sensorial
encontram-se nos perfis sensoriais das amostras
(Figuras 1 e 2). O centro da figura representa o
Silva et al.
3
ponto zero da escala e a intensidade aumenta do
centro para a periferia. A média de cada
atributo por amostra é marcada no eixo
correspondente, onde o perfil sensorial é
traçado pela conexão dos pontos.
Perfil sensorial da polpa de cajá
Cor
9
8
7
Natural
6
5
15% Maltodextrina
4
3
10% Maltodextrina+5% amido
modificado
2
7,5% Maltodextrina+7,5% amido
modificado
1
0
Aroma
Aparencia
Figura 1 – Perfil sensorial da polpa de cajá natural e da polpa reconstituída a partir do cajá em pó
desidratado com diferentes microencapsulantes.
Perfil sensorial do suco de cajá
Cor
9
8
7
6
5
4
Natural
3
2
15% Maltodextrina
1
Sabor
0
Aparência
10% Maltodextrina+5% amido
modificado
7,5% Maltodextrina+7,5% amido
modificado
Aroma
Figura 2 – Perfil sensorial do suco de cajá natural e do suco obtido pela diluição da polpa com
diferentes microencapsulantes em água e açúcar.
Na Figura 1, pôde-se constatar que a
maltodextrina
como
microencapsulante,
conserva melhor a cor e a aparência da polpa de
cajá, enquanto que para o aroma observa-se
uma pequena diferença que pode ser explicada
pela análise estatística.
A análise de variância dos resultados
mostrou que houve diferença significativa em
4
nível de 5% de probabilidade nos atributos
aroma e aparência, enquanto que na cor, a
diferença foi significativa apenas em nível de
1% de probabilidade entre as amostras de polpa
de cajá.
Na Tabela 1 estão os resultados do teste
de Tukey para o parâmetro aroma, onde foram
comparadas as médias entre as amostras com
microencapsulante e a amostra in natura. As
médias seguidas pela mesma letra não diferem
estatisticamente entre si em nível de 5% de
probabilidade, pelo teste de Tuckey.
Observa-se na Tabela 1 que não existem
diferenças significativas entre a polpa do cajá
“in natura” e a polpa de cajá com 15% de
maltodextrina. No entanto essa polpa não difere
significativamente das polpas com 10% de
maltodextrina + 5% de amido modificado e
7,5% de maltodextrina + 7,5% de amido
modificado.
Silva et al.
Constata-se, para os parâmetros cor e
aparência, que apenas a amostra com 7,5% de
maltodextrina e 7,5% de amido modificado se
diferencia da amostra in natura. Este fato pode
ser observado nas Tabelas 2 e 3 e também na
Figura 1, onde a linha verde, que representa a
amostra com 7,5% de maltodextrina e 7,5% de
amido modificado, está bastante afastada da
amostra sem aditivos.
Na Figura 2 observa-se o perfil sensorial
do suco de cajá, onde verifica-se que uma maior
presença de maltodextrina contribui para a
conservação do produto dentro dos parâmetros
analisados.
Ainda na Figura 2, em relação aos
parâmetros aroma e sabor, observa-se que
houve um grande afastamento da amostra in
natura em relação às demais. Este afastamento
também pode ser constatado pela análise
estatística.
Tabela 1 – Comparação entre médias do aroma da polpa de cajá preparada com cajá em pó contendo
diferentes percentuais de microencapsulantes
Tratamentos
Polpa “in natura”
Polpa com 15% de
maltodextrina
Polpa com 10% de
maltodextrina + 5% de amido
modificado
Polpa com 7,5% de
maltodextrina + 7,5% de
amido modificado
DMS
Médias de tratamento para
aroma
8,60 
6,00 β
5,40 β
5,40 β
2,83.
Tabela 2 – Comparação entre médias da aparência da polpa de cajá preparada com cajá em pó
contendo diferentes percentuais de microencapsulantes
Tratamentos
Polpa com 15% de
maltodextrina
Polpa com 10% de
modificado
Polpa com 7,5% de
maltodextrina + 7,5% de
amido modificado
DMS
Médias de tratamento para
aparência
8,60 
7,20 β
7,00 β
4,40 β
3,02
Silva et al.
5
Tabela 3 – Comparação entre médias da cor da polpa de cajá preparada com cajá em pó contendo
Tratamentos
Polpa com 15% de maltodextrina
Polpa com 10% de maltodextrina
+ 5% de amido modificado
Polpa com 7,5% de maltodextrina
+ 7,5% de amido modificado
DMS
Nessas Tabelas 4 e 5 percebe-se que
apenas o suco de cajá com 10% de
maltodextrina não difere estatisticamente do
suco feito com o produto in natura, embora a
diferença do valor médio atribuído pelos
provadores seja de 2 pontos.
De acordo com a Tabela 6, para o atributo
de aparência do suco de cajá, observa-se que só
existe diferença entre as amostras quando se
compara o suco de cajá feito com a fruta in
natura e o suco de cajá feito com o cajá em pó
Médias de tratamento
para cor
8,60 
7,00 β
6,80 β
4,40 β
2,97.
obtido com 7,5% de maltodextrina + 7,5% de
amido modificado como microencapsulante.
Este fato, também, pode ser constatado por
meio da Figura 2, onde se observa que o
quadrado que representa a análise sensorial do
suco de cajá com 7,5% de maltodextrina +
7,5% de amido modificado, se afasta muito do
perfil sensorial do suco de cajá feito com a
polpa in natura, e caminha em direção do eixo
central.
Tabela 4 – Comparação entre médias do aroma do suco de cajá preparado com cajá em pó contendo
Tratamentos
Suco obtido da polpa “in natura”
Suco obtido da polpa com 15% de
maltodextrina
modificado
Suco obtido da polpa com 7,5% de
maltodextrina + 7,5% de amido
modificado
DMS
para aroma
8,40  .
6,40 β
5,40 β
4,80 β
2,16
.
Tabela 5 – Comparação entre médias do sabor do suco de cajá preparado com cajá em pó contendo
diferentes percentuais de microencapsulantes.
Tratamentos
para sabor
8,40  .
6,20 β
maltodextrina
5,60 β
modificado
Suco obtido da polpa com 7,5%
5,60 β
de maltodextrina + 7,5% de
amido modificado
DMS
2,47 .
6
Silva et al.
Tabela 6 – Comparação entre médias da aparência do suco de cajá preparado com cajá em pó contendo
Tratamentos
maltodextrina
modificado
Suco obtido da polpa com 7,5%
de maltodextrina + 7,5% de
amido modificado
DMS
Para a cor, foi observado, por meio da
Tabela 7, que as amostras in natura, a com 10%
de maltodextrina + 5% de amido modificado e a
com 7,5% de maltodextrina + 7,5% de amido
para aparência
7.80  .
6,60 β
6,20 β
5,20
β
1,75 .
modificado, diferem entre si. A amostra com
15% de maltodextrina difere estatisticamente
apenas da amostra com 7,5% de maltodextrina
+ 7,5% de amido modificado.
Tabela 7 – Comparação entre médias da cor do suco de cajá preparado com cajá em pó contendo
diferentes percentuais de microencapsulantes.
Tratamentos
para cor
8,00 
7,00 β
maltodextrina
6,20 βγ
maltodextrina + 5% de amido modificado
Suco obtido da polpa com 7,5% de
5,60 γ
maltodextrina + 7,5% de amido modificado
DMS
1,36.
diferenças significativas entre as amostras
obtidas.
CONCLUSÕES



Para os perfis sensoriais da polpa e do
suco obtidos da reconstituição do cajá em
pó,
a
formulação
que
obteve
características sensoriais mais próximas
da polpa de cajá in natura e do suco foi o
produto em pó contendo 15% de
maltodextrina como microencapsulante;
O aumento da proporção de amido
modificado está relacionado com o
escurecimento
e
alteração
das
características sensoriais da polpa e do
suco de cajá;
Das três formulações estudadas, a que
possui 15% de maltodextrina como
microencapsulante, conserva melhor a cor
e a aparência da polpa de cajá. Para os
demais parâmetros avaliados (aroma e
sabor) na polpa e no suco, não existem
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Amerine, M. A.; Pangborn, R. M.; Roessler, E.
B. Principles of sensory evaluation of
food. New York: Academic Press, 1965.
802p.
Dutcosky, S. D. Análise sensorial de
alimentos. Curitiba: Ed. Universitária
Champagnat, 1996. 123p.
Souza, V.A.B.; Araújo, E.C.E.; Vasconcelos,
L.F. L. Perspectivas do melhoramento de
espécies nativas do Nordeste Brasileiro. In:
Congresso Brasileiro de Melhoramento de
Plantas, 1., 2001, Goiânia, GO. Anais...
Goiânia: EMBRAPA-CNPAF/SBMP, 2001.
(CD Rom).
ISSN 1517-8595
7
APPARENT VISCOSITY OF FORMULATIONS OF INULIN CHICORY EXTRACT
(Cichorium intybus L ) WITH MODIFIED AND HYDROLYZED STARCHES
Regina Isabel Nogueira1, Kil Jin Park2, Estela Deyrmendjian3, Roy Edward Bruns4,
João Alexandre Bortoloti 4
ABSTRACT
Rheological properties of chicory root extracts were determined at 25°C, 40°C and 55°C.
Samples consisted of pure concentrated extract and concentrated extract formulated with
hydrolyzed and modified starch. All suspensions exhibited a pseudoplastic behavior, with an
index value (n) varying from 0.42 to 0.97 in the shear rate range of 14 to 264 s -1. Statistical
models indicate that the apparent viscosity of suspensions, formulated with the two different
starches, are affected principally by the proportion of hydrolyzed starch, the proportion of
modified starch and the fraction of the two starches in the total mixture.
Keywords: fat replacement, food ingredient, rheology, chicory extract
VISCOSIDADE APARENTE DE EXTRATOS DE INULINA DE CHICÓRIA (Intybus de
cichorium L.) FORMULADOS COM AMIDOS MODIFICADO E HIDROLIZADO
RESUMO
As propriedades reológicas dos extratos de raízes de Chicória foram determinadas a 25°C, 40°C
e 55°C. As amostras consistiram de extrato puro concentrado e extrato concentrado formulado
com o amido hidrolisado e modificado. Toda a suspensão apresentou um comportamento
pseudoplastico, com um valor de índice reológico (n) variando de 0,42 to 0,97 na faixa de
deformação de 14 a 264 s-1. Modelos estatísticos indicam que as viscosidades aparentes das
suspensões formulados, com dois diferentes amidos, são afetadas principalmente pela
proporção de amido hidrolisado, amido modificado e fração dos amidos na mistura total.
Palavras-chave: substituto de gordura, ingrediente alimentício, reologia, extrato de Chcória
__________________
Protocolo: 923 de 15 de janeiro de 2005
1
EMBRAPA Food Technology [email protected]
2
UNICAMP/FEAGRI [email protected]
3
UNICAMP/FEA [email protected]
4
UNICAMP/IQ
[email protected]
8
Apparent viscosity of formulations of inulin chicory extract with modified and hydrolyzed starches.
INTRODUCTION
Chicorium intibus is a plant of great
economic potential due to high concentrations
of fructoligossacharide, known as inulin, in its
roots, which is used as a replacement ingredient
for sugar and fat. Inulin is a polysaccharide
consisting of a chain of fructose units with a
terminal glucose unit. Vegetables such as
asparagus, onion, garlic, dahlia and chicory are
the predominant source for commercial inulin,
(Silva 1996). Commercially, inulin is extracted
from chicory root. The process involves
extraction by infusion in hot water, evaporation
of excess water, and spray drying of the juice to
obtain inulin powder, commercially named as
raftiline, (Teeuwen and others 1992). It is also
possible to obtain other selected products from
partial enzymatic hydrolysis, commercially
explored as raftilose. These products are
resistant to digestion in the upper
gastrointestinal tract, but readily fermented in
the colon, where they serve as selective growth
substrates for bifidobacteria. This process
results in a very important physiological
property for inulin causing nutritional benefits
similar to those associated with a high fiber diet
with stimulation of bifid bacteria growth
decreasing, for example, blood cholesterol
levels according to Roberfroid and others
(1993) and Silva (1996). Inulin is particularly
suitable for fat replacement in low fat or fat
free products, such as chocolate, confectionery,
cheese and ice cream dressing, because it has a
fat creamy form, gelling capacity and good
body, texture and mouthfeel. Raftiline and
raftilose are used as dietary fiber, having the
additional advantages of being able to replace
fat and sugar in foods, (Hewitt 1994; Cândido
and Campos 1995).
The rheological behavior of fluid foods
is essential for designing and evaluating food
processing equipment and it is an important
parameter for quality control for consumer
acceptability.
Regarding
engineering
calculations, knowledge of applicable flow
models is important for designing flow systems,
(Rao and Anantheswaran 1982).
It was observed that some biological
fluids such as suspensions, proteins or
polysaccharides do not obey the Newtonian law
of viscosity. Vegetable juices and purees
containing great masses of insoluble particulate
material, such as pectin, in suspension are
highly
non-Newtonian
due
to
high
macromolecular concentrations that directly
Nogueira et al.
affect their rheological behaviors. Rao and
others (1974) presented examples of nonNewtonian behavior with pseudoplastic
characteristics related to banana, guava and
papaya purees. The effect of temperature and
concentration on apparent viscosity must be
known to understand unitary operations such as
heat and mass transfer of fluid foods, (Vitali
and Rao (1982); Rao and others (1984)).
Hassan and Hobani (1998) studied flow
properties of Hibiscus sabdariffa L concluding
that the power law provided a good fit for
pseudoplastic flow behavior. The rheological
behavior of chicory extract was analyzed based
on that class of material.
The objective of this work is to study the
rheological behavior of mixtures of chicory
extract containing two types of starches and to
simultaneously analyze for the effects of
process and mixture variables on the apparent
viscosity using statistical models.
MATERIALS AND METHODS
Material
The chicory was harvested, the roots
separated and washed before slicing, and
placed in an autoclave for extraction at 120°C
for 20 minutes. The ratio of extraction was one
part of sliced roots to two parts of distilled
water according to Figueira (2000). After that
time period solid and liquid phases were
separated from each other by filtration, and
concentrated in a pilot vacuum evaporator
[PRECISION
PS
CIENTIFIC
GCA
CORPORATION] at conditions of 20inHg and
55°C, until 22°Brix. The concentrated extracts
were put into clean PET bottles and stored in a
freezer to prevent deterioration prior to the
viscometric measurements.
Starches
Commercial ingredients such as modified
starch (Dextrina 17) and hydrolyzed starch
(Loremalt 2002) supplied by the Lorenz
Company in Brazil were used.
Experimental design
Standard process variable and mixture
models (Barros Neto and others, 1996) were
multiplied to obtain combined process-mixture
variable
models
(Cornell,1988).
The
Apparent viscosity of formulations of inulin chicory extract with modified and hydrolyzed starches
proportions of hydrolyzed starch, x1, and
modified starch x2, the mixture variables, were
studied at different total percentage starch
levels and different temperatures, the process
variables. Experimental designs were executed
at different proportions of modified-hydrolyzed
starch (1:0), ( ½ : ½) and (0,1) permitting
determination of linear and quadratic mixture
models. Three temperature levels, 25C, 40C
and 55C and six total starch percentage levels
were investigated for the process variables.
Apparent viscosity measurements were made at
all possible combinations of levels of the
process and mixture variables.
Nogueira et al.
9
Data processing
The choice of rheological model is based
on the fluid characteristics of the material
under study. Empirical models, showing the
relationships between shear stress and shear
rate, provide descriptions of rheological
behavior.
  K n
(1)

Since,   
, equation (1) can be
rewritten as (Morris 1995):
appKn1
(2)
Preparation of formulated suspensions
The extract was thawed and weighed in
beakers on a semianalytical balance [MARTE
model AS2000] to form 20.00g aliquots. To
this extract, modified, hydrolyzed or a
50%:50% mixture of these starches were
slowly added until complete dispersion in
quantities necessary to make up 0%, 5%, 10%,
15%, 20%, 25% and 30% of the total mixture.
This suspension was transferred to the
viscometer for which readings were taken after
the temperature was stabilized at 25C, 40C
and 55C.
Viscometric measurements
All measurements reported here were
taken with a single spindle Brookfield type
viscometer model LV, sensor system SC-18 and
SC-34, covering all ranges of combinations and
temperature conditions. The SC-18 sensor was
used for suspensions containing 5%, 10% and
15% starch at 25°C and 5%, 10%, 15% and
20% of starch at 40°C and 55°C. The SC-34
sensor was used to measure suspensions
containing 20%, 25% and 30% of starch at
25°C and 25% and 30% at 40°C and 55°C. The
use of both SC-18 and SC-34 sensors for the
measuring system was necessary so that
readings within the security intervals could be
made at all the different mixture and
temperature conditions. The viscometer was
connected to a thermostatic bath circulator to
keep the sample at constant temperature. The
data acquisition system registered shear stress
and apparent viscosity at temperatures of 25°C,
40°C and 55°C. A rotating spindle velocity
within 50 to 200 rpm was used to obtain shear
rates ranging from 14 to 264 s-1.
Lapasin and Pricl (1995) state that the
transport properties and specially the
rheological behavior of complex and real
materials with polysaccharide systems can be
significantly affected by different factors such
as solvent medium, concentration and
temperature. For homogeneous systems
viscosity is a monotonically decreasing
function of temperature.
The relative errors were calculated
according to equation 3, showing the
differences between predicted values obtained
from the model and experimental values of
shear stress and apparent viscosity. According
to Lomauro and others (1985) the errors are
considered very acceptable for values of ERM
below 5%.
ne
VE

VP
100
(3)
ERM
 
ne
VE
i

1
Statistical mixture-process variable models
Multiple linear regression of apparent
viscosity on the various levels of the mixture
variables (proportions of hydrolyzed and
modified starches, x1 and x2) and on the process
variables (% total starch and temperature, z1
and z2 scaled values) were carried out to obtain
a model capable of predicting apparent
viscosity as a function of these variables. Since
replicate experiments were not plausible to
perform, approximate estimates of errors in the
regression coefficient models were obtained
from cumulative probability plots of weighted
values of the model’s coefficients. A second
estimate was obtained from regression residuals
for a model not showing evidence of lack of fit.
10
RESULTS AND DISCUSSION
The apparent viscosity curves (app)
showed similar behaviors at all three
temperatures and all total starch percentages.
Figure 1 shows the typical behavior where the
apparent viscosity decreases with increasing of
Nogueira et al.
shear rate(  ). Such a decrease is more
significant for the pure extract, showing a nonNewtonian flow behavior with pseudoplastic
characteristics, as is indicated by the flow
index, n, situated in the 0.42 to 0.65 range, for
25°C, 40°C and 55°C, as shown in Table 1.
ap (mPa.s)
100,00
10,00
10,0
100,0
1000,0
 (1/s)
Figure 1. Typical behavior of apparent viscosity curve for suspension from chicory extract with
and/or hydrolyzed starches
Table 1- Consistency and flow behavior index
Starch type
Hydrolyzed
Modified
Hydrolyzed + Modified
ERM
ERM
ERM
T
%
K
K
K
2
2
n
R
n
R
n
R2
(%) (Pa sn)
(%) (Pa sn)
(%)
(ºC) Starch (Pa sn)
0
0.48 0.65 1.00 1.93
0.48 0.65 1.00 1.93
0.48 0.65 1.00 1.93
5
0.15 0.95 0.99 0.71
0.15 0.94 0.99 0.44
0.19 0.84 0.99 1.50
10
0.19 0.93 0.99 0.83
0.17 0.95 0.99 0.42
0.16 0.97 0.99 1.41
25
15
0.27 0.95 0.99 0.71
0.20 0.96 0.99 0.46
0.33 0.90 0.99 2.49
20
0.55 0.82 0.99 2.13
0.40 0.88 0.99 1.29
0.63 0.90 0.99 1.44
25
0.94 0.92 0.99 1.39
0.62 0.84 0.99 0.70
0.75 0.86 0.99 0.84
30
1.11 0.92 0.99 0.43
0.78 0.92 0.99 1.02
1.02 0.91 0.99 0.99
0
1.06 0.42 0.97 4.11
1.06 0.42 0.97 4.11
1.06 0.42 0.97 4.11
5
0.09 0.96 0.99 0.54
0.15 0.91 0.99 1.59
0.26 0.75 0.99 2.20
10
0.11 0.94 0.99 0.96
0.15 0.96 0.99 0.33
0.23 0.84 0.99 1.15
40
15
0.16 0.95 0.99 1.03
0.17 0.96 0.99 0.29
0.25 0.94 0.99 0.61
20
0.22 0.96 0.99 0.33
0.22 0.97 0.99 0.38
0.30 0.93 0.99 0.67
25
0.44 0.87 0.99 0.91
0.34 0.93 0.99 1.84
0.49 0.92 0.99 1.27
30
1.09 0.81 0.99 0.96
0.73 0.83 0.99 1.14
0.84 0.86 0.99 1.45
0
0.55 0.46 0.95 6.49
0.55 0.46 0.95 6.49
0.55 0.46 0.95 6.49
5
0.06 0.92 0.99 0.83
0.07 0.95 0.99 0.53
0.12 0.84 0.99 1.87
10
0.09 0.91 0.99 0.76
0.10 0.95 0.99 0.52
0.13 0.88 0.99 1.84
55
15
0.10 0.96 0.99 0.54
0.12 0.95 0.99 0.98
0.15 0.93 0.99 0.60
20
0.13 0.94 0.99 0.63
0.21 0.96 0.99 0.24
0.31 0.89 0.99 0.61
25
0.42 0.78 0.99 1.21
0.43 0.85 0.99 1.61
0.65 0.83 0.99 2.84
30
0.54 0.84 0.99 1.14
0.59 0.85 0.99 1.56
0.81 0.89 0.99 1.21
11
Apparent viscosity of formulations of inulin chicory extract with modified and hydrolyzed starches.
The decrease of apparent viscosity with
increasing shear rate, for 5%, 10% 15%, 25%
and 30% hydrolyzed starch at 25oC, with n
values ranging from 0.92 to 0.95 as shown in
Table 1, is less significant than the curve for
20% starch, with n equal to 0.82 characterizing
a pseudoplastic behavior. For temperatures of
40oC and 55oC, n values are situated in the 0.91
to 0.96 range for 5%, 10% 15% and 20% of
hydrolyzed starch, and from 0.78 to 0.87 for
25% and 30% of hydrolyzed starch.
The decrease of apparent viscosity with
increasing shear rate for temperatures of 25°C,
and 5%, 10%, 15% and 30% of modified
starch, is less significant than the decreases
observed for 20% and 25% of modified starch,
with n values ranging from 0.92 to 0.96 and
from 0.84 to 0.88 respectively, as can be seen
in Table 1. The first group shows n values near
unity, showing a tendency toward Newtonian
flow behavior. For a temperature of 40oC with
5%, 10% 15%, 20% and 25% of modified
starch and for a temperature of 55oC with 5%,
10%, 15% and 20% of modified starch, the n
values ranged from 0.91 to 0.96. Their apparent
viscosity decreases with increasing shear rates
are less significant than the one observed for
the curve for 30% starch and 40oC levels, and
for those with 25% and 30% of modified starch
at 55oC, where the n values ranged from 0.83 to
0.85.
The suspension of chicory extract with a
1:1 mixture of hydrolyzed and modified starch
showed non-Newtonian pseudoplastic behavior
characteristics. The n values fell in the 0.83 to
0.97 range as shown in Table 1.
The combination of temperature and the
modified and hydrolyzed starches added to
chicory extract, in the isolated forms or in the
mixture form, resulted in a stable system
associated with the complex structure of inulin,
presenting a pseudoplastic behavior, with a
Newtonian behavioral tendency with little
variation in apparent viscosity.
The magnitude of the determination
coefficient near unity and the relative average
Nogueira et al.
error below 5% observed in Table 1 for three
different temperatures indicates, according to
Lomauro and others (1985), that these models
can be employed with confidence in the range
of the fitted data.
To perform an analysis of the effects of
the process and mixture variables on the
apparent viscosity a deformation rate of 264 s-1
was used for each set of experimental
conditions studied (process temperature, total
starch and mixture component percentages).
Table 2 indicates the percentages of A and B in
the mixture, the percentages of total starch (%
MP) and the temperatures used in the process.
This procedure could be adopted in this work
since the tendencies of the apparent viscosity
behavior for the different formulations are
analogous to those observed in the entire range
of the experimental deformation rates used.
A computer program (Bortoloti, 2001)
written in one of our laboratories and the SAS
program (SAS Institute, 2000) were used to
perform the calculations. The following models
were tested: (a) linear model in the process
variables and linear in the mixture variables (b)
linear model for process variables and
quadratic for mixture variables, (c) bilinear for
process variables and linear for mixture ones,
and (d) bilinear for process and quadratic for
mixture variables The models were determined
by multiple linear regression and their errors
were estimated in a approximate manner by
making cumulative probability graphs. Model
lack of fit was judged qualitatively by
examining residual graphs since replicate data
was not available to perform an ANOVA of the
data.
The linear-linear, linear-quadratic and
bilinear-linear models all showed evidence of
lack of fit. Graphs of the residual values against
the predicted apparent viscosities have points
with a definite parabolic form. As such these
models were all rejected (Barros Neto and
others 1996; Box and others, 1978).
12
Nogueira et al.
Table 2 - Apparent viscosity values (app) of the A and B components used on inulin chicory extract
as function of temperature and formulation percentage.
Total
5
5
5
10
10
10
15
15
15
20
20
20
25
25
25
30
30
30
Starch (%)
A
5
0
2.5
10
0
5
15
0
7.5
20
0
10
25
0
12.5
30
0
15
B
0
5
2.5
0
10
5
0
15
7.5
0
20
10
0
25
12.5
0
30
15
The combination of the bilinear model
for the process variables and the quadratic
model for the mixture variables furnishes the
model given by equation 4. Figure 2 shows the
graph of the residuals versus the predicted
apparent viscosity values. This graph does not
present strong evidence of lack of fit since the
points are almost randomly distributed although
the points for high apparent viscosity values are
more disperse than those for lower values
indicating heteroscedasticity in the data. 80%
of the residual values are within 5 mPa of the
experimental values with most deviations larger
than this occurring for predicted apparent
viscosity values of over 30mPa. As such this
model:
yˆ  19.54 x A  0.15 x B  16.54 x A x B (4)
 (0.36 x A  0.02 x B  0,.3x A x B ) z1 
(3.97 x A  1.69 xB  1.40 x A xB ) z 2 
(0.07 x A  0.02 xB  0.72 x A xB ) z1 z 2
can be accepted as being well adjusted to the
experimental data for the purpose of
understanding the important factors governing
the apparent viscosity values. Ideally replicate
experiments should be made to allow a rigorous
determination of lack of fit in an attempt to
obtain a more accurate quantitative model.
However this would increase the already large
number of experimental determinations that
25°C
11.10
10.82
7.75
12.82
12.98
13.53
20.33
16.34
19.11
20.32
20.69
34.86
60.61
25.7
34.87
71.19
49.25
63.24
app (mPa)
40°C
6.18
8.78
6.45
8.37
12.25
9.47
11.96
13.87
17.5
17.39
18.13
20.4
21.23
22.76
32.34
38.71
29.93
39.50
55°C
4.04
5.65
4.98
5.71
7.02
6.29
8.06
9.31
10.32
9.34
17.13
16.74
12.26
18.63
24.61
22.48
25.7
40.71
would need to be made.
Figure 3 contains a graph of cumulative
probabilities for a normal distribution versus
regression coefficient values that have been
divided by their corresponding covariance
matrix weights. In this way the regression
coefficients that are not significant will provide
estimates of the measurement variance and are
expected to fall on a straight line that is
centered close to the origin. The significant
regression coefficients are expected to fall far
from this line. The graph in Figure 3 shows that
three regression coefficients clearly cannot be
considered to form part of any possible linear
array of points in the middle of the graph.
Excluding all other terms with statistically
insignificant coefficients in equation 4 leads to
the following simple model
ˆ
y


19
.
54
x

16
.
54
x
x

3
.
97
x
z
A
A
B
A
2 (5)
This model suggests there are three
contributions to the variation in the apparent
viscosity, a linear one depending on the
proportion of hydrolyzed starch, an interaction
term involving this proportion and the
proportion of modified starch and finally an
interaction between the hydrolyzed starch
proportion and the percentage of total starch in
the mixture.
Nogueira et al.
13
15
10
residual
5
0
-5
-10
-15
-20
0
10
20
30
40
50
60
70
 app predicted (mPa.s)
Figure 2. Graph of the residual values (predicted – experimental apparent viscosities) versus the
predicted values of the apparent viscosity for the bilinear-quadratic model.
cumulative probability
1,5
1
0,5
0
-0,5
-1
-1,5
-2
-30
-20
-10
0
10
20
model coefficients
Figure 3. Graph of cumulative probability values against model coefficient values that have been
divided by their corresponding covariance weights
An increase in the proportion of hydrolyzed
starch at the cost of modified starch causes a
decrease in the apparent viscosity value.
However the interaction effect of the modified
and hydrolyzed starches is synergistic,
increasing the apparent viscosity value. To a
lesser degree, as indicated by its smaller
coefficient, the interaction effect of the
hydrolyzed starch proportion with the
percentage of total starch in the mixture
reinforces the synergic effect between the two
starch proportions. This indicates that the
effect of substituting hydrolyzed starch by
modified starch increases the apparent viscosity
more at high total starch percentages than at
low ones as might be expected.
It is interesting that this model indicates
that the temperature does not affect the
apparent viscosity. This was confirmed by the
apparent viscosity values reported here. The
formulation composition influence on viscosity
is greater than its variation with temperature
range.
CONCLUSION
14
Pure and formulated chicory extracts
with hydrolyzed and modified starches
exhibited nonnewtonian flow behavior,
namely pseudoplastic characteristics. The
rheological index values of the power law
model for formulated chicory extracts are
higher than those for pure extract, minimizing
the pseudoplastic characteristics of the fluid
under study. The rheological index values
varied from 0.42, corresponding to pure chicory
extract, to 0.97, corresponding to the
formulated chicory extract. Multiple linear
regression to determine combined models
involving both process and mixture variables
has shown to be a useful tool for understanding
these complex processes. The model
determined here shows that the apparent
viscosities of suspensions containing chicory
extract formulated with two different starches
are principally influenced by the fractions of
hydrolyzed and modified starches, their
interaction and the percentage of total starch in
the system. Temperature does not appear to
affect the apparent viscosity of this system.
ACKNOWLEDGMENTS
We gratefully acknowledge financial
support of FAPESP (The State of São Paulo
Research Foundation) for carrying out this
research.
BIBLIOGRAPHY REFERENCE
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ERM
K
n
ne
R2
T
VE
VP
xA
xB
z1
z2
app
ŷ


Mean relative deviation, %
Consistency index , mPa.s
Flow behavior index, dimensionless
number of experimental data
Determination coefficient
Temperature, oC
Experimental value
predicted value
percentage of component A (modified starch) in the starch mixture
percentage of component B (hydrolyzed starch) in the starch mixture
codified temperature values
percentage mass fraction of total starch (both components A e B) in the mixture
Apparent viscosity, mPa.s
predicted apparent viscosity, mPa.s
Shear rate, s-1
Shear stress, mPa
16
Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.9, n.1, p.16, 2007
ISSN 1517-8595
CINÉTICA DE SECAGEM DE POLPA DE FACHEIRO
Ezenildo Emanuel de Lima1, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo2
Alexandre José de Melo Queiroz2
RESUMO
O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se estudar a secagem em camada fina de
três tipos de polpa de facheiro nas temperaturas de 50, 60 e 70 °C em estufa com circulação
forçada de ar. Para a representação da cinética de secagem foram empregados os modelos
matemáticos de Page, Henderson & Pabis e Midilli et al., e como critério de avaliação destes
utilizou-se o coeficiente de determinação (R2) e o desvio quadrático médio (DQM). Mediante os
resultados obtidos observou-se que o aumento da temperatura diminuiu o tempo de secagem das
amostras e que a polpa da base apresentou menor tempo de secagem. Dentre os modelos
aplicados o de Midilli et al. apresentou os maiores valores de R2 e os menores valores de DQM
para a faixa de temperatura estudada.
Palavras chave: Cereus squamosus, desidratação, xerófita
DRYING KINETICS OF CEREUS SQUAMOSUS PULP
ABSTRACT
The present work was developed with the objective to study the thin layer drying of three types
of Cereus squamosus pulp at various temperatures (50, 60 and 70 ºC) in an oven with forced
air circulation. For the representation of the drying process the mathematic models of Page,
Henderson & Pabis and Midilli et al. were used, and as criterion of evaluation of it was used the
coefficient of determination (R2) and the root mean square error (DQM). By means of the gotten
results the increase of the temperature diminishes the time of process and that the base pulp
showed the minor drying time. Amongst the models fitted to the experimental data, the model of
Midilli et al. presented the biggest values for R2 and the smallest values for DQM within the
band of studied temperature.
Keywords: Cereus squamosus, drying, xerophyte
1
Mestre em Engenharia Agrícola, Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, UFCG, Campina Grande - PB.
2
Eng. Agrícola, Prof. Adjunto, Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais,
UFCG,
Campina Grande - PB, Caixa Postal 10.087, Campina Grande - PB. E-mail: [email protected]
17
18
Cinética de secagem de polpa de facheiro
INTRODUÇÃO
O facheiro (Cereus squamosus) é uma
cactácea xerófila, robusta, pouco ramificada, de
cor verde-escura, armada de espinhos agudos;
com flores grandes isoladas e altas
(BARBOSA, 1998). Seu caule é suculento,
carnoso e verde, com formato externo
geralmente cilíndrico. Internamente, o caule
apresenta cor amarelada, um parênquima
armazenador de água e um cilindro vascular
(tecido de transporte), responsável pela nutrição
do vegetal, sendo constituído de líber e de lenho
(GUIZZO, 1994).
O facheiro é empregado na alimentação
humana e animal; no primeiro caso, geralmente
como plantas frutíferas, e no segundo, como
forragem, em que o caule é aproveitado. Mas,
recentemente, com tratamento adequado tem-se
utilizado também os caules na alimentação
humana, na produção de doces, bolos, bolachas,
cocadas e musses, entre outros.
Por ser um produto com teor de água
relativamente elevado, o caule de facheiro
precisa ser avaliado quanto ao seu
comportamento quando submetido à secagem,
processamento importante para a exploração
comercial de produtos agrícolas.
A secagem é um complexo processo que
envolve transferência de calor e massa, sendo
que o transporte de umidade, do interior para a
superfície do material, pode ocorrer na forma de
líquido e/ou vapor, dependendo do tipo de
produto e do percentual de umidade presente. O
processo de secagem deve acontecer de forma
controlada para que possa ocorrer de maneira
uniforme, evitando elevados gradientes de
umidade e temperatura no interior do material
que podem provocar a perda da qualidade do
produto. Sabendo-se que os efeitos da secagem
alteram as propriedades físicas e químicas do
produto e que estes, por sua vez, afetam o
processo de transferência de calor e massa, é
fundamental se conhecer os seus efeitos e o seu
controle (Farias et al., 2002).
Vários modelos matemáticos são
utilizados
para
representação
do
comportamento da secagem de produtos
agrícolas,
esses
modelos
podem
ser
classificados como: teóricos, empíricos e semiempíricos.
Os modelos de Page (1949) e de
Henderson & Pabis (1961) são modelos
empíricos
bastante
utilizados
para
a
representação da secagem de produtos
agrícolas. Já o modelo de Midilli et al. (2002) é
um
modelo
semi-empírico
obtido
Lima et al.
experimentalmente a partir do estudo da
secagem de cogumelos, pólen e pistache, sendo
uma simplificação do modelo teórico de Fick.
Este trabalho foi realizado com o
objetivo de se desidratar polpas de facheiro,
em estufa com circulação de ar, nas
temperaturas de 50, 60 e 70 ºC, e de estudar
o ajuste de modelos matemáticos de
secagem aos dados experimentais.
MATERIAL E MÉTODOS
O presente trabalho foi conduzido no
Laboratório
de
Armazenamento
e
Processamento de Produtos Agrícolas da
Universidade Federal de Campina Grande UFCG, Campina Grande, PB.
Utilizou-se como matéria-prima polpas
extraídas do caule de facheiro (Cereus
squamosus) provenientes do Município de
Boqueirão, PB.
As plantas foram selecionadas de acordo
com a altura, sendo escolhidos exemplares com
aproximadamente 3 metros. Cada exemplar foi
separado, de acordo com a posição no caule, em
3 tipos (Figura 1), compondo lotes de amostras
provenientes da: extremidade, do meio e da
base; em seguida, o material foi flambado para
a queima de parte dos espinhos e cortado em
pedaços de aproximadamente 35 cm.
extremidade
meio
base
Figura 1 – Partes do facheiro utilizadas no
experimento
Os pedaços dos três lotes foram
lavados em água corrente, mergulhados em
solução de hipoclorito de sódio a 200 ppm,
durante 20 min; posteriormente, foi retirado o
excesso de cloro (enxágüe) e escorrido o
excesso de água.
Após a limpeza, as amostras foram
cortadas manualmente para a retirada da casca
externa. A parte interna foi lavada com
solução de hipoclorito de sódio a 50 ppm
durante 15 minutos, enxaguada e retirada a
polpa interna, manualmente, com auxílio de
colher e facas de aço inoxidável. As polpas
internas foram passadas em despolpadeira
para realizar o fracionamento e a
homogeneização.
Amostras de 500 g de cada polpa dos
três lotes foram colocadas em bandejas de aço
inoxidável, e uniformemente espalhadas com
espátula de aço inoxidável, formando uma
camada fina de 5 mm de espessura. A seguir
as bandejas foram colocadas em estufa com
circulação forçada de ar para secagem das
polpas nas temperaturas de 50, 60 e 70°C.
Durante a secagem se fez o
acompanhamento da perda de massa,
pesando-se as bandejas em intervalos de
tempo de 10 em 10 min até atingir peso
constante.
Os modelos de secagem em camada
fina de Page (Eq. 1), Henderson & Pabis (Eq.
2) e de Midilli et al. (Eq. 3), foram ajustados
aos dados da cinética de secagem das polpas
de facheiro, utilizando-se o programa
computacional STATISTICA versão 5.0.
RU  e  kt
n
(1)
RU  aexp(kt)
(2)
RU  aexp( kt n )  bt
(3)
em que:
RU
razão
de
umidade
(adimensional)
k, n, a, b - constantes do modelo
t - tempo (min)
Os critérios usados para determinação
do melhor ajuste dos modelos aos dados
experimentais, foram: o coeficiente de
determinação (R2) e o desvio quadrático
médio (DQM) calculado pela Eq. 4.
19
Lima et al.
DQM 
1 N
 (RU pre - RU exp ) 2
N iI
(4)
em que:
DQM - desvio quadrático médio
RUpre - razão de umidade predito
RUexp
razão de umidade
experimental
N - numero de dados experimentais
Na
Figura
2
encontram-se
representadas as curvas de secagem da polpa
do tipo extremidade, nas temperaturas de 50,
60 e 70 oC, na qual se observa que a
temperatura teve pouca influência sobre a
secagem das amostras, com as curvas em
posições próximas umas das outras, havendo,
no entanto, diferenças ao tempo final de
secagem. Na temperatura de 50 oC a razão de
umidade tornou-se constante em 440 minutos;
a 60 oC, em 400 minutos; e a 70 oC, em 380
minutos, indicando aumento da velocidade de
secagem com o aumento da temperatura,
resultado semelhante aos obtidos por outros
autores como Chaves et al. (2003) ao
avaliarem a secagem de fatias de berinjela nas
temperaturas de 50, 70 e 90 oC e Krokida et
al. (2003) ao determinarem a cinética de
secagem de alguns vegetais (batata, cenoura,
cebola, tomate, pimentão, cogumelo e milho)
a 65, 75 e 85 oC.
Na Figura 3 são apresentadas as curvas
de secagem da polpa do tipo meio, onde
pode-se observar que do tempo zero até
aproximadamente o tempo de 120 min, as
curvas de secagem das polpas estão
praticamente sobrepostas, não sendo possível
detectar diferenças entre as temperaturas; a
partir do tempo 120 min, a influência da
temperatura fica evidente, apresentando uma
variação na perda de água do produto
diferente, conforme a temperatura utilizada,
ficando posicionada a curva a 50 oC na parte
superior da figura, a curva a 60 oC na parte
intermediária e a curva a 70 oC na parte
inferior. Observa-se que a secagem da polpa
de facheiro sofreu redução, gradativa, nos
tempos de secagem, sob o efeito da utilização
de temperaturas mais elevadas do ar de
secagem, apresentando o menor tempo de
secagem a 70 oC (350 min), um tempo
intermediário a 60 oC (380 min) e o maior
tempo a 50 oC (350 min); ante este fato, a
20
temperatura pode ser considerada uma
variável de influência no processo de secagem
das polpas de facheiro do tipo meio, fato
Lima et al.
reportado em literatura, conforme Farias et al.
(2002) secando cajá, e Gouveia et al. (1999),
no estudo da cinética de secagem do gengibre
1,20
Razão de umidade (adimensional)
50ºC
1,00
60ºC
70ºC
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0
100
200
300
400
500
Tempo (min)
Figura 2 - Curvas da cinética de secagem da polpa da extremidade de facheiro nas temperaturas
estudadas
.
1,20
50ºC
1,00
60ºC
0,80
70ºC
0,60
0,40
0,20
0,00
0
100
200
300
400
500
Tempo (min)
Figura 3 - Curvas da cinética de secagem da polpa do meio de facheiro nas temperaturas estudadas
As curvas de secagem da polpa do tipo
base encontram-se apresentadas na Figura 4,
onde se pode observar a influência da
temperatura, com redução gradativa nos tempos
de secagem sob o efeito da utilização de
temperaturas mais elevadas do ar de secagem.
Nota-se que a perda de umidade do produto
apresenta uma taxa quase constante, do tempo
zero ao tempo de 100 min, para as temperaturas
de 50, 60 e 70 °C, indicando na temperatura de
21
Lima et al.
70 °C maior efeito de secagem em relação às
outras temperaturas; a 50 oC, o tempo de
secagem final foi 400 minutos, a 60 oC 360
minutos e a 70 oC 340 minutos. Doymaz et al.
(2006) ao secar hortelã em camada fina a 35,
45, 55 e 60 oC, encontrou tempos de secagem
de 600, 285, 180 e 105 minutos,
respectivamente, para atingir um teor de
umidade final de 10%.
1,20
50ºc
60ºc
1,00
70ºc
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0
100
200
300
400
500
Tempo (min)
Figura 4 - Curvas da cinética de secagem da polpa da base de facheiro nas temperaturas estudadas
Verifica-se entre as polpas do tipo
extremidade, meio e base, diferentes
comportamentos na cinética de secagem em
relação ao parâmetro temperatura, que exerce
maior influência quando o produto possui
menor quantidade de água livre, fato este
constatado ao se avaliar os tempos de secagem,
os quais foram menores nas polpas da base,
intermediários nas polpas do meio e maiores
nas polpas da extremidade.
Nas Tabelas 1, 2 e 3 encontram-se os
valores dos parâmetros dos modelos de Page,
Henderson & Pabis e Midilli et al., ajustados
aos dados experimentais das cinéticas de
secagem das polpas de facheiro nas
temperaturas de 50, 60 e 70 oC, os coeficientes
de determinação (R2) e os desvios quadráticos
médios (DQM). Verifica-se que, dentre os
modelos testados, o de Midilli et al. com quatro
parâmetros, apresentou os maiores valores de
R2 e os menores valores de DQM para todas as
temperaturas, ajustando-se melhor aos dados
observados. Para os modelos de dois
parâmetros, o de Page se ajustou melhor em
relação ao modelo de Henderson & Pabis.
Todos os modelos mostraram valores de R2
superiores a 0,96 e valores de DQM inferiores a
0,12 podendo ser utilizados na estimativa das
curvas de secagem das polpas dos três tipos.
Analisando-se o comportamento do
modelo semi-teórico de Page, constata-se que o
parâmetro k, que representa a constante da taxa
de secagem diminuiu com o aumento da
temperatura para as polpas do tipo extremidade
e meio, enquanto o parâmetro n aumentou com
o aumento da temperatura, nas três amostras.
Comportamento contrário em relação ao
parâmetro k em função do acréscimo da
temperatura foi reportado por Doymaz & Pala
(2003) ao estudarem a secagem de milho nas
temperaturas de 55 e 65 oC. Os valores de R2
foram todos acima de 0,99 e os do DQM
inferiores a 0,07, significando que este modelo
se ajustou bem aos dados experimentais. Silva
et al. (2004) também encontraram valores de R2
acima de 0,99 ao ajustarem o modelo de Page a
dados de secagem em camada fina da palmaforrageira, nas temperaturas de 40 e 50 oC.
22
O parâmetro k do modelo semi-teórico
de Henderson & Pabis aumentou com o
aumento da temperatura nas amostras do meio e
da base, enquanto na amostra da extremidade
não apresentou comportamento definido em
função da temperatura. O parâmetro a do
mesmo modelo aumentou com o aumento da
temperatura
em
todas
as
amostras,
comportamento similar ao apresentado por
Lima et al.
Mwithiga & Olwal (2005), no estudo da
secagem de couve em camadas de 10 mm na
faixa de temperatura entre 30 e 50 oC; os
coeficientes de determinação deste modelo
foram inferiores em todas as amostras aos do
modelo de Page, fato este também constatado
por Mwithiga & Olwal (2005) ao estimarem as
curvas de secagem da couve.
Tabela 1 - Parâmetros de ajuste dos modelos da cinética de secagem da polpa de facheiro do tipo
extremidade, coeficientes de determinação (R2) e desvios quadráticos médios (DQM)
Modelo
Parâmetro
Temperatura
(°C)
50
60
70
Temperatura
(°C)
Henderson
50
&
Pabis
60
70
Temperatura
(°C)
Midilli et
50
al.
60
70
k
Page
R2
DQM
n
0,000458
0,000367
0,000301
1,485443
1,504935
1,511723
0,9946
0,9942
0,9931
0,0499
0,0482
0,0634
k
a
R2
DQM
0,006655
0,005815
0,006036
1,13269
1,13443
1,13784
0,9745
0,9714
0,9693
0,1080
0,1071
0,1120
k
a
b
n
R2
DQM
0,000723
0,000749
0,000669
1,010517
1,021754
0,980229
-0,000209
-0,000579
-0,001096
1,371414
1,306115
1,300438
0,9968
0,9984
0,9966
0,0379
0,0248
0,0292
meio, coeficientes de determinação (R2) e desvios quadráticos médios (DQM)
Modelo
Page
Temperatura
(°C)
Parâmetro
k
R2
DQM
n
50
0,000670
1,43120
0,9948
0,0473
60
0,000502
1,49614
0,9958
0,0424
1,63066
0,9902
0,0670
a
R2
DQM
1,103683
1,112061
1,163520
0,9782
0,9724
0,9747
0,0971
0,1010
0,1073
70
0,000250
Temperatura
k
(°C)
Henderson
50
0,007039
&
Pabis
60
0,007112
70
0,008201
Temperatura
k
a
(°C)
50
0,000317 0,95759
Midilli et al.
60
0,000218 0,972974
70
0,000193 0,985027
Para o modelo de Midilli et al, constatase que não houve comportamento padrão dos
parâmetros do modelo com o aumento da
temperatura. Ao desenvolver este modelo, os
b
n
R2
DQM
-0,000128
-0,000145
-0,000114
1,548077
1,639144
1,697143
0,9981
0,9987
0,9992
0,0282
0,0233
0,0183
autores acharam valores de R2 acima de 0,99
para o ajuste de dados experimentais da
secagem de cogumelo, pólen e pistache.
Mohamed et al. (2005) também constataram
valores de k e b inferiores a 1,0 (k = 0,0218 h-1;
b = -0,0007 h-1) e dos parâmetros a e n em
torno de 1,0 (a = 1,0268; n = 0,9720), ao
23
Lima et al.
ajustarem o modelo de Midilli et al. aos dados
experimentais de secagem de Citrus
aurantium..
base, coeficientes de determinação (R2) e desvios quadráticos médios (DQM)
Modelo
Page
Parâmetro
Temperatura
(°C)
-1
k (min )
R2
DQM
n
50
60
0,000544
0,000412
1,452467
1,517490
0,9960
0,9956
0,0269
0,0310
70
0,000511
1,577140
0,9978
0,0219
k
a
R2
DQM
0,00658
0,00665
0,00971
1,11660
1,13438
1,13538
0,9790
0,9748
0,9810
0,0674
0,0742
0,0644
Temperatura
(°C)
Henderson
50
&
60
Pabis
70
Temperatura
(°C)
50
Midilli et al.
60
70
k
a
b
n
R2
DQM
0,000937
0,000728
0,000886
1,00492
1,001452
0,99871
-0,000239
-0,000296
-0,000144
1,31780
1,37045
1,44921
0,9986
0,9975
0,9986
0,0171
0,0231
0,0173
Nas Figuras 5, 6 e 7 estão apresentadas
as curvas de secagem dos três tipos de polpa
nas temperaturas de 50, 60 e 70 oC, com ajustes
pelos modelos de Page, Henderson & Pabis e
Midilli et al. Verifica-se visualmente que a
curva gerada a partir do modelo de Midilli et al.
se aproxima mais dos pontos experimentais que
os demais modelos, ais, constatada por meio do
coeficiente de determinação. Lahsasni et al.
(2002) também verificaram que o modelo que
melhor se ajustou às curvas de secagem do figoda-índia foi o de Midilli et al. obtendo R2 de
0,9996. Erterkin & Yaldiz (2004),
observaram que o modelo de Midilli et al.
apresentou os maiores coeficientes de
determinação e os menores desvios quadráticos
médios no estudo da secagem da berinjela, para
as mesmas temperatura.
24
Lima et al.
1,2
Page
Henderson e Pabis
Midilli et al
Dados experimentais
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Tempo (min)
(a)
1,2
Page
Henderson e Pabis
Midilli et al
Dados experimentais
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Tempo (min)
(b)
Page
Henderson e Pabis
Midilli et al
Dados experimentais
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Tempo (min)
(c)
Figuras 5 - Curvas de secagem da polpa de facheiro do tipo extremidade nas temperaturas de 50 oC
(a), 60 oC (b) e 70 oC (c) com ajuste pelos modelos de Page, Henderson & Pabis e Midilli
et al.
25
Lima et al.
1,2
Page
Henderson e Pabis
Midilli et al
Dados experimentais
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
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Tempo (min)
(a)
1,2
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Midilli et al
Dados experimentais
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Tempo (min)
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Midilli et al
Dados experimentais
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Tempo (min)
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300
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400
(c)
Figura 6 - Curvas de secagem da polpa de facheiro do tipo meio, para temperatura de 50 oC (a), 60 oC
(b) e 70 oC (c) com ajuste pelos modelos de Page, Henderson & Pabis e Midilli et al.
26
Lima et al.
1,2
Page
Henderson e Pabis
Midilli et al
Dados experimentais
1,0
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(a)
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Midilli et al
Dados experimentais
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Tempo (min)
(b)
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Midilli et al
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300
Tempo (min)
(c)
Figura 7 - Curvas de secagem da polpa de facheiro do tipo base, para temperatura de 50 oC (a), 60 oC
(b) e 70oC (c), com ajuste pelos modelos de Page, Henderson & Pabis e Midilli et al.
CONCLUSÕES
Detectaram-se diferenças nos tempos de
secagem das amostras, apresentando os
menores tempos a polpa proveniente da base,
tempos intermediários a polpa extraída do meio
e maiores tempos correspondendo a polpa
obtida da extremidade do caule.
Os três modelos estudados representaram
satisfatoriamente os dados experimentais com
coeficientes de determinação superiores a 0,96.
Dentre os modelos ajustados aos
dados da cinética de secagem das diferentes
polpas, a equação de Midilli et al.
apresentou os maiores valores de
coeficientes de determinação e os menores
desvios quadráticos médios.
Barbosa, H.P. Tabela de composição de
alimentos do estado da Paraíba: setor
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28
ISSN 1517-8595
29
FORMAS DE APLICAÇÃO DE BIOFERTILIZANTE SOBRE OS COMPONENTES
DE PRODUÇÃO E RENDIMENTO DE BATATA1
João Felinto dos Santos2, Luciano de Medeiros Pereira Brito1, Maria Ednalva
Cavalcanti de Oliveira1, Francisco de Assis Cardoso Almeida3,
Maria do Carmo Cardoso Almeida Santos4
RESUMO
A batata é uma cultura de grande importância para os pequenos produtores da Paraíba e do
Brasil, constituí-se como alimento rico em energia e fonte alternativa de renda, o que resulta em
fixação dos produtores e suas famílias no campo. Todavia, a produtividade é baixa, devido
principalmente à falta ou ao manejo inadequado de fertilizantes. Neste contexto, o
biofertilizante surge como uma alternativa para manter ou incrementar a produtividade desta
cultura. Neste trabalho, estudou-se a influência da aplicação de biofertilizante sobre a cultura da
batatinha, em que se avaliaram os tratamentos: testemunha (pulverizada apenas com água de
açude; biofertilizante aplicado no colo das plantas; sobre as folhas e aplicado no colo e sobre as
folhas das plantas. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com quatro
tratamentos e seis repetições. O BioF foi obtido com água e esterco fresco, na proporção de 1:1 em
bombona, sob condições anaeróbicas, por 30 dias. Foram efetivadas seis pulverizações com o
adubo foliar na concentração de 30%, exceto a testemunha, em intervalos semanais a partir de 25
dias após plantio. As variáveis avaliadas foram: número total, comercial e não comercial de
tubérculos, produção total, comercial e não comercial de tubérculos e peso médio de tubérculos. A
análise estatística revelou efeitos significativos (p<0,05) dos tratamentos sobre produtividade total e
comercial e número de tubérculos comerciais e não apresentou diferenças estatísticas para as
demais variáveis avaliadas. O biofertilizante líquido pulverizado no colo das plantas promoveu
incrementos de 24,04% e 37,40% na produtividade total e comercial de tubérculos,
respectivamente. A produção de matéria seca dos tubérculos é aumentada em 20% e 108% entre 60
e 70 e 70 e 80 dias após plantio, respectivamente.
Palavras-chave: Solanum tuberosum, adubação orgânica, produção de tubérculos.
APPLICATION FORMS OF BIOFERTILIZER ON INGREDIENTS OF
PRODUCTION AND YIELD OF POTATO
ABSTRACT
The Potato is a culture of importance for the lower farmers on Paraíba State, Brazil and constitutes
the food principal rich on energy and an alternative fountain of rent that maintain the farmers and
yours family on earth. However, the productivity is lower due principally the lack or the
inadequate management of fertilizers. On this context, the biofertilizier sprayed in the soil (foot of
plant) or on foliating it appears as an alternative to maintain or increase the productivity of this
culture. In this work, the efficiency of application of biofertilizier on the treatments: 1. in the foot
of the plant; 2. in the leaves and 3. in the foot of the plant and in the leaves were evaluated. The
experimental design was of randomized blocks with four treatments in six replications. BioF
was obtained with water and fresh manure in the proportion of 1:1, in bambina, under anaerobic
conditions, for 30 days. They took place 6 applications of biofertilizier on 30% concentration
1
Projeto financiando pelo BNB/FUNDECI e executado pela Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba (EMEPA –
PB). Rua Eurípedes Tavares 210 – Tambiá – C. Postal 275 – CEP 58013-290 João Pessoa, PB. Fone: (83)3218-5505. E-mail:
[email protected]
2
Pesquisadores da EMEPA-PB. Fone: (83) 3337-5226. joã[email protected]; Fone: 3333-3858. [email protected]; Fone:
(83) 3339-6060. [email protected]
3
Professor Associado – UFCG/CTRN/UAEAq. E-mail: [email protected]
4
Mestranda em Recursos Naturais na UFCG.
30
Formas de aplicação de biofertilizante sobre os componentes de produção e rendimento de batata
Santos et al.
/experiment, except the controle, starting at the 25 days of planting, in weekly intervals. The
studied variables were: number total, marketable and non-marketable of tubercles, total, marketable
and non-marketable of tubercles yield, medium weight of tubercle. The statistic analyses showed
significant effect of the treatments total and marketable productivity and numbers of marketable
tubercles and did not show statistic difference for the others variables evaluated. Liquid biofertilizer
spray on the foot of the plant provided increments of 24, 04% and 37, 40% on total and marketable
productivity. Dry mater of tubercles is incremented in 20% and 108% between 60 and 70 and 70
and 80 days after planting, respectively.
Keywords: Solanum tuberosum, organic fertilization, tubercles yield.
INTRODUÇÃO
No Estado da Paraíba, a cultura da
batatinha (Solanum tuberosum L. ) ocupa uma
área de 441 hectares e uma produção anual de
3.390 t ha-1, com rendimento médio de 7.687 kg
ha-1 (IBGE, 2004). Essa baixa produção devese, possivelmente, a diversos fatores do seu
sistema produtivo, entre os quais: solos
arenosos, de baixa fertilidade, manejo
inadequado dos solos e, principalmente,
ausência ou deficiência de adubação no cultivo,
motivada pelos altos custos desse insumo e pela
descapitalização progressiva dos agricultores.
Por isso, tem uma das mais baixas
produtividades do Brasil, 7,687 t ha-1 (IBGE,
2004).
Devido
ao
grande
crescimento
populacional e, consequentemente, a procura
cada vez maior por alimento, o homem
contemporâneo busca, incessantemente, por
alternativas que possam solucionar problemas
comuns à lavoura brasileira. A demanda por
altas produtividades tem elevado os custos de
produção e contaminado o meio ambiente, em
decorrência do uso excessivo de defensivos e
adubos químicos.
Noutro contexto, o emprego de técnicas
de baixo custo e insumos produzidos na
propriedade contribui, significativamente, para
o aumento da produtividade e melhoria da
qualidade do produto final, principalmente em
culturas exploradas por pequenos produtores,
com baixa tecnologia e cultivo de subsistência.
Neste panorama, o biofertilizante líquido vem
se destacando como o insumo natural, de baixo
custo, técnica simples de produção e utilização
e accessível às condições técnica econômica
dos pequenos produtores de batata do Estado da
Paraíba e que tem promovido maiores
produtividades nesta olerícula.
O biofertilizante produzido da fermentação
anaeróbica de esterco bovino, quando aplicado
entre 10 e 30% por via foliar, apresenta efeitos
nutricionais consideráveis, inclusive aumento da
área foliar em diversas culturas. Em frutas, a
aplicação via foliar do biofertilizante a 20%
aumentou o vigor e a produção de citros e de
maracujá (Bettiol et al., 1998).
Em hortaliças, pulverizações de um
biofertilizante líquido de fermentação aeróbica,
produzido à base do composto orgânico
Microgeo, em concentrações de 0,5 a 1%,
manejada com uso concomitante da rocha moída
MB-4 (mistura de micaxisto e serpentinita) e
esterco bovino sobre o solo, têm produzido
resultados significativos na sanidade e na
produção de pepino, berinjela, tomate, alface e
pimentão, tanto em estufas como em condições
de campo aberto (Medeiros et al., 2000 e 2001)
Na produção de mudas de tomate e de pepino,
Santos (1991 a/b) verificou maior vigor, naquelas
pulverizadas com biofertilizantes.
Em batata-doce, Barbosa (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. Em feijão vigna, Bruno et al.
(2005) constataram que os maiores rendimentos
de grãos verdes resultaram da associação de
biofertilizante com as doses de 9 e 12 t ha-1 de
esterco bovino. Santos et al. (2006) encontraram
que o BioF líquido aplicado sobre o solo/ colo
da planta de feijão vigna proporcionou as
maiores produtividades de vagens (11,13 t ha-1)
e grãos verdes (9,80 t ha-1) nas concentrações
de 37,03% e 36,93%, respectivamente. Rocha
et al afirmaram que as pulverizações com
biofertilizante
promoveram
aumento,
significativo, do peso do fruto, peso da polpa e
na porcentagem da polpa dos frutos do
maracujá amarelo.
O biofertilizante líquido promove a
melhoria das propriedades físicas, estimula as
atividades biológicas (Oliveira et al., 1986) reduz
a acidez, aumenta a retenção de bases pela
formação de complexos orgânicos e pelo
desenvolvimento de cargas negativas (Galbiatti et
al.,1996), aumenta os teores de P, Ca, Mg e K no
solo e é rico em N (Oliveira et al.,1986; Vargas,
1990), têm concentração considerável de micro
nutrientes como boro, cobre, cloro, ferro,
molibdênio, manganês e zinco (Oliveira e
Estrela, 1984).
Este trabalho visou analisar a influencia
das formas de aplicação de biofertilizante sobre
os componentes de produção e produtividade da
batatinha.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido na Estação
Experimental de Lagoa Seca – PB, pertencente à
Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária
Emepa - PB, entre maio e agosto de 2006,
período do plantio à colheita. Foi utilizado o
delineamento
experimental
de
blocos
casualizados, com quatro tratamentos, assim
discriminados: 1. testemunha (pulverizada apenas
com água de açude); 2. Biofertilizante aplicado
no colo das plantas; 3. Biofertilizante aplicado
sobre as folhas; 4. Biofertilizante aplicado no
colo e sobre as folhas das plantas em seis
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 cinco 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
três fileiras centrais (36 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).
O biofertilizante bovino líquido era
constituído por: N = 0,82; P = 0,26; K+ = 0,72;
Ca2+ = 0,38 e Mg2+ = 0,78 g L-1, com pH = 7,2.
O ensaio recebeu 10 t ha-1 de esterco
bovino e 100 kg.ha-1 de P2O5 e 100 kg.ha-1 de
K2O para todos os tratamentos, inclusive a
testemunha.
O BioF foi obtido com água e esterco
fresco, na proporção de 1:1, onde foi adicionado
cinza (1%), calcário dolomítico (1%), cama de
galinha (2,5%)., em bombona, sob condições
anaeróbicas, por 30 dias. Após este período, o
BioF foi coado em peneiras de malha fina. As
diluições foram efetuadas em água de açude, na
concentração de 30%, correspondente a 300 litros
de BioF/ha/pulverização,
Foram efetivadas 6 pulverizações foliares
com o biofertilizante líquido na concentração de
30%, exceto a testemunha que foi pulverizada
com água e todos em intervalos semanais a partir
de 25 dias após plantio.
Santos et al.
31
Durante a condução do experimento foram
realizadas duas capinas manual, com auxílio de
enxada, para manter a cultura livre de competição
com plantas daninhas; e duas amontoas para
proteger as raízes contra a incidência de luz e
manter a formação dos leirões. Foi realizada
apenas uma pulverização com fungicida.
A colheita foi realizada aos 80 dias após o
plantio, quantificando-se o número total,
comercial e não comercial de tubérculos, peso
médio de tubérculos, as produções total e
comercial de tubérculos. O numero total de
tubérculos foi efetivado pela contagem de todos
os tubérculos colhidos na parcela útil, enquanto o
de tubérculos comerciais e não comerciais pela
quantidade dos que tinham o tamanho superior e
inferior a 40 mm, respectivamente. O peso médio
de tubérculos foi determinado pelo quociente
entre a produção total e o número total de
tubérculos da parcela útil. A produção total
correspondeu ao peso de todos os tubérculos
colhidos na parcela útil; enquanto que a
comercial e não comercial, pelos que tinham o
tamanho superior e inferior a 40 mm,
respectivamente.
Aos 60, 70 e 80 dias do plantio, foram
coletadas duas plantas por parcela útil e
determinou-se em estufa a 65º durante 72 horas a
matéria seca dos tubérculos.
Realizou-se a análise de variância dos
dados com o auxílio do software ASSISTAT.
Onde houve significância aplicou-se o Teste
Tukey a 5 e 1% de probabilidade, para
comparação entre médias.
Houve efeito significativo (p<0,01 e 0,05)
dos tratamentos sobre produtividade total e
comercial e número de tubérculos comerciais e
não houve diferenças estatísticas para as demais
variáveis avaliadas (Tabela 1).
O tratamento com biofertilizante aplicado
no solo/colo das plantas promoveu maior
produtividade total e comercial de tubérculos em
relação à testemunha e não diferiu dos outros
tratamentos. Nesse tratamento, obteve-se um
incremento de 24,04% e 37,40% na
produtividade total e comercial de tubérculos em
relação à testemunha (Tabela 1).
Esses ganhos nas produtividades devemse, possivelmente, aos efeitos dos macros e
micros nutrientes e seus matabólitos,
prontamente disponibilizados no biofertilizante
líquido quando aplicado sobre o solo/colo da
planta que influenciaram nos melhores
resultados em relação à testemunha. Deve-se
32
Santos et al.
verdes (9,80 t ha-1) nas concentrações de
37,03% e 36,93%, respectivamente. Por outro
lado, estão discordantes com os dados obtidos
com batata-doce por Barbosa (2005), nos quais
as pulverizações com biofertilizante sobre as
folhas dessa cultura promoveram melhores
resultados do que aplicado ao solo.
Destaca-se que a produtividade total de
tubérculos obtidos com os tratamentos
biofertilizante aplicado no solo/colo da planta,
sobre as folhas e no colo das plantas e sobre as
folhas superaram em 10,74; 9,67 e 10,22 t ha-1,
respectivamente a produtividade média do
estado da Paraíba, estimada em 7,68 t ha-1
(IBGE, 2004).
enfatizar, ainda, que a época da aplicação do
biofertilizante ocorreu durante a fase de
tuberização, estágio de desenvolvimento das
plantas, em que o biofertilizante estimula a
formação de tubérculos (Santos, 1991).
Além disso, segundo Vargas (1990)
deve-se considerar, também, o efeito de
fitohormônios, proteínas, vitaminas, enzimas,
etc, componentes básicos do biofertilizante
líquido produzido a base de esterco e água
submetidos à anaerobiose que são promotores
de crescimento e desenvolvimento das culturas.
Resultados similares foram obtidos por
Santos et al. (2006), os quais encontraram que o
BioF líquido aplicado sobre o solo/ colo da
planta de feijão vigna proporcionou as maiores
produtividades de vagens (11,13 t ha-1) e grãos
Tabela 1. Médias de produtividade total, comercial e não comercial de tubérculos e número total,
comercial e não comercial de tubérculos por planta em função de formas de aplicação de biofertilizante.
Lagoa Seca-PB, 2006.
Tratamento
PTB
PBC
PBNC
Testemunha
14,85 a
8,77 b
6,78 a
BioF aplic. no colo das plantas
18,42 a
12,05 a
6,37 a
BioF aplic. nas folhas
17,35 ab
9,22 ab
8,13 a
BioF aplic. no colo das plantas e folhas
17,90 ab
9,88 ab
8,02 a
Média
17,13
9,98
7,32
DMS
3,3838
3,1858
2,8915
CV (%)
11,85
19,34
23,78
3,78x
3,67xx
1,55ns
F (p<0,05)
-1
-1
Produtividade total de batata t.ha (PTB); Produtividade de batata comercial >40 mm t.ha (PBC); Produtividade de batata
não comercial < 40mm t.ha-1 (PBNC).
Tabela 2. Médias de peso e número de tubérculos por planta em função de formas de aplicação de
biofertilizante. Lagoa Seca-PB, 2006.
Tratamento
PMBC
NTTP
NTCP
NTNC
P
Testemunha
88,96 a
7,97 a
2,99 b
5,81 a
BioF aplic. no colo das plantas
88,07 a
8,15 a
4,24 a
4,71 a
BioF aplic. nas folhas
75,60 a
8,61 a
3,67 ab
5,49 a
BioF aplic. no colo das plantas e folhas
83,26 a
8,37 a
3,59 ab
5,48 a
Média
83,97
8,27
3,57
5,37
DMS
15,6086
1,8454
1,1923
1,5259
CV (%)
11,16
13,39
20,03
17,04
F (p<0,05)
2,56ns
0,37ns
3,18x
1,57ns
Santos et al.
33
Peso médio de batata comercial em g (PMBC); Nº total de tubérculos por planta (NTTP); Nº de tubérculos comercial por
planta (NTCP); Nº de tubérculos não comercial por planta (NTNCP).
Com relação à produção de matéria seca
(Tabela 3), observa-se que não houve efeito
significativo (p<0,01 e 0,05) dos tratamentos
sobre a produção de matéria seca nos períodos
de 60, 70 e 80 dias após plantio (DAP).
Embora não tenha havido diferenças
estatísticas entre tratamentos, observa-se que a
matéria seca acumulada dos tratamentos 2, 3 e
4 aos 80 DAP produziram 19,49%, 9,97% e
15,67% a mais do que a testemunha. Esses
ganhos de pese deve-se provavelmente ao
fornecimento de macros e micros nutrientes e
seus
matabólitos,
disponibilizados
no
biofertilizante líquido que foram absorvidos
pelas
plantas
e
transformado
em
fotoassimilados os quais foram mobilizados
para os tubérculos. Uma vez na faze de
tuberização as plantas de batata apresenta forte
capacidade de translocar os fossosssintetizados
e nutrientes da parte aérea para os tubérculos.
Tabela 3. Médias de peso de matéria seca de tubérculos de duas plantas aos 60. 70 e 80 dias após
plantio, em função de formas de aplicação de biofertilizante. Lagoa Seca-PB. 2006.
Tratamentos
PMST
(60 dias)
PMST
(70 dias)
PMST
(80 dias)
Testemunha
355,06 aA
457,11 aA
736,32 aA
BioF aplicado no colo das plantas
482,15 aA
545,62 aA
879,84 aA
BioF aplicado nas folhas
337,88 aA
532,74 aA
809,64 aA
BioF aplicado no colo das plantas e folhas
431,67 aA
408,71 aA
851,73 aA
Média
401,69
486,04
819,21
DMS linha
230,3522
190,4692
194,2385
DMS coluna
144,989
CV (%)
22,34
19,70
11,11
Médias seguidas pelas mesmas letras maiúsculas na linha e minúsculas na coluna não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
Peso de matéria seca de tubérculo aos 60 dias após plantio em g (PMST); Peso de matéria seca de tubérculo aos 70 dias após plantio (2
plantas)g, Peso de matéria seca de tubérculo (g) aos 80 dias após plantio (2 plantas) .
CONCLUSÕES
O biofertilizante aplicado no colo das plantas
promove incrementos de 3,57 t ha-1 (24,04%) e
3,28 tha-1 (37,40%) na produtividade total e
comercial de tubérculos.
A média de produtividade total e comercial
obtida neste trabalho foi de 17,13 e 9,98 tha-1,
respectivamente.
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ISSN 1517-8595
35
ADSORPTION ISOTHERMS OF CHICORY INULIN POWDER: TEMPERATURE
EFFECT
Regina Isabel Nogueira 1, Suely Pereira Freitas2, Kil Jin Park3, Estela Deyrmendjian 4
ABSTRACT
The moisture sorption isotherms of chicory inulin powder at 25 to 45oC were determined. The
chicory roots were submitted to hot water extraction, filtering and concentration by evaporation
and spray drying. The encapsulating agents, hydrolyzed starch (7.5%) and modified starch
(7.5%), were adding prior to atomization. BET, BET linear, GAB, Halsey, Langmuir, Oswin,
Peleg and Chung models were tested to adjust the experimental data. BET, Halsey, Oswin and
Peleg models presented the best adjust of experimental data. The moisture content of the
formulated chicory inulin powder corresponding to the water activity considered as safe for
microbiological activity (65%) was inferior to 10g/100 g of dry solids in the temperature range
analyzed.
Keywords: water activity, gravimetric method, mathematical model, encapsulating agent.
ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE PÓ DE INULINA DE CHICÓRIA: EFEITO
DA TEMPERATURA
RESUMO
As isotermas de sorção de pó de inulina da Chicória foram determinadas de 25 a 45oC. As raízes
da Chicória foram submetidas à extração a água quente, filtração e concentração pela
evaporação e secagem por atomização. Os agentes encapsulantes, amido hidrolisado (7.5%) e
amido modificado (7.5%), foram adicionados antes da atomização. Modelos de BET, BET
linear, GAB, Halsey, Langmuir, Oswin, Peleg and Chung foram testados para ajustar os dados
experimentais. Modelos de BET, Halsey, Oswin and Peleg apresentaram o melhor ajuste de
dados experimentais. O conteúdo de umidade do pó formulado de inulina de Chicória
correspondente à atividade de água considerada segura para a atividade microbiológica (65%) é
inferior a 10g/100 g de sólido seco na temperatura analisada.
Palavras-chave: atividade de água, método gravimétrico, modelo matemático, agente
encapsulante.
1
Embrapa Agroindústria de Alimentos, Av. das Américas, 29501, Guaratiba, Rio de Janeiro – RJ, Brasil. E-mail:
[email protected]
2
Escola de Química - UFRJ, Ilha do Fundão Cidade Universitária, Bloco E, sala 207, Rio de Janeiro-RJ, Brasil. E-mail:
[email protected]
3
Agricultural Engineering School, Campinas State University, Campinas-SP, Brasil. E-mail: [email protected]
4
Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP, Brasil. E-mail:
[email protected]
36
Adsorption isotherms of chicory inulin powder: temperature effect
INTRODUCTION
The Cichorium intybus L is a seasonal
food material, native of Europe, west and
central Asia, north of Africa and South America
and its tuberous roots store inulin (superiot to
20%). Inulin is a reserve carbohydrate, which
consists of a chain of fructose molecules with a
terminal glucose molecule. The application of
inulin as a substitute for sugar or fat in foods
industries has been increased recently due to its
uses to low caloric foods formulations. The
inulin also presents some functional properties.
It acts on the organism in a similar way to
dietary fibers and have found applications in the
production of functional foods and nutritional
composites and medicines (Figueira et al.,
2004).
The
most
stable
form
of
commercialization of inulin is the powdered
extract due to its better facility of manipulation.
Conventionally, the chicory powder inulin is
obtained by dehydration of the aqueous extract
of chicory roots (Cichorium intybus L.) in a
spray dryer (Nogueira, 2002).
The relationship between moisture
content and other constituents of foods affect
the hygroscopic properties of these materials.
Moisture
adsorption
isotherms
exhibit
equilibrium relation between the moisture
content of food and water activity at a given
temperature and pressure (Gustafson and Hall,
1974). Knowledge of adsorption isotherms of a
food product is essential to very important
applications in food science and technology as
processing, transport, storage and consumption.
The deteriorative mechanism in food systems is
very dependent on water activity. In order to
inhibit microbial growth and enhanced the shelf
life of dry food, the water activity is often
reduced (Labuza, 1986). The knowledge of
moisture sorption characteristics for these
products would allow correctly specifying the
conditions of storage and packaging.
The moisture sorption curves are
mathematically expressed as equilibrium
isotherms equations. These equations predict
the effect of temperature and pressure in the
quantity of adsorbed or desorbed water by a
given product. The just determination of
equilibrium moisture in dry products is
important to optimization of dehydration
process (Erbas et al, 2004). Model of
experimental sorption isotherms are of great use
for predicting thermodynamic tools for
determining interactions between water and the
food matrix. Several empirical, semi-empirical
Nogueira et al.
and theoretical models have been used for
describing moisture sorption isotherms of foods
(Labuza, 1985, Chirife & Iglesias, 1978;
Valentini et al., 1997). Park and Nogueira
(1992); Zhang et al. (1996); Kiranoudis et al.
(1993); Lomauro, Baski & Labuza (1985),
reported that the three-parameter BET and GAB
polynomial models are the more appropriate for
describing most food isotherms (fruits,
vegetables, coffee, milk, condiments and
others) over a wide water activity range.
Figueira et al, 2004 conclude that sorption
curves of chicory roots at 60, 70 and 80oC,
fitted better to the GAB and Peleg models. In
this case, the equilibrium moisture content
decreased as temperature increased for constant
value of water activity.
No significant data is available in the
literature on water sorption isotherms of
formulated inulin products. Considering the
development a shelf stable inulin product, the
objective of the present study was to determine,
at different temperatures, the adsorption
isotherms of formulated inulin powder and so
as to adjust them different models
recommended in the literature.
MATERIAL AND METHODS
Preparation of inulin powder
Formulated inulin powder was prepared
according Nogueira (2000). The chicory roots
were submitted to following steps: hot water
extraction, filtering and concentration by
evaporation
and
spray
drying.
The
encapsulating agents, hydrolyzed starch (7.5%)
and modified starch (7.5%), were adding prior
to atomization. The inlet and outlet drying
temperature in spray dryer were 190ºC and
95ºC, respectively.
Chemical analysis
Proximate composition of inulin powder
was determined by standard methods indicated
in AOAC (2000).
Sorption equilibrium measurement
The standard gravimetric technique (Bell
& Labuza, 2000) was used for equilibrium
studies at different temperatures (25 oC, 35 oC
and 45oC). It consisted of sorption measurement
using nine saturated salt solutions (LiCl,
KCH3COO, KF, MgCl2, K2CO3, NaBr, KI,
NaCl, KCl) for a range of relative humidity
Nogueira et al.
37
from de 0.1116 to 0.8434 according Greenspan
(1977). These salts were recommended to
maintain the relative humidity inside the
desiccators (Bizou, Riou & Molton, 1987). The
desiccators were immersed in an oven (Olidef
CZ) adjusted to a fixed temperature to maintain
the salt solutions at a constant temperature.
For the sorption experiments the samples
where:
in polystyrene dishes and placed into the sealed
desiccators for adsorption data acquisition. The
weight recording period was two days until a
constant weight determined in an analytical
balance (Scientech). The difference between
two consecutives measurements was less than
0.001 g. The dry solid of samples was
determined by drying at 105oC in an oven
according to standard method (AOAC, 2000).
Each experiment was carried out in triplicate.
The equilibrium moisture in dry basis was
determined according to Eq. 1.
Least square regression analysis was
used to adjust the experimental data by BET,
BET linear, GAB, Halsey, Langmuir, Oswin,
Peleg Henderson and Chung mathematical
models (Table 1). The “STATISTICA”
program was used to estimate the equilibrium
parameters from experimental data of sorption
isotherms at constant temperature. The criteria
to select the best fitted model was the
correlation coefficient (r2) and percent average
relative deviation (ARD) as recommended by
Chen & Morey (1989). To practical purposes,
ARD bellows 10% indicate the goodness of
adjust. The water content of the monolayer was
determined from the BET equation.
Xe 
meq  ms
ms
Xe – equilibrium moisture content [gH2O/g dry
mass]
meq – weight of sample at equilibrium [g]
ms – dry mass of sample [g]
Data analysis
[Eq. 1]
Table 1. Mathematical models applied to the sorption isotherms of formulated inulin powder
Model
Mathematical expression
n
n

1
BET


X

C

a

1

(
n

1
)

a

n

a



m
BET
w
w
w
X

e
n

1


1

a

1

(
C

1
)

a

C

a
w
BET
w
BET
w

BET linear
GAB
X
C
a
m
B
E
T
w

X








1
a
1
C
1
a
w
B
E
T
w
Xm

C

K

a
GAB
GAB
w
X

e
(
1

K

a
)

(
1

K

a

C

K

a
)
GAB
w
w
GAB
GAB
w
Halsey
 A
a w  exp
X B
 e




Langmuir
X
C 
a
e
 LANw
X

C

a
m 1
LAN
w
Oswin
a
w 

X
C

e
1

a
w

Peleg
1
2
X
k
a
k
a
e
1
w
2
w (n1<1 or n2>1)
D
'
n
n
Chung
ln a w  
A
exp[ BX e ]
R T
38
Nogueira et al.
high sugar content (Saravacos, Tsiourvas &
Tsami (1986); Maroulis, Tsami & MarinosKouris, 1988). The same comportment was
observed by Iglesias & Chirife (1978) for
different fruits with high sugar content. It can
be observed that the adsorption increases as
relative humidity increases promoting the sugar
dissolution. At higher temperatures the
equilibrium moisture is lower, at a given water
activity, indicating less hygroscopic capacity.
The estimated parameters, the regression
coefficients and average relative deviation for
the BET, BET linear, GAB, Halsey, Langmuir,
Oswin, Peleg, Henderson and Chung models
are presented in Table 3. According to criteria
adopted, it can be concluded that BET, Halsey,
Oswin and Peleg models presented the best
fitted to experimental data with regression
coefficients superior to 0.9816 and average
relative deviation in the range of 2.54% a
9.79%. The experimental and adjusted curves to
BET models are presented in the Figure 1.
The equilibrium moisture contents for
powder inulin are found in the range 0.0197 to
0.8444 g/g in dry basis (Table 2). It can be
observed a significant effect of temperature in
the moisture equilibrium for aw between 0.5757
and 0.8434. In general it can be observed that
Xeq decrease as temperature increase (Table 3).
The effect of temperature is more significant for
water activity superior to 0.60. The sorption
isotherms of formulated inulin powder can be
represented by Type III curve (non-sigmoidal),
typical of many sorption isotherms of food
material (Fig. 1). According SamaniegoEsguerra, Boag & Robertson (1990), food with
high sugar content adsorbed low quantity of
water at low relative humidity and very high
quantity of water at high relative humidity. It
also can be observed in Fig 1 the interception of
experimental curves as temperature varies. This
comportment is too typical of materials with
Table 2 – Equilibrium moisture (Xe for.) data of chicory powder inulin obtained by sorption at
different relative humidity at 25ºC, 35ºC and 45ºC.
25oC
35 oC
45 oC
aw
Xe
aw
Xe
aw
Xe
0.1130
0.0434
0.1125
0.0441
0.1116
0.0432
0.2251
0.0626
0.2459
0.0677
0.2146
0.0574
0.3278
0.0699
0.3205
0.0697
0.311
0.0653
0.4316
0.0910
0.4316
nd
0.4316
0.0899
0.5757
0.1261
0.5455
0.0902
0.5195
0.0977
0.6886
0.1581
0.6696
0.1551
0.6526
0.1186
0.7529
0.1830
0.7487
0.1800
0.7452
0.1358
0.8434
0.2508
0.8295
0.1854
0.8174
0.1616
nd- no determined.
39
Nogueira et al.
e
0.3000
E
25
0.2500
P
25
Equilibriummoisture(g/g)
0.2000
E
35
P
35
0.1500
E
45
0.1000
P
45
0.0500
0.0000
0
0.2
0.4
0.6
W
ater activity
0.8
1.0
Figure 1 – Sorption Isotherms fitted by BET model at 25ºC, 35ºC and 45ºC.
E – experimental values
P – predicted values
Monolayer moisture content values (Xm),
that is a important parameter in food storage
and deterioration, are found 0.0522, 0.0528 and
0.0505 g/g in dry basis at 25ºC, 35ºC and 45º,
respectively (table 3). Xm values indicates that
formulated inulin powder presented low
hygroscopic characteristics, similar to value
obtained to starchy products, between 0.0323
and 0.1297, according to experimental data
reported by Lomauro, Bakshi & Labuza (1985).
Different to equilibrium moisture content, the
effect of temperature on the Xm value can be
considered neglected. Similar to data reported
by Schar & Rueg (1985), it can be considered
that water molecules, surrounding the sample,
presented the same kinetic energy as
temperature change in the range evaluated. The
Xm values obtained by the GAB model were
higher than those by the BET model. The
similar results were reported by the other
investigators (Sandoval & Bareiro, 2005).
The Xm values of foods change with
composition and processing. Cadden (1988),
reported that the processing of wheat flour
cause a slight reduction in the Xm values
(0.0636 in the natural fiber to 0.0595 after
milling). It was reported by Hebrard et al
(2003) that proteins of wheat flour have about
five times higher hydration capacity than native
starch.
The BET constant (CBET) was found
between 23.78 and 27.5. In the literature,
reported value of CBET for wheat is 21.7
(Timmerman et al 2001). This constant is
related logarithmically to the difference
between the chemical potential of the sorbate
molecules in the pure liquid state and in the first
sorption layer. So, these results are considered
as indicative of intermolecular attractive forces
between adsorption sites and water vapor.
40
Nogueira et al.
Table 3. Estimated parameters for all models selected of sorption isotherms for chicory inulin powder
at at 25ºC, 35ºC and 45ºC.
Model
BET
BET - linear
GAB
Halsey
Langmuir
Oswin
Peleg
Henderson
Chung
Parameters
Xm
CBET
n
R2
ARD (%)
Xm
CBET
R2
ARD (%)
Xm
CGAB
KGAB
R2
ARD (%)
A
B
R2
ARD (%)
Xm
CLAN
R2
ARD (%)
C
D
R2
ERM (%)
K1
K2
n1
n2
R2
ARD (%)
KHEND
n’
25ºC
0,0522
27,5005
12,9135
0,9977
0,0364
0,0436
6,51E05
0,9712
0,1139
0,0630
13,4816
0,4444
0,9765
0,1494
0,0203
1,5523
0,9979
0,0401
2,9072
0,0916
0,9532
0,1551
0,1070
0,4987
0,9985
0,0423
0,1365
0,2874
0,5415
4,9160
0,9985
0,0291
0,0646
1,4897
35ºC
0,0528
23,7812
8,7170
0,9793
0,0779
0,0391
2,67E06
0,8901
0,1526
0,0727
10,3989
0,7820
0,9719
0,1687
0,0105
1,8090
0,9616
0,1144
0,6282
0,4666
0,9468
0,1583
0,1028
0,4181
0,9689
0,0940
0,0630
0,2044
0,1492
2,2365
0,9781
0,0881
*
*
45ºC
0,0505
27,2331
6,7035
0,9950
0,0303
0,0354
2,64E06
0,9967
0,1781
0,0653
15,7780
0,0284
0,9970
0,0284
0,0053
2,0261
0,9906
0,0643
0,5153
0,4974
0,1725
0,1037
0,9340
0,3650
0,9973
0,0254
0,1353
0,1296
0,5508
5,8805
0,9972
0,0308
*
*
R2
ARD (%)
a
b
R2
ARD (%)
0,9650
0,1288
9,66E03
14,2362
0,7423
0,2791
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
CONCLUSIONS
The moisture sorption isotherms of
chicory inulin powder at 25 to 45oC were
characteristic of the type III isotherm (non-
sigmoidal curve). Formulated chicory inulin
powder
presented
low
hygroscopic
characteristics in the temperature range of 25 to
45oC. BET, Halsey, Oswin and Peleg models
presented the best adjust of experimental data
with regression coefficients superior to 0,98 and
average relative deviation in the range of 2.54%
to 9.79%. The moisture content of the
formulated
chicory
inulin
powder
corresponding to the water activity considered
as safe for microbiological activity (65%) was
inferior to 10g/100 g of dry solids in the
temperature range analyzed. If storage in the
high relative humidity and temperature, typical
of tropical ambient air, the moisture content of
the formulated chicory inulin powder was
superior to 15 g/100g of dry solids.
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ISSN 1517-8595
EFEITO ESTERILIZANTE DA APLICAÇÃO DE PULSOS ELÉTRICOS DE
ALTA VOLTAGEM EM SUCO DE LARANJA
Junko Tsukamoto1
RESUMO
Os processos não-térmicos vêm ganhando importânica tecnológica para conservação de
alimentos, inativando os microganismos e minimizando a degradação de nutrients e
propriedades organolépticas que ocorrem no tradicional tratamento térmico. Um dos processos
não-térmicos que está sendo apresentado no presente trabalho é o do pulso de campo elétrico
(PEF, em inglês). O objetivo deste estudo foi a análise de redução de população de
microrganismos pela aplicação de PEF utilizando câmaras de tratamento com eletrodos de
descarga dos tipos placa-placa e coaxial. Os microrganismos analisados foram Saccharomyces
cerevisiae var ellipsoideus e Lactobacillus plantarum suspendidos em amostras de soluções 0,2
% (p/v) de NaCl de água e em suco de laranja. As corridas experimentais foram realizadas em
sistema contínuo e sistema de recirculação com vazões constantes de 1 e 2 mL s-1 de amostras, a
26 ± 1ºC, através da câmara de tratamento, onde eram mantidos pulsos elétricos de 7,5 kV e
freqüência de 1,1 Hz e 4,4 Hz. Os resultados indicaram que o sistema contínuo foi ineficiente na
inativação dos dois microrganismos e o sistema de recirculação apresentou efeito positivo
utilizando a câmara com eletrodos placa-placa que foi mais eficiente para a levedura suspendida
no suco de laranja, onde se observou a redução de no máximo 2 ciclos logarítmicos e na solução
salina 1 ciclo logarítmico. A câmara com eletrodos coaxiais foi menos eficiente na inativação. O
lactobacilo apresentou redução de menos de um ciclo logarítmico inoculado em duas amostras
líquidas processado em sistema de recirculação utilizando os eletrodos placa-placa e coaxial.
Palavras-chave: pulso de campo elétrico, inativação, microrganismos.
INACTIVATION EFFECT BY PULSED ELECTRIC FIELD APPLICATION
UNDER ORANGE JUICE
ABSTRACT
Non-thermal food pasteurization and sterilization technologies are receiving increased attention.
The advantage is that of sterilizing contaminants in liquid foods without denaturation of some
physiological compounds such as proteins, vitamins. In this research, the effects of the shape of
treatment chamber (plate-plate and coaxial electrodes) and inactivation using a pulsed electric
field (PEF) discharge of microorganisms (Saccharomyces cerevisiae var ellipsoideus e
Lactobacillus plantarum) suspended in orange juice and 0.2 % (p/v) of NaCl solution were
studied. The suspension fluid was applied at a temperature of 26 ± 1ºC. The PEF treatment of
liquid samples was accomplished by continuous and circulatory systems at the flow rate of 1
and 2 mL s-1 throught PEF treatment chamber. The experimental results indicate that the
continuous system was inefficient in the destruction of both microrganisms. The results indicate
that the cell destruction by PEF using the circulatory system was efficient, yeast cells dispersed
in orange juice being almost all destroyed when the plate-plate electrodes was used with 7.5 kV
and frequency 1.1 and 4.4 Hz. The coaxial electrode obtained an inefficient results. Yeast cells
were more sensitive than lactic in both liquid sample and that did not required in the both
electrodes.
Keywords: pulsed electric field, inactivation, microrganism.
Protocolo 934 de 15/09¹2005
1
Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química. Caixa Postal 6154, Cidade Universitária
13083-970 - Sao Paulo, SP - Brasil
43
44
Efeito esterilizante da aplicação de pulsos elétricos de alta voltagem em suco de laranja
INTRODUÇÃO
O uso da tecnologia não-térmica vem
sendo muito pesquisado. A qualidade do
produto final desse processo obtém-se com
menos alterações em termos de valores
nutrientes e sensoriais (sabor, aroma e cor)
apresentando-se mais vantajosa em relação à
tecnologia térmica, porém deve-se ter cuidado
de aplicá-lo em conjunto com o método térmico
rápido, se reações enzimáticas estiverem
ocorrendo. Pesquisas revelam que os
microrganimos podem ser destruídos por
métodos não-térmicos tais como por elevação
de pressão estática: Hayakawa et al, 1994a;
Hayakawa et al, 1994b; Barbosa-Cánovas et al,
1998; por radiação eletromagnética: BarbosaCánovas et al, 1998; por pulsos de altavoltagem: Mizuno e Hori, 1988; Sato et al,
1990; Jayaram et al, 1992; Martin et al, 1994;
Zhang et al, 1994; Wouters e Smelt, 1997; Qiu
et al, 1998; Barbosa- Cánovas et al, 1998;
Reina et al, 1998; Jia, Zhang e Ming, 1999;
Gupta, Masterson e Magee, 2005; Amiali et al,
2006.
Mas a aplicação da tecnologia nãotérmica depende do tipo de alimento a ser
processado. Por exemplo, a alta-pressão, campo
elétrico oscilante, antimicrobiano são benéficos
ao aplicar em alimentos líquidos e sólidos,
enquanto que o campo elétrico pulsado é mais
adequado para alimentos líquidos. Já a
irradiação é mais empregada para alimentos
sólidos (Barbosa- Cánovas et al, 1998).
O objetivo desse estudo foi verificar o
efeito da aplicação de pulsos de campo elétrico
na
redução
de
carga
microbiana
(Saccharomyces cerevisiae var ellipsoideus e
Lactobacillus plantarum) de alimentos líquidos
(suco de laranja e solução salina de NaCl 0,2%
(p/v) e analisar os efeitos de redução de
população de microrganismos comparando a
eficiência dos dois tipos de eletrodos placaplaca e coaxial em amostras líquidas;
frequência dos pulsos, do tempo de descarga
pela aplicação de pulsos elétricos de alta
voltagem.
armazenado a temperatura de -5ºC antes do seu
uso.
Os dois microrganismos utilizados foram
Saccharomyces cerevisiae var ellipsoideus (169
vinho) e Lactobacillus plantarum (ATCC
14917), fornecidos pela Fundação “André
Tosello” e pelo Instituto de Tecnologia de
Alimentos (ITAL), respectivamente.
Equipamento
O sistema de PEF usado é constituído por
um transformador de voltagem, uma câmara de
tratamento e uma bomba peristáltica. Foram
utilizadas duas câmaras de tratamento com
configurações de eletrodos distintas:
- placa-placa: consiste em duas placas de aço
inox revestidas pelo isolado teflon (Figura 1A).
A distância entre os eletrodos utilizada foi de 6
mm e o volume foi de 2,41 cm3.
- coaxial: sistema de tudo cilíndrico de aço
revestido por teflon. Este cilindro apresenta
uma haste (diâmetro de 3,2 mm) de aço inox
fixo no meio do tubo (diâmetro de 12,4 mm),
que tem a função de promover descargas
elétricas, como mostra a Figura 1B.
(A)
(A)
(B)
Isolador
Isolador
Eletrodo
Eletrodo
MATERIAL E MÉTODOS
Tsukamoto
Escoam
Escoam
ento
ento da
da
amostra
amostra
líquida
líquida
Eletrodo
Eletrodo
(B)
(B)
Escoamento
Escoamento da
da amostra
amostra líquida
líquida
Material
Utilizou-se suco de laranja pasteurizado,
marca GIRAFFAS®, doado pela empresa
FRUTHIL S/A, São Carlos, SP. O suco foi
Figura 1: Diagrama esquemático dos tipos de
câmaras de tratamento. (A) eletrodo placaplaca; (B) eletrodo cilíndrico coaxial.
Métodos
Cultura teste:
Saccharomyces
cerevisiae
var
ellipsoideus: utilizou-se o caldo extrato de
malte, formulado em laboratório, conforme é
mostrado na Tabela 1, esterilizado a 121ºC por
Tsukamoto
45
15 minutos. A incubação foi realizada a 26ºC ±
1ºC, por 24 horas com agitação.
Lactobacillus plantarum: utilizou-se
caldo MRS (Man, Rogosa,Sharpe, OXOID
Ltd),esterilizado a 121ºC por 15 minutos. A
incubação do microrganismo foi realizada a
temperatura fixa de 35ºC durante 24 horas sem
agitação.
Tabela 1: Desenvolvimento de crescimento de levedura (pH 4,7 ± 0,2) (Difco Laboratories).
Extrato de malte (Difco)
D (+) maltose (Riedel-De Haenag Seelze- Hannover)
Extrato de levedura (Difco)
Glicose 5%(Ecibra)
Água
Inoculação:
Construção do sistema contínuo de geração
de PEF
As amostras de 100 mL de suco de
laranja e solução salina 0,2% (p/v) foram
inoculadas com 1 mL de inóculos contendo
aproximadamente 106 UFC mL-1 preparados no
dia anterior.
Inativação pelo sistema contínuo.
Logo após a inoculação, um erlenmeyer,
contendo uma das soluções foi conectado,
através de um tubo de silicone, a uma bomba
peristáltica
(Masterflex,
Cole-Parmer
Instrument Co., Mod.nº 7520-25, USA) e esta
à câmara de tratamento (C.T.), como mostra a
Figura 2.
Amostra
Bomba
peristáltica
1,5 g
0,45 g
0,3 g
12,5 g
250 mL
Gerador de pulso de alta
voltagem.
Os ensaios foram realizados nas
seguintes condições: voltagem de pico dos
pulsos a 7,5 kV; capacitância de 2 kpF;
freqüência de 1,1 e 4,4 Hz, vazão do líquido a
1 e 2 m s-1, temperatura inicial das amostras
líquidas foi de 26 ± 1ºC. O tipo de gerador de
pulso de campo elétrico foi utilizado como
mostra a Figura 3.
O Bloco A é o esquema de fonte de alta
voltagem: VV, variador de voltagem do tipo
“Variac” com 110 V (volts) de entrada e saída
de 0 a 110 V; TAV, transformador de alta
voltagem (entrada 110 V, saída máxima 10
kV), RAV retificador de alta voltagem; o
Bloco B, de gerador de pulsos e câmara de
descarga no qual R e C respectivamente
resistência (150 kΩ) e capactiro (2 kpF)
elétricos para o controle da largura e da energia
dos pulsos elétricos, IR é um interruptor
rotativo para o controle da freqüência dos
pulsos e CT, câmara de descarga elétrica sobre
amostras líquidas.
C.T
.
Coleta de amostra
Figura 2: Esquema do procedimento
experimental de esterificação em alta-voltagem
em sistema contínuo.
Figura 3: Diagrama de bloco do circuito
elétrico (sistema contínuo).
46
Os valores da freqüência dos pulsos
foram obtidos pelo número de rotação (rpm)
utilizando um tacômetro (Ametek, Mansfield
& Green division, Model 1726, Florida, USA).
Inativação pelo sistema com recirculação.
Logo após a inoculação, um erlenmeyer,
contendo uma das soluções foi conectado,
através de um tubo de silicone, a uma bomba
peristáltica
(Masterflex,
Cole-Parmer
Instrument Co., Mod. nº 7520-25, USA), esta a
câmara de tratamento e um outro tubo de
silicone conectado novamente ao início do
processo, como mostra a Figura 4.
Tsukamoto
Para contagem da levedura foi utilizada
diluição seriada até 10-3 a partir de 1 mL da
amostra líquida semeada em agar batata
dextrose (PDA (Merck KgpA, Germany))
incubada a 23ºC por 3 a 5 dias. Para bactéria
láctica a amostra foi incubada a 35ºC de 1 e 4
dias em MRS agar (Merck KgpA, Germany)).
Análise estatística
Foi realizada a análise dos efeitos
principais
pelo
programa
estatístico
STATISTICA 5.0, e foi determinada a
significância pelo intervalo de confiança de
95%. A variável resposta foi a eficiência de
inibição de microrganismos do alimento
líquido, pelo número de reduções decimais
(NRD):
NRD= log N0 – log Nf;
N0 é o número de unidades formadoras
de colônia antes da passagem de PEF e Nf ,
número de unidades formadoras de colônia
após a passagem de PEF.
Gerador de pulso de alta
voltagem.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Bomba
peristáltica
Inativação pelo sistema contínuo
C.T.
Figura 4: Esquema do procedimento
experimental de esterilização em PEF em
sistema circular.
Os ensaios foram realizados as seguintes
condições: voltagem de pico dos pulsos a 7,5
kV; capacitância de 2 kpF e 2,2 nF; resistência
de 100 Ω; freqüência de 1,1 e 4,4 Hz, vazão do
líquido 1 e 2 mL s-1, temperatura inicial das
amostras líquidas foi de 26 ± 1ºC. O tipo de
gerador de pulso de campo elétrico foi
utilizado o mesmo da Figura 3, acrescentando
de mais um capacitor colocado em paralelo.
Análise microbiológica
Foram realizadas contagens em placas
para
Saccharomyces
cerevisiae
var
ellipsoideus e Lactobacillus plantarum tanto
para controle do processo pelo sistema
contínuo quanto para com recirculação.
Duas amostras líquidas (suco de laranja
(3,76 mS cm-1, pH 3,74) e solução de NaCl 2%
(p/v) ( 3,76 mS cm-1, pH 6,08)) foram
inoculadas com levedura e bactéria lácticas e
tratadas com o PEF a 7,5 kV nas freqüências
de 1,1 e 4,4 Hz, respectivamente. A Figura 5
apresenta a magnitude dos efeitos das variáveis
independentes (freqüências e câmaras de
tratamento) sobre o número de redução de
microrganismo (NRD). A inativação da
levedura e da bactéria láctica no suco de
laranja e na solução salina tratados pelo PEF
verificou-se que a variação da vazão acarretou
o efeito não significativo (p>0,05). Com
relação à freqüência, não foi significativo a
nível de 95% de confiança. O efeito da câmara
de tratamento demonstrou o efeito significativo
só em levedura suspendida no suco de laranja
(p<0,05). Os resultados observados pela Figura
5 mostram que aplicando o PEF pelo sistema
contínuo não apresentaram redução de menos
de um ciclo logarítmico de microrganismos e
não houve diferença de redução entre as duas
amostras líquidas tratadas e duas freqüências.
Tsukamoto
47
Figura 5: Efeito padronizado de aplicação de PEF na redução de L. plantarum e S.c. var ellipsoideus
em NaCl 0,2% e suco de laranja em sistema contínuo. Intervalo de confiança: 95%.
Inativação pelo sistema de recirculação
Em duas amostras líquidas contendo 6
log10 unidades de Saccharomyces cerevisiae var
ellipsoideus / mL e Lactobacillus plantarum /
mL inicialmente, foram tratadas pelo PEF em
sistema de recirculação usando as mesmas
freqüências (1,1 e 4,4 Hz). O tempo de descarga
A Figura 6 ilustra que na redução de
microrganismo, o efeito da vazão de solução
salina e do suco de laranja não apresentou efeito
significativo (p>0,05). O efeito da freqüência
realizado com a láctica em suco e em NaCl
0,2% (p/v), e com a levedura em suco, não
demonstrou diferença significativa (p>0,05).
Com relação à câmara de tratamento, observouse que o efeito não foi significativo em L.
plantarum suspendido em NaCl 0,2% e em suco
(p>0,05), porém foi significativo em levedura
dispersa em duas amostras líquidas (p<0,05). O
efeito de números de ciclos sobre a inativação
foi significativo somente realizado com a
levedura em suco de laranja (p<0,05).
Figura 6 - Efeito padronizado de aplicação de PEF na redução de L. plantarum e S.c. var ellipsoideus
em NaCl 0,2% e suco de laranja em sistema de recirculação. Intervalo de confiança: 95%.
48
CONCLUSÕES.
Sistema contínuo
As causas da redução menor que um
ciclo logarítmico das células da levedura e da
bactéria láctica suspendidas em suco de laranja
e solução salina NaCl 0,2%, respectivamente,
foram devidas a alguns fatores tais como:
- a potência baixa, pois para gera pulsos de alta
voltagem em alimentos líquidos deve-se fazer
passar um fluxo maior de corrente elétrica
através da câmara de tratamento em um
intervalo de tempo muito curto (s) (Martin et
al, 1994). Esse tempo é o tempo de descarga
do capacitor C dado pela equação ζ = R.C, o
valor do tempo neste sistema foi de 0,3 ms e
este não alcançava o necessário para ocorrer à
carga e descarga do capacitor durante a a
aplicação de PEF e a maioria dos artigos
ocorreram em tempos muito rápido como 2,0
s e 3,3 s (Sharma et al, 1998), 1,5 s (Reina
et al, 1998), 2 s (Vega-Mercado et al, 1997).
Para obter esse efeito, diminiu-se o valor da
resistência de 150 kΩ para 100 150 kΩ e
colocou-se mais um capacitor de 2,2 nF em
paralelo. Com isso o tempo foi reduzido para ζ
= 4,2 s.
- O tempo de residência do campo elétrico da
câmara de tratamento. Os artigos encontrados
para sistema contínuo usaram câmara de
tratamento tubular “co-field” de múltiplo
estágio de dois ou mais pares de eletrodos
dentro da câmara conectados em paralelo (Qiu
et al , 1998; Jia et al, 1999), outros utilizaram
dois eletrodos dentro da câmara de tratamento
conectados em série (Reina et al, 1998).
Em vista dos resultados apresentados
neste sistema contínuo foram feitas
modificações no sistema pra avaliar o
performance em termos de redução de
microrganismos: inclusão de mais um
capacitor de 2,2 nF e alteração de sistema
contínuo para sistema de recirculação.
Sistema de recirculação
Tsukamoto
tratamento com eletrodo placa-placa foi mais
eficiente que a coaxial para a levedura. E
incrementando o valor da freqüência e o tempo
de recirculação indicou a redução de
microrganismo somente para a levedura
suspendida na solução de NaCl 0,2 % (p/v) de
1 NRD (6 log10 para 5 log10) e para 2 NRD (4
log10) em suco de laranja.
A Figura 7 ilustra essas diferenças para
as três condições de número de ciclos, tanto de
suco quanto de solução salina. No suco de
laranja deve provavelmente por causa de
presença de ácido cítrico que causa efeito
sinérgico, ou devido aos pH diferenciados de
cada meio, já que a condutividade elétrica dos
líquidos foi no mesmo valor. Álvarez et al
(2000) deduziram que a inativação de
Salmonella senftenberg tratado a 19 kV cm-1
(2 Hz, “pulse width” de 2 s) foi mais
resistente em pH 3,8 que pH 7,0,usando as
amostras com tampão “Mcllvaine citratephosphate”, com o mesmo valor de
condutividade elétrica (2 mS cm-1). A
influência do pH sobre a inativação de
microrganismo sobre o tratamento de PEF é
incerta. Pois outros autores como Sale e
Hamilton (1967) e Hülsheger et al (1981)
relataram que não existe influência do pH na
inativação de microrganismo, o que contradiz
com a pesquisa feita pelos Vega-Mercado et
al(1996), pois eles encontraram que a
inativação de E. coli foi mais significante em
pH entre 5,6 e 6,8.
Comparando com o Lactobacillus
plantarum que não demonstrou o efeito de
redução em nenhum dos parâmetros aplicados
nos dois meios inoculados, concluiu-se que as
leveduras foram mais fáceis de inativas que as
bactérias, principalmente devido ao tamanho
maior das leveduras. Essa conclusão é similar
aos outros pesquisadores (Mizuno e Hori,
1988; Hamilton e Sales, 1967; Jong e Heesh,
1998). Martin et al (1994) observaram que a
energia necessária para inativar as células de
Saccharomyces cerevisiae foi menor (14 kV
cm-1) que aplicada em Lactobacillus brevis (20
kV cm-1) e isso se atribui ao diâmetro maior
das células de leveduras e o baixo valor de pH
de amostra processada (suco de laranja).
Os experimentos realizados neste
sistema demonstraram que a câmara de
(A)
Tsukamoto
49
(B)
Figura 7. Aplicação de PEF sobre Saccharomyces cerevisiae var ellipsoideus em: (A) solução salina
NaCl 0,2% (p/v) e (B) suco de laranja. Sistema de recirculação, 3,6 Hz e 7,5 kV: (a). início, sem
tratamento PEF; (b) 4,2 ciclos; (c) 7,8 ciclos; (d) 11, 4 ciclos.
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ISSN 1517-8595
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE FRUTOS DE MAMOEIRO
COMERCIALIZADOS NA EMPASA DE CAMPINA GRANDE-PB
Francisco Rodolfo Júnior1, Lucicléia Barros de V. Torres2, Vinícius Batista Campos3,
Anicléia Rodrigues de Lima4, Adriano Duarte de Oliveira4, Jeane Karla de Mendonça
Mota5
RESUMO
A produção e comercialização de mamão (Carica papaia) vêm se tornando cada vez mais um
mercado de grandes respostas econômicas, haja vista que o Brasil se destaca como um dos
principais exportadores desse fruto. O presente trabalho teve como objetivo estudar as
características físico-químicas dos frutos de duas cultivares mamoeiro comercializadas na
EMPASA de Campina Grande, Paraíba. A pesquisa foi realizada no Laboratório de Química e
Bioquímica do Centro de Ciências Agrárias da UFPB. Utilizaram-se duas variedades de mamão
(Sunrise Solo e Formosa) em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições por
tratamento, onde as características fisico-químicas avaliadas para as duas cultivares foram: pH,
sólidos solúveis totais (SST), acidez titulável, relação SST/AT, cinzas, comprimento, largura,
diâmetro, peso e firmeza. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F.
Concluiu-se que: os frutos de mamoeiro das cultivares Sunrise Solo e Formosa apresentam
características químicas adequadas para as necessidades de consumo do mercado interno; os
frutos da variedade Formosa apresentaram maiores valores de ºBrix, largura e diâmetro quando
comparados aos frutos da cultivar Sunrise Solo; a firmeza da polpa apresentou-se abaixo do
padrão dos estudos já realizados nas cultivares, implicando diretamente na qualidade final dos
frutos.
Palavras-chave: Carica papaia, qualidade de frutos, comercialização, consumo in natura.
PHYSICAL-CHEMICAL CHARACTERISTICS OF PAPAIA FRUIT
COMMERCIALIZED AT EMPASA CAMPINA GRANDE - PB
ABSTRACT
Production and trading of papaya are becoming a very economical issue answers, because
Brazil is one of the exploited of this fruit. This work had the aim to study physical-chemical
featuring of fruits traded on 2 papaya’s cultivars at EMPASA - Campina Grande City, Paraíba
State, Brazil. Research was carried out at Laboratório de Química e Bioquímica of Centro de
Ciências Agrárias – UFPB. It had been used 2 varieties of papaya (Surinse Solo and Formosa),
used sketching entirely randomized with 4 repetition by treatment, where physical-chemical
features to cultivars are: pH, Total soluble solids (TSS), titulable acidity, SST/AT relation, ash,
length, width, diameter, weight and firmness. Data were variance analyzed by test F. It had been
concluded that: papaya fruits from S. Solo and Formosa showed adequate chemical features to
need inner trade consuming; variety Formosa showed higher values of ºBrix, when
compared to S. Solo variety; pulp firmness showed lower to stand ways from studies
already done on cultivars, directy damaging final quality of fruits; frits from Formosa cultivar
showed length, width and diameter above found results at S. Solo cultivar.
Keywords: Carica papaia, fruits quality, trading, in natura consuming.
1
Prof MSc do CCTA/UFCG, Pombal – PB, e-mail: [email protected]
Doutoranda em Agronomia CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]
3
Mestrando em Manejo de Solo e Água CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]
4
Estudante de Agronomia CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: aniclé[email protected]; [email protected]
5
Mestranda em Construções Rurais e Ambiência CTRN/UFCG, Campina Grande - PB, e-mail: [email protected]
2
51
52
Caracterização físico-química de frutos de mamoeiro comercializados na Empasa .... Rodolfo Júnior et al.
INTRODUÇÃO
O mamão (Carica papaya L.) é uma das
frutas mais cultivadas no mundo, especialmente
em áreas tropicais onde a temperatura média
anual é de 25ºC (Simão, 1998). O Brasil é o
maior produtor dessa frutífera, perfazendo
aproximadamente 36,9% do total produzido no
mundo (FAO, 1998). Entretanto, apenas 3% da
produção brasileira é destinada a exportação,
sendo a maior parte consumida internamente.
Os frutos da cultivar Formosa tem preferência
nacional, enquanto os da cultivar Sunrise Solo
se destacam para a exportação (Agrianual,
2005).
Entre as cultivares de mamão plantadas no
Brasil, a Improved Sunrise Solo, e seu fruto,
reúne as principais características preferidas
pelo mercado, que são: ter origem de flores
hermafroditas; conteúdo mínimo de 13 a 15%
de sólidos solúveis totais; peso médio em torno
de 500 g; forma alongada; periforme ou oval e
uniforme; casca lisa, sem nervuras ou manchas
externas; frutos firmes, com polpa espessa, de
coloração
vermelho-alaranjada;
cavidade
redonda; amadurecimento lento e altos teores de
açúcares (Luna, 1986; Almeida et al., 2003).
O mamão é consumido como fruta fresca e
muito apreciado pelo seu sabor adocicado,
polpa levemente perfumada e de coloração
variando de amarelo a vermelho. Quando a
fruta é colhida na época do estágio de
maturação adequada e manuseada corretamente
pós-colheita, o mamão permanece com um
padrão ideal de qualidade para o consumo.
Colheitas realizadas antes dos frutos atingirem
completa maturação fisiológica, prejudicam o
seu processo de amadurecimento, afetando sua
qualidade. Por outro lado, a colheita dos frutos
totalmente maduros reduz a sua vida útil,
dificultando o seu manuseio e transporte,
devido à baixa resistência física, causando
perdas qualitativas e quantitativas (Chitarra &
Chitarra, 1990; Rocha et al., 2005).
Para estudo da qualidade dos frutos, podem
ser adotados vários parâmetros, sejam eles
físicos como peso, comprimento, diâmetro,
forma e firmeza, ou químicos referentes a
Sólidos solúveis totais (SST), pH, acidez
titulável (AT), relação SST/AT e vitaminas.
Essas características são influenciadas por
fatores como condições edafoclimáticas,
variedade, época e local de colheita, tratos
culturais, e manuseio pós-colheita (Fagundes &
Yamanishi, 2001).
Draetta et al. (1975) fizeram determinações
diárias da parte superior e inferior da polpa de
mamão
variedade
Comum
amarela
armazenados a uma temperatura de 25ºC, em
atmosfera de azetil na base de 2% do volume da
câmara. Os resultados encontrados para a parte
de cima dos frutos (próxima do pedúnculo),
após 72 horas foram: pH- 5,2; sólidos solúveis
(ºBrix)- 8,0; acidez total titulável (g ácido
cítrico 100g-1)- 0,5; ácido ascórbico (mg 100g1
)-60,0. Para a parte de baixo dos frutos, os
resultados após 72 horas foram: pH- 5,0;
sólidos solúveis (ºBrix)- 9,0; acidez total
titulável (g ácido cítrico 100g-1)- 0,18; ácido
ascórbico (mg 100g-1)- 50,0. Outro estudo feito
por Lassoudière apud Menezes & Draetta
(1980), citaram para o mamão, que a acidez
total titulável foi 0,04g ácido cítrico 100g-1 e
que o ácido ascórbico variou de 90 a 130 mg
100g-1.
A cadeia de comercialização de cada fruta é
diferente, possuindo vários componentes do
mercado interno envolvidos, como: produtores,
intermediários, atacadistas, CEASAS, feirantes
e varejistas (supermercados, quitandas, varejões
e outros), que completam a distribuição aos
consumidores. Existem diversos canais de
comercialização de frutas no mercado interno,
entre os quais: a venda direta do produtor ao
consumidor, sem nenhum intermediário; do
produtor ao varejista (supermercado, quitanda,
feirante e outros); do produtor ao atacadista de
destino, instalado próximo ao centro de
abastecimento, e do produtor ao atacadista de
origem, localizado junto à zona de produção.
Portanto, o produtor pode decidir por uma
destas alternativas, escolhendo aquela que
melhor se adapte às suas condições (Fagundes
& Yamanishi, 2001).
Para que sejam adotadas técnicas que visem
o melhor desempenho no sistema de
comercialização desta fruta, é importante que se
conheça os fatores que contribuem para a
formação e qualidade do produto, buscando a
melhoria do sistema de comercialização para
atender às exigências cada vez maiores dos
consumidores, realizou-se a presente pesquisa
com o objetivo de analisar as características
físico-químicas dos frutos de mamoeiro das
cultivares S. Solo e Formosa comercializados
na EMPASA de Campina Grande-PB.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido no período de
30 de setembro a 14 de outubro de 2004, sendo
realizadas as análises no Laboratório de
Química e Bioquímica do Centro de Ciências
Agrárias da Universidade Federal da Paraíba
(CCA/UFPB), na cidade de Areia-PB.
Os frutos utilizados no experimento foram
escolhidos aleatoriamente no local de
comercialização (EMPASA, Campina Grande –
PB), para formar as unidades experimentais das
cultivares Sunrise Solo e Formosa. As
características físico-químicas avaliadas para as
duas cultivares foram: pH, sólidos solúveis
totais (SST), acidez titulável, relação SST/AT,
cinzas, comprimento, largura, diâmetro, peso e
firmeza.
As variáveis (pH, SST, AT, SST/AT e
cinzas)
foram
determinadas
segundo
metodologia do Instituto Adolfo Lutz (1985).
Para cada variável se avaliou amostras
compostas por diferentes porções do fruto. A
relação SST/AT foi obtida através dos
resultados dos teores de sólidos solúveis totais
(ºBrix) e acidez titulável (% de acido cítrico).
As unidades experimentais foram pesadas
através de uma balança eletrônica; a firmeza da
polpa foi obtida com o auxílio do penetrômetro,
sendo expressa em kgf cm-2; também foi
observado o formato e dimensões de cada fruto
com o uso de régua milimetrada para
determinação de comprimento e largura, e
paquímetro para determinação do diâmetro.
O
delineamento
utilizado
foi
inteiramente
casualizados
com
quatro
repetições por tratamento, onde os dados foram
submetidos à análise de variância a 5% de
probabilidade pelo teste F.
O teor de SST dos frutos da cultivar
Formosa permaneceu constante, 14 °Brix, o
mesmo acontecendo com os frutos da cultivar
S. Solo, mantendo o teor de SST constante em
11°Brix (Figura 1A), sendo superiores os
valores médios 13,3 °Brix e 12 °Brix
53
encontrados por Viegas (1992) para as
respectivas variedades.
A relação SST/AT (Figura 1B) para cultivar
Formosa ficou em media de 100,10 e para
cultivar S. Solo ficou em torno de 125,90,
estando próximos dos valores encontrados por
Viegas (1992) para os respectivos cultivares.
O pH apresentou uma pequena variação na
cultivar Formosa em relação a cultivar S. Solo,
sendo os valores médios respectivamente
representados por 5,20 e 5,40 (Figura 1C).
Estando os valores do pH próximos aos
encontrados por Fioravanço et al. (1992), os
quais estavam em torno de 5,28 a 5,71 e 5,43 a
5,86 respectivamente. De acordo com Chan
Junior et al. (1971) o mamão apresenta um pH
entre 4,5 e 6,0, baseado nisto, pode-se dizer que
os frutos comercializados em Capina Grande na
EMPASA apresentam pH no intervalo
considerado para consumo in natura.
A acidez titulável do mamão da cultivar
Formosa apresentou valor médio de 0,11, e os
da cultivar S. Solo apresentou valor médio de
0,08 (Figura 1D), sendo superior aos obtidos
por Souza (1998).
O comprimento dos frutos da cultivar
Formosa chegou a uma média de 25,60cm e da
cultivar S. Solo a 11,85cm (Figura 2A). O
mesmo comportamento repetiu-se para a
largura (Figura 2C), chegando a 10,95 cm
(Formosa) e 8,68 cm (S. Solo). Os diâmetros
das duas cultivares analisadas tiveram média de
37,7cm e 28,66cm, respectivamente (Figura
2E). Esses valores se aproximam daqueles
encontrados por Fioravanço et al (1992) em
frutos de mamão das duas cultivares. O
tamanho “in natura” dos frutos depende do
mercado consumidor. Manica (1996) comenta
que os grandes mercados consumidores
preferem frutos mais alongados e cilíndricos.
Verificou-se que o peso médio do mamão da
cultivar S. Solo foi de 443,7g e da cultivar
Formosa 1530,7g (Figura 2B). O peso médio da
cultivar S. Solo (443,7g) foi superior ao obtido
por Bleinroth & Sigrist (1989) que chegou a
360g. Entretanto, Souza (1998) afirma que o
peso para o consumo in natura de frutos do
grupo S. Solo no mercado interno está entre 460
a 690g.
54
A
SST (ºBrix)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
B
14 a
11 b
S
C
5,39 a
S
E
5,20 b
100,1 a
F
VITAMINA C (mg/100g)
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1,23 a
0,95 b
S
F
0,12
125,93 a
S
D
F
F
ACIDEZ TITULÁVEL (%)
0,1
140
120
100
80
60
40
20
0
F
pH
14
12
10
8
6
4
2
0
SST/AT
0,11 a
CINZAS (%)
0,3
0,264 a
0,254 a
0,25
0,089 a
0,2
0,08
0,15
0,06
0,04
0,1
0,02
0,05
0
0
S
F
S
F
Figura 1 – Valores de sólidos solúveis (A), relação sólidos solúveis/acidez titulável (B), pH (C),
vitamina C (D), acidez titulável (E) e cinzas (F) de frutos do mamoeiro das variedades Sunrise Solo
(S) e Formosa (F), comercializados na EMPASA de Campina Grande-PB.
A firmeza media da polpa do mamão (Figura
2D), na cultivar Formosa foi de 0,84 Kgf cm-2 e
da cultivar S. Solo 1,41 Kgf cm-2, foram
inferiores aos obtidos por Souza (1998), quando
a firmeza foi de 1,34 a 2,6 Kgf cm-2 em media
para as duas cultivares respectivamente,
segundo ele esse grau de firmeza dificulta o
manuseio do fruto no comercio. Os baixos
valores de firmeza encontrados nos frutos
analisados podem estar relacionados a fatores
como grau de maturação do fruto, cultivar,
tratos culturais, transporte e manuseio da
colheita e pós-colheita.
Para as cinzas os valores médios relativos
encontrados para as duas variedades não
tiveram diferença significativa (Figura 1F).
A
B
COMPRIMENTO (cm)
30
PESO (g)
2000
25,6 a
1530, 7 a
25
1500
20
15
1000
1,85 b
10
443,72 b
500
5
0
0
S
C
F
S
D
LARGURA(cm)
12
10
55
10,95 a
F
FIRMEZA (kgf cm-2)
11,41 a
1,5
8,68 b
8
1,0
0,84 a
6
4
0,5
2
0
0,0
S
F
S
E
40
35
30
25
20
15
10
5
0
F
DIÂMETRO (cm)
37,7 a
28,66 b
S
F
Figura 2 – Valores de comprimento (A), peso (B), largura (C), firmeza (D) e diâmetro (E) de frutos
do mamoeiro das variedades Sunrise Solo (S) e Formosa (F), comercializados na EMPASA de
Campina Grande-PB.
Agrícola. Piracicaba. v. 60, n.3, p. 419-424,
2003.
CONCLUSÕES
Agrianual 2005 – Anuário da agricultura
– Os frutos de mamoeiro das cultivares
brasileira. São Paulo: FNP Consultoria,
Sunrise Solo e Formosa apresentam
2005. p. 394-395.
características químicas (SST, SST/AT,
Bleinroth, E. W.; Sigrist, J, M , M. Matéria
pH e Acidez) adequadas para as
prima. In: ITAL. Mamão: cultura, matéria
necessidades de consumo do mercado
prima,
processamento
e
aspectos
interno;
econômicos. 2ª. Ed. Campinas: ITAL,
– Os frutos da variedade Formosa
1989. Cap. 2, p. 179-254.
apresentaram maiores valores de
Carvalho, R. I. N.; Fioravanço, J. C.; Paiva, M,
sólidos solúveis totais, comprimento,
C.; Manica, I. Características físicas e
largura e diâmetro quando comparados
químicas
do
mamão
“Papaya”
aos da variedade S. Solo;
comercializado em Porto Alegre. Revista
– As variáveis estudadas apresentaram
Brasileira de Fruticultura, Cruz das
nível adequado para as exigências do
Almas, v. 14, n. 1, p. 143-147, 1992.
mercado interno, exceto para a firmeza
dos frutos em ambas as cultivares.
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ISSN 1517-8595
57
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DE FRUTOS DE MARACUJAZEIROAMERELO SOB ADUBAÇÃO POTÁSSICA, BIOFERTILIZANTE E COBERTURA
MORTA1
Vinícius Batista Campos2, Lourival Ferreira Cavalcante3, Tony Andreson Guedes Dantas4,
Jeane Karla de Mendonça Mota5, Artenisa Cerqueira Rodrigues6, Adriana Araújo Diniz7
RESUMO
O maracujazeiro-amarelo é uma cultura típica de países tropicais, seu fruto é expressivamente
utilizado para consumo in natura, entretanto, possui igual importância econômica na fabricação
de suco integral e concentrado. Desta forma, objetivou-se avaliar a qualidade de frutos de
maracujazeiro-amarelo sob adubação potássica, biofertilizante e cobertura morta. O
experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado, no período de novembro
de 2005 a julho de 2006, em esquema fatorial 5x2x2 correspondente a cinco doses de potássio
(0; 10; 15; 20 e 25 g planta-1), na ausência e presença do biofertilizante bovino, em solo com e
sem cobertura morta. O potássio foi aplicado aos 30 dias após o plantio e a cada 60 dias. O
biofertilizante foi adicionado ao solo 30 dias antes e a cada 90 dias após o plantio ata o final da
colheita. No pico da produção foram utilizados quatro frutos por unidade experimental para
caracterização da massa média de frutos, espessura da casca, diâmetros longitudinal e
transversal, rendimento em polpa, pH, sólidos solúveis e acidez titulável. O biofertilizante
bovino elevou a espessura da casca. A interação potássio x biofertilizante bovino estimulou o
rendimento em polpa dos frutos. A massa média de frutos, diâmetros longitudinal e transversal,
acidez titulável e pH, foram compatíveis às exigências tanto para o consumo in natura quanto
para industrialização da polpa.
Palavras-chave: Passiflora edulis f. flavicarpa Deg., pós-colheita, fertilização organo-mineral.
PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTICS OF YELLOW PASSION
FRUITS UNDER FERTILIZATION POTASSIUM, BOVINE BIOFERTILIZER
AND MULCH
ABSTRACT
The yellow passion fruit plants (Passiflora edulis f. flavicarpa Deg), is a crop tipic of Tropical
County and its fruit are expressively used in form natural but too exercise economic importance
to industrialization of the pulp. In this direction an experiment was carried under potássica,
biofertilizante fertilization and covering deceased. The experiment was installed in delineation
entirely randomized, during the period of November of 2005 to July of 2006, using a factorial
design 5x2x2 corresponding to five levels of potassium (0; 10; 15; 20 and 25 g plant-1) in the
absence and presence of bovine biofertilizer in soil with and without mulch. The potassium was
applied to soil 30 days before and the each 60 days after planting. he biofertilizer was applied
30 days before and the each 90 days after the plantation till the end of the harvest. When al
1
2
3
Trabalho financiado pelo CNPq
Mestrando em Manejo de Solo e Água CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]
Prof. Dr. DSER/CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]; bolsista CNPq.
Estudante de Agronomia, Bolsista PIBIC/CNPq/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]
5
Mestranda em Construções Rurais e Ambiência/DEAG/UFCG, Campina Grande, e-mail: [email protected]
6
Mestranda em Produção vegetal/CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]
7
Doutoranda em Agronomia/CCA/UFPB, Areia – PB, e-mail: [email protected]
4
58
Caracterização física e química de frutos de maracujazeiro-amerelo sob adubação potássica, biofertilizante.... . Campos et al.
plants of the al treatments presents fruit adequate to marketed four fruits of the each
experimental unit were obtained to characterization of the average mass of fruit, pulp thickness,
longitudinal and transversal diameter, pulp percentage, pH, soluble solids content (°Brix) and
titillate acidity of the fruits pulp. The bovine biofertilizer application on soil increased the pulp
thickness of the fruits. The interaction potassium x bovine biofertilizer stimulated the pulp
percentage of the fruits. The values of, mass of fruits, longitudinal and transversal diameters,
titillate acidity and pH of the pulp had been compatible to the requirements in such a way for
consumption in nature form as to fruits industrialization.
Keywords: Passiflora edulis f. flavicarpa Deg., pós-colheita, fertilização organo-mineral.
INTRODUÇÃO
Dentre as frutíferas de expressão econômica
no Brasil, a cultura do maracujá possui
destaque nos últimos anos. Originária da
América Tropical, com mais de 150 espécies
nativas do Brasil, e dessas espécies, o
maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis f.
flavicarpa Deg.), é a mais importante,
representando 95% dos pomares comerciais,
sendo também a mais cultivada no mundo
(Meletti et al., 2002; Araújo et al., 2006). A
expressiva importância dessa frutífera é, além
da preferência pelo mercado interno e externo,
devido também à abertura de novos mercados
(Sá, 2005).
Após a colheita, o maracujá-amarelo é
direcionado
para
linhas
distintas
de
comercialização: para o mercado interno,
destinado ao consumo na forma natural e ao
processamento industrial e para o mercado
externo de suco concentrado. Um dos principais
problemas para a exportação é a adoção de
técnicas de conservação pós colheita, o que faz
com que o fruto atinja um alto grau de
perecibilidade, principalmente quando a
colheita coincide com os meses mais chuvosos
(Salomão et al., 2001).
Responsável pela síntese de degradação de
compostos orgânicos, o potássio também atua
na participação do processo de abertura e
fechamento dos estômatos, síntese de proteínas
de tecidos meristemáticos, na expansão celular
e no balanço entre cátions e ânions; sua
deficiência causa diminuição na biomassa da
planta, reduzindo a produção de matéria seca e
a produção dos frutos, também interferindo
negativamente na qualidade dos frutos e do
suco (Baumgartner, 1987; Brito et al., 2005).
O potássio, depois do nitrogênio, é o
nutriente
mais
absorvido
durante
o
desenvolvimento do maracujazeiro. Nos frutos,
essa situação se inverte, no período da colheita,
a concentração de K na casca dos frutos pode
atingir o dobro em relação ao nitrogênio
(Carvalho et al., 1999; Fortaleza et al., 2005).
O biofertilizante bovino tem sido empregado
via pulverização foliar nas mais diversas
culturas
como
fitoprotetores,
porém
ultimamente
vêm-se
utilizando
como
fertilizante com o objetivo de avaliar a
possibilidade e o nível de substituição de N e K
às culturas (Willer e Yussefi, 2001; Alves,
2006).
Ao avaliar a resposta do maracujazeiroamarelo, em função da aplicação dos volumes
de 4 e 8 litros de biofertilizante bovino por
planta no solo, na proporção de 1:1, Silva
(2000) observou efeitos positivos sobre a massa
média e a espessura da casca dos frutos.
O trabalho teve como objetivo avaliar a
caracterização física e química de frutos de
maracujazeiro-amarelo sob adubação potássica,
em solo sem e com biofertilizante bovino, com
e sem cobertura morta.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido na
propriedade Macaquinhos, município de
Remígio, Paraíba, inserida na microrregião de
Esperança, no período de novembro de 2005 a
setembro de 2006. Geograficamente, o
município de Remígio, localiza-se a 6°53’ 00”
de latitude sul, 36°02’00” a oeste do meridiano
de Greenwich e a altitude de 470m acima do
nível do mar.
O clima do município é do tipo As’,quente e
úmido, com pluviosidade caracterizada no
período de março a junho. A temperatura do ar
variou de 24°C a 24,5°C, e a umidade relativa
do ar se manteve entre 70 e 80%.
O solo da área experimental possui
declividade da ordem de 10%. Quanto à
fertilidade, possui teores baixos de fósforo e
matéria orgânica, médios de potássio, cálcio e
magnésio. Fisicamente é um solo profundo e
arenoso com porosidade total variando entre
0,44 e 0,42 m3 m-3 nas profundidades de 0-20 e
de 21-40 cm respectivamente.
O
experimento
foi
instalado
em
delineamento inteiramente casualizado, em
novembro de 2005 com três repetições, em
arranjo fatorial 5 x 2 x 2 referente aos níveis de
K2O, oriundas do cloreto de potássio (56%
K2O): 0, 10, 15, 20 e 25 g planta-1, na ausência
e presença de biofertilizante bovino, em covas
com e sem cobertura morta em camada de 5 cm
com restos vegetais. As covas foram abertas nas
dimensões 40x40x40 cm, preparadas com cinco
litros de esterco bovino de relação C/N 17:1,
100 gramas de calcário calcítico, com PRNT de
82% e 20 gramas de P2O5, na forma de super
fosfato triplo com 42% de P2O5.
As doses de potássio foram aplicadas a partir
dos 60 dias após o plantio e a cada dois meses,
até o final da colheita. O biofertilizante bovino
foi adicionado ao solo 30 dias antes e a cada 90
dias após o plantio, na forma líquida, diluído
em água na proporção em volume de 1:4,
tomando-se como referência a sugestão de
Santos (1992), que recomenda a dose de 15
litros m-2, e, portanto foram fornecidos 12 litros
do insumo numa área de 0,8 m2. O preparo do
biofertilizante foi feito com partes iguais de
esterco fresco de bovino e água em fermentação
anaeróbica durante o período de 30 dias. Neste
período, a cada dois dias agitava-se o recipiente
com o insumo para garantir uma adequada
fermentação e atividade microbiana.
Para sustentação das plantas usou-se
espaldeira com um arame liso n° 12 instalado
no topo das estacas, a 2,2 m de altura.
A irrigação foi feita pelo método de
aplicação
localizada
por
gotejamento,
fornecendo-se a cada planta, nos primeiros 60
dias, 2 L, dos 60 aos 90 dias, 4 L e a partir da
floração 10 L planta-1 dia-1 (Gondim, 2003) de
59
água sem risco de sais às plantas (Ayers e
Westcot, 1999; Cavalcante e Cavalcante, 2006).
A colheita foi realizada num período de 120
dias onde foram colhidos quatro frutos por
unidade experimental para avaliação da
caracterização física pelo diâmetro longitudinal
e transversal ou equatorial, massa média dos
frutos, espessura da casca e rendimento em
polpa. Quanto aos atributos químicos de
qualidade pós-colheita foram determinados a
acidez titulável (Instituto Adolfo Lutz, 1985),
teores de sólidos solúveis (°Brix) por
refratometria e o pH da polpa foi obtido por
meio de leituras em potenciômetro.
Os dados foram submetidos à análise de
variância para diagnosticar os efeitos
significativos das fontes de variação individuais
e de suas respectivas interações sobre as
variáveis analisadas e, em seguida, foram
interpretados por meio de regressão polinomial
(Ferreira, 2000).
A massa média dos frutos, de forma geral,
exibiu tendência de acréscimo com a elevação
das doses de potássio (Figura 1). Essa tendência
foi também observada por Araújo et al. (2006).
Os valores variaram de 191 a 228 g e foram
superiores á oscilação de 124 a 138 g fruto-1
registrada por Silva (2000). Esses resultados
estão em consonância também com a variação
de 176 a 215 g fruto-1 obtida por Santos (2004),
em cultivo com biofertilizante bovino aplicado
ao solo, a cada 60 dias, na forma líquida.
Comparativamente com plantas sobre cultivo
tradicional, os valores superaram os 138 g fruto1
em maracujazeiro-amarelo tratado com
potássio em solução nutritiva (Araújo et al.,
2006) e a ordem dos 199 e 205 g fruto-1
apresentados por Meletti et al. (2002).
60
Figura 1 - Massa média de frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das doses de potássio
aplicado ao solo.
Pelos resultados da Figura 2, a espessura
da casca aumentou com a adição de potássio
atingindo valor máximo de 8,4 mm no nível
equivalente a 11,2 g planta-1 de K2O. Esse
comportamento está compatível com o
apresentado por Araújo et al. (2006) e com
Fortaleza et al. (2005), ao concluírem que a
espessura da casca do maracujazeiro-amarelo
aumentou com as doses de potássio em solução
nutritiva e no solo, respectivamente. Por outro
lado, discorda de Brito et al. (2005), ao
constatarem que o aumento dos níveis de
potássio não interfere na espessura da casca dos
frutos. Nos tratamentos sem cobertura do solo,
a espessura da casca decresceu com o aumento
das doses de potássio. Essa situação, em geral,
resulta no maior rendimento em polpa dos
frutos e, com efeito, em um dos atributos de
preferência tanto para o mercado de consumo in
natura com para o processamento do suco
(Santos et al., 2005).
Figura 2 - Espessura de casca de frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das doses de potássio na
ausência (---) e presença (—) de cobertura morta.
O biofertilizante, aplicado ao solo na
forma líquida, promoveu o aumento da
espessura da casca dos frutos, em relação aos
tratamentos sem o insumo (Figura 3).
Comparativamente, o valor de 0,86 cm obtido
foi superior aos 0,69 cm apresentados por
Martins et al. (2002), 0,81 cm por Santos
(2004), sendo superior também aos 0,60; 0,62 e
0,78 cm obtidos por Brito et al. (2005) em
maracujazeiro-amarelo, sob a aplicação de
61
esterco de frango, de ovino e da mistura de
ambos associados com cinco níveis de potássio
(0, 27, 54, 81 e 108 g planta-1). Possivelmente, a
adição sistemática do biofertilizante na
freqüência adotada, promoveu, por meio de
reações de sinergismo ou de antagonismo entre
alguns nutrientes de modo a refletir no aumento
da espessura da casca dos frutos e, em
conseqüência, no declínio do rendimento em
polpa e de suco.
Figura 3 - Espessura de casca de frutos de maracujazeiro-amarelo, em solo na ausência (A) e presença
(P) de biofertilizante bovino aplicado ao solo na forma líquida.
Os valores do diâmetro longitudinal (Figura
4) e transversal (Figura 5), não exibiram
comportamento definido entre si, quanto ao uso
da cobertura morta, biofertilizante e doses de
potássio. Percebe-se que na ausência de
cobertura do solo, os valores do diâmetro
longitudinal (Figura 4A) e transversal (Figura
5A), não se adequaram a nenhum modelo de
regressão. Nas respectivas figuras, verifica-se
também que, exceto na dose de K2O igual a 25g
planta-1, o diâmetro longitudinal dos frutos foi
inferior ao obtido nos frutos da testemunha. Por
outro lado, constata-se na Figura 5A que o
diâmetro transversal dos frutos cresceu com o
aumento da aplicação de potássio e
biofertilizante ao solo.
Nos tratamentos sem e com cobertura morta,
o diâmetro longitudinal e transversal, na
ausência e presença do biofertilizante, variou de
8,1 a 10 cm e 7,8 a 9 cm, respectivamente.
Essas variáveis são empregadas para
classificação do tipo de fruto em alguns
mercados consumidores do Brasil. Frutos com
essa variação de diâmetros são classificados
como do tipo médio a grande no Estado do Rio
de Janeiro (3A), e de médio a pequeno (2A),
que corresponde a frutos de calibre 3 e 4 no
Estado de São Paulo (Balbino, 2005).
62
A
Diametro longitudinal (mm)
11,0
10,0
— ŷ = 9,39 - 0,219X + 0,009**X2
R2 = 0,78
9,0
8,0
--- ŷ =MEDIA = 8,55
7,0
6,0
B
Diametro lontudinal (mm)
11,0
— ŷ = 8,753 - 0,080X + 0,004**X2
10,0
R2 = 0,53
9,0
8,0
--- ŷ = 8,8597 - 0,212X + 0,009**X2
7,0
R2 = 0,94
6,0
0
5
10
15
20
25
Doses de K2 O (g planta-1 )
Figura 4 – Diâmetro longitudinal de frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das doses de
potássio na ausência (---) e presença (—) do biofertilizante bovino (A) e na ausência (---) e
presença (—) de cobertura morta (B).
63
Diâmetro transversal (mm)
A
10,0
— ŷ = 7,969 - 0,068X + 0,004**X2
9,0
R2 = 0,86
8,0
7,0
6,0
--- ŷ = MÉDIA = 8,07
5,0
4,0
Diâmetro transversal (mm)
B
10,0
— ŷ = 8,882 - 0,161X + 0,005**X2
9,0
R2 = 0,99
8,0
7,0
6,0
--- ŷ = 8,003 - 0,072X + 0,003**X2
5,0
R2 = 0,54
4,0
0
5
10
15
20
25
Figura 5 – Diâmetro transversal de frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das doses de potássio
na ausência (---) e presença (—) do biofertilizante bovino (A) e na ausência (---) e
presença (—) de cobertura morta (B).
O rendimento em polpa dos frutos
respondeu diferenciadamente aos efeitos da
interação níveis de potássio x biofertilizante
bovino. Verifica-se na Figura 6 valores
crescentes com adição de K2O até o nível 16,2 g
planta-1 referente ao maior rendimento de 41%
no solo com biofertilizante bovino. Por outro
lado, constataram-se reduções da mesma
variável com o aumento dos níveis de K2O no
solo sem o insumo. Os valores com aumento de
37 para 40% e redução de 40 para até menos de
35%, nos tratamentos com e sem biofertilizante
bovino, são considerados baixos. Conforme
Meletti et al. (2002), o rendimento em polpa
admitido como adequado, tanto para o consumo
do maracujazeiro-amarelo ao natural como para
indústria, é superior a 50%. O rendimento em
polpa extraída de frutos oriundos de plantas
cultivadas em solo com biofertilizante líquido
foi inferior aos 45,5% obtidos por Martins
(2000) e á amplitude de 42,7 a 52,8% por
Santos (2004). Entretanto, apresentaram-se
64
Rendimento em polpa (%)
sensivelmente superiores as médias de 34,8;
35,6 e 33,1% apresentadas por Colauto et al.
(1986), Carvalho et al. (1999) e Borges et al.
(2003) em cultivo convencional.
— ŷ = 37,168 + 0,4699X -0,0145*X2
45,0
R2 = 0,45
40,0
35,0
--- ŷ = 39,859 - 0,578X + 0,022*X2
30,0
R2 = 0,5297
25,0
0
5
10
15
20
25
Figura 6 - Rendimento em polpa dos frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das doses de
potássio na ausência (---) e presença (—) de biofertilizante bovino.
Os teores de sólidos solúveis-°Brix foram
estatisticamente influenciados pela interação
doses de potássio x biofertilizante x cobertura
morta. Os dados variaram de 13,8 a 14,5 °Brix
(Figura 7A) e de 13,4 a 14,2 (Figura 7B),
respectivamente na ausência e presença de
cobertura morta do solo sem e com aplicação de
biofertilizante bovino.
Possivelmente, as plantas no início da
frutificação e formação dos frutos não
estivessem adequadamente supridas no
nutriente tendo como conseqüências teores mais
baixos do que dos respectivos autores, em geral,
15% ou acima de 15% °Brix. Plantas
deficientes em K têm como conseqüência,
desbalanço no metabolismo, redução da
atividade enzimática, e com reflexo negativo na
síntese e translocação de carboidratos para os
frutos (Marschner, 1995; Pimentel, 2004).
Variações de 13,9 a 13,8% e de 13,4 a 14,2%
respectivamente no solo sem(1) e com (2)
cobertura do solo, na ausência e presença do
biofertilizante. Nesse sentido, os teores de
sólidos solúveis estão abaixo do mínimo
exigido pelos centros consumidores do Brasil,
que está além de 15%. (Meletti et al., 2002;
Durigan et al., 2004).
65
A
Solidos Soluveis (°Brix)
15,0
— ŷ = M EDIA = 13,8
14,5
14,0
13,5
--- ŷ = 13,197 + 0,214X - 0,008**X 2
R2 = 0,71
13,0
12,5
B
Solidos soluveis (°Brix)
15,0
— ŷ = M EDIA = 14,2
14,5
14,0
13,5
--- ŷ = M EDIA = 13,4
13,0
12,5
0
5
10
15
20
25
-1
Doses de K 2O (g planta )
Figura 7 - Teores de sólidos solúveis totais (°Brix) de frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das
doses de potássio na ausência (---) e presença (—) do biofertilizante bovino (A) e na
ausência (---) e presença (—) de cobertura morta (B).
A acidez titulável do suco dos frutos foi
significativamente influenciada pelas interações
doses de potássio x biofertilizante e doses de
potássio x cobertura do solo. Verifica-se que
nos tratamentos sem biofertilizante (Figura 8A)
e sem cobertura do solo (Figura 8B), a acidez
diminuiu com o aumento dos níveis de potássio.
Essa tendência dos dados está em conflito com
Pretty (1982), ao afirmar que, em frutos de
várias espécies, foram obtidas correlações
significativamente entre a acidez titulável e o
teor de potássio no fruto. Entretanto, Colauto et
al. (1986) e Carvalho et al. (1999), não
registraram correlação com significâncias
estatísticas entre os valores de acidez titulável
no suco do maracujazeiro-amarelo e dos teores
de potássio no solo.
Os maiores valores da acidez foram 3,55 e
3,63 % correspondentes aos maiores níveis de
K2O 13,1 e 16,8 g planta-1, referentes aos
tratamentos com biofertilizante (Figura 8A) e
com cobertura do solo (Figura 8B). Esse
comportamento está em acordo com Araújo et
al., (2006) após constatarem que a acidez
titulável do maracujazeiro-amarelo aumentou
com a adição de potássio até um valor máximo
de 5,31 g/100 mL de ácido cítrico, sendo em
seguida reduzida com o aumento do nutriente
adicionado à solução nutritiva. Esses resultados
foram inferiores à variação de 3,9 a 4,3 %
obtida por Santos (2004) em frutos de
maracujazeiro-amarelo em solo tratado com
biofertilizante bovino. Por outro lado, situaramse na faixa de 3 a 5 % admitida como adequada
66
para o consumo ao natural, na forma de suco ou
para industrialização (Ruggiero et al., 1996).
A
2
---ŷ = 3,6475 - 0,0028X - 0,0005*X
R2 = 0,47
Acidez titulável (g/100 mL )
3,9
3,7
3,5
3,3
3,1
2,9
— ŷ = 3,0683 + 0,0755X - 0,0029**X2
R2 = 0,55
2,7
2,5
2,3
Acidez titulável (g/100 mL)
B
--- ŷ = 3,651 + 0,005X - 0,001**X2
3,9
3,7
3,5
3,3
3,1
2,9
2,7
2,5
2,3
R2 = 0,98
— ŷ = 3,065 + 0,067X - 0,002*X2
R2 = 0,49
0
5
10
15
20
25
Figura 8 - Acidez titulável da polpa dos frutos de maracujazeiro-amarelo, em função das doses de
potássio na ausência (---) e presença (—) do biofertilizante bovino (A) e na ausência (---)
e presença (—) de cobertura morta (B).
O pH da polpa dos frutos dos tratamentos
sem cobertura (Figura 9), aumentou com os
níveis de potássio fornecidos ao solo. Essa
tendência está compatível com a redução da
acidez titulável referente aos respectivos
tratamentos (Figura 8B). Exceto aos valores
referentes aos níveis de K2O 20 e 25 g planta-1,
a tendência do pH com a aplicação do potássio
nos tratamentos com cobertura do solo, está
coerente também com o aumento da acidez
(Figura 8A). Em ambas as situações, onde a
polpa dos frutos apresentava-se com maior
acidez titulável, o pH estava sempre mais baixo.
Essa condição evidencia que quanto menor for
o pH, maior será a concentração de ácido cítrico
e de hidrogênio no suco dos frutos, em geral,
inclusive do maracujazeiro-amarelo. Essa
variável é utilizada para avaliar o caráter ácido
dos frutos e o período de vida útil pós-colheita
como discutido por Queirós et al. (1998) e
Durigan et al. (2004).
Com base nos valores de pH da polpa, com
amplitude entre 3,2 e 3,4 (Figura 9), os frutos
67
são de natureza ácida. Conforme Tocchini et al.
(1994), frutos com pH da polpa entre 2,5 e 3,5,
são mais adequados ao processamento para
produção de suco concentrado que para o
consumo na forma de suco ao natural.
3,50
— ŷ = 3,4534 - 0,0134X + 0,0005*X2
3,45
R2 = 0,77
pH
3,40
3,35
3,30
--- ŷ = 3,3541 - 0,0074X + 0,0005*X2
3,25
R2 = 0,55
3,20
0
5
10
15
20
25
Figura 9 - pH dos frutos de maracujazeiro-amarelo, em função dos níveis de potássio na ausência (---)
e presença (—) de cobertura morta.
CONCLUSÕES




O aumento das doses de potássio refletiu-se
em ganho de massa dos frutos;
A espessura da casca foi superior nos
tratamentos
com
a
presença
do
biofertilizante bovino;
O rendimento em polpa dos frutos foi
superior nos tratamentos com potássio e
biofertilizante;
Os valores de massa média de frutos,
diâmetros longitudinal e transversal, acidez
titulável e pH, foram compatíveis às
exigências tanto para consumo in natura
quanto para processamento.
AGRADECIMENTO
Os autores agradecem ao CNPq (Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico) pelo financiamento da pesquisa.
Alves, G.S. Nutrição mineral e produtividade
de pimentão (Capsicum annuum L.) em
resposta a diferentes biofertilizantes
líquidos no solo. Centro de Ciências
Agrárias, Universidade Federal da Paraíba,
Areia, 2006. 83 f. (Dissertação de
Mestrado).
Araújo, D.C.; Sá, J.R.; Lima, E.M.; Cavalcante,
L.F.; Bruno, G.B.; Bruno, R.L.A.; Queirós,
M.S. Efeito do volume de água e da
cobertura morta sobre o crescimento inicial
do
maracujazeiro-amarelo.
Revista
Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental, Campina Grande, v. 4, n.1, p.
121-124. 2000.
Araújo, R.C.; Bruckner, C.H.; Martinez, H.E.P.;
Salomão, L.C.C.; Alvarez, V.H.; Souza,
A.P.; Pereira, W.E.; Himuzi, S. Quality of
yellow passionfruit (Passiflora edulis Sims
f. flavicarpa Deg.) as affected by potassium
nutricion. Fruits. França. v.61, n.2, p.109115, 2006.
Ayers, R.S.; Westcot, D.W. A qualidade da
água na agricultura. Campina Grande-PB:
UFPB, 1999. 153 p.
Baumgartner, J.G. Nutrição e adubação. In:
RUGGIERO, C. ed. Maracujá. Ribeirão
Preto, UNESP, SP: 1987. p.86-96.
Balbino, J.M.S. Manejo na colheita e póscolheita do maracujá. In: Costa, A. F. S.;
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Borges, A.L.; Rodrigues, M.G.V.; Lima, A.A.;
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70
ISSN 1517-8595
EVALUATION OF MATHEMATICAL MODELS FOR PREDICTION OF THINLAYER DRYING OF BRAZILIAN LEMON-SCENTED VERBENA LEAVES
(Lippia alba (MILL) N.E. BROWN)
Fabrízio da Fonseca Barbosa1, Evandro de Castro Melo2, Ricardo Henrique S. Santos3,
Ronicely Pereira da Rocha4, Ana Paula Martinazzo5, Lauri Lourenço Radünz6, Luis
Manuel Navarro Gracia7
ABSTRACT
The drying target is to reduce the moisture content and thereby increase the life time of products
by limiting enzymatic and oxidative degradation. In addition, by reducing the amount of water,
the percentages of active principles are increased in relation to the total mass. The aim of the
current study was to determine the correct diffusion rate and activation energy by adapting the
mathematical model according to the experimental data. Brazilian lemon-scented verbena leaves
were harvested with a moisture content of around 85% wet basis (wb), and were then subjected
to drying in a medicinal plant dryer at an air temperatures of 40, 50, 60, 70 and 80 ºC at
0.29±0.03 m.s-1. Approximately 400 g of leaves at a layer thickness of 0.15m were used with
three tests performed at each temperature. Several models of drying kinetics were adapted for
use with the experimental data, including Henderson & Pabis, Henderson & modified Pabis,
Lewis, Midilli et al., Page, Thompson and Wang & Singh. The adjusted determination
coefficients (R2), relative mean errors (P), estimated errors (SE) and residue distributions were
all compared. The best models, which best represented the Brazilian lemon-scented verbena
drying, were Midilli et al. and Page. The calculated effective diffusivity coefficients ranged
from 2.91x10-12 to 11.71 x 10-12 m2.s-1 for the studied temperature range. The activation energy
for the diffusion of water was 31.79 kJ.mol-1.
Keywords: activation energy, effective diffusivity, medicinal plants, aromatic plants, kinetics.
AVALIAÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS PARA A PREDIÇÃO DA
SECAGEM EM CAMADA DELGADA DE FOLHAS DE ERVA-CIDREIRABRASILEIRA (Lippia alba (MILL) N.E. BROWN)
RESUMO
A secagem visa a redução do teor de água, aumentando o tempo de conservação dos produtos
pela diminuição da degradação enzimática e oxidativa. Além disso, com a redução da
quantidade de água, aumenta-se o percentual de princípios ativos em relação à massa total. Com
o objetivo de determinar a difusividade efetiva, a energia de ativação e ajustar modelos
matemáticos aos dados experimentais, folhas de erva-cidreira-brasileira, colhidas com teor de
água em torno a 85 %b.u. foram submetidas à secagem em secador de plantas medicinais, com
ar em temperatura de 40, 50, 60, 70 e 80 ºC e velocidade de 0,29+0,03 m.s-1. Para cada teste de
secagem foram utilizadas 400 g de folhas em camada de 0,15 m de espessura, sendo realizados
três testes para cada temperatura. Aos dados experimentais foram ajustados diversos modelos de
cinética de secagem, dentre eles, Henderson & Pabis, Henderson & Pabis modificado, Lewis,
Protocolo 949 de 05/10/ 2005
1
Professor, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, 90.010-191, Brazil, phone: 55 51 3288-9000, E-mail:
[email protected]
2
Professor, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 36570-000, Brazil, phone: 55 31 3899-1873, E-mail: [email protected]
3
Professor, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 36570-000, Brazil, phone: 55 31 3899-1146, E-mail: [email protected]
4
Doctor age grad student in Agriculture Engineering, Scholarship from CNPq, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 36570-000,
Brazil, phone: 55 31 3899-1873, E-mail: [email protected]
5
Professor, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, 24220-900, Brazil, phone: 55 21 2629-5000, E-mail:
[email protected]
6
Professor, Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões, Erechim, RS, 99.700 000, Brazil, phone: 55 54 3321-1943,
E-mail: [email protected]
7
Professor, Universidad de Valladolid, Palencia, Spain.
71
72
Evaluation of mathematical models for prediction of thin-layer drying of Brazilian lemon-scented verbena leaves. Barbosa et al.
Midilli et al., Page, Thompson e Wang & Singh. Comparando-se os coeficientes de
determinação ajustados (R2), os erros médios relativo (P) e estimado (SE) e a distribuição de
resíduos, concluiu-se que os modelos de Page e Midilli et al. foram os que representaram
melhor a secagem de erva-cidreira-brasileira. Os coeficientes de difusividade efetiva calculados
variaram entre 2,91x10-12 e 11,71x10-12 m2.s-1 para a faixa de temperatura estudada. A energia
de ativação para difusão da água foi de 31,79 kJ.mol-1.
Palavras-chave: energia de ativação, difusividade efetiva, plantas medicinais, plantas
aromáticas, cinética.
INTRODUCTION
The Brazilian lemon-scented verbena has
been widely used in popular medicine as it
contains a biological activity and volatile
constituent in its essential oil that has
therapeutically properties (Gomes et al., 1993;
Matos et al., 1996; Pino et al., 1997; Zoghbi et
al., 1998; Vale et al., 1999; Pascual et al., 2001;
Senatore and Rigano, 2001; Tavares et al.,
2004).
The water activity of products in nature can
be dramatically reduced by the drying process,
which increases the conservation time and shelf
life of the product in addition to facilitating its
transport, handling and storage. It can also
promote the stability of the aromatic
components in ambient temperature for a long
period while offering protection against
enzymatic and oxidative degradation (Park et
al., 2001). Moreover, with the reduction in the
amount of water, the percentage of active
principles in relation to the total mass is
increased.
However, other parameters must be taken in
consideration, including the temperature of the
product during the drying process. The air
temperature limits are determined in function of
the sensitivity of chemical components and
storage structures, once the product temperature
increases during the drying process, coming
close to that in which the process is carried out
(Venskutonis, 1997; Martins, 2000).
The volatile aromatic components of
medicinal and aromatic plants are very sensitive
to drying. A number of studies have looked into
methods of minimizing the drying effect on
these volatile substances, and as a result have
demonstrated that the drying process can reduce
those volatile composites. This reduction
depend on a number of factors, such as drying
method, air temperature and characteristics of
the products submitted (Deans & Svoboda,
1992; Charles et al., 1993; Hansen et al., 1993;
Venskutonis, 1997; Rehder et al., 1998;
Reynolds, 1998; Buggle et al., 1999; Balladin
& Headley, 1999; Martins, 2000; Rocha et al.,
2000; Radünz et al., 2002; Radünz et al., 2003).
When choosing the appropriate drying
system, numerous factors need to be
considered, including time, energy and product
properties. The time used in the process is
related to the energy and mass exchange
between the product and the drying air, which
can be analyzed by the effective diffusivity
(Park et al., 2001).
The use of mathematical models to predict
the drying process of various products,
including medicinal plants has been the
objective of many studies (Park et al., 1996;
Simal, et al., 1996; Simal, et al., 2000; Park et
al., 2001; Azzouz et al., 2002; Park et al., 2002;
Panchariya et al., 2002; Babalis & Belessiotis,
2004; Souza et al., 2002; Doymaz, 2005a;
Doymaz, 2005b; Mohapatra & Rao, 2005).
These models are useful tools to estimate the
time for reduction of product moisture content
under different drying conditions, and how to
increase the drying process efficiency (Andrade
et al., 2003).
Therefore, the aim of this study is to
calculate the effective diffusivity and activation
energy
by
adopting
the
appropriate
mathematical model to the experimental data.
MATERIAL AND METHODS
Cultivation, harvest, selection and defoliation
The plants used in the current study were
cultivated in an experimental area of 50 m2
located at the Universidade Federal de Viçosa,
Brazil. The seedlings propagated from the
cuttings that were planted at 0.50 m spacing
between lines and 0.25 m between plants.
73
The plants were harvested between 8 and 9
A.M, with moisture content of approximately
85% wb. The aerial parts of the plants were cut
at 0.05 m above the ground and separated.
The method described in ASAE Standards
(ASAE, 2000) was used to determine the
moisture content.
because does not exist a standard equation for
the Brazilian lemon-scented verbena. This
average value was taken as reference and later
used in Equation 2.
Drying
where:
The leaves were submitted to the drying
process into a fixed-bed dryer, as described by
Radünz (2004). The drying air velocity through
the tray and product was measured by digital
blade anemometer. The air temperatures used in
the drying process were 40, 50, 60, 70 and
80ºC. For each test approximately 400 g of
leaves were used, making a layer of 0,15 m
thickness. Three tests were performed at each of
the drying air temperatures.
The leaves were dried until they reached a
moisture content around 10% wb, according to
the product final mass.
During drying process, measurement of the
leaves moisture content was made through
periodic weighing of the trays at time intervals
pre-established as contained in Table 1.
Xe 
Treatment
50 ºC
Intervals of time
To each 10 min in first the 40
min, and later, to each 15 min
To each 10 min
60 ºC
To each 5
70 ºC
To each 5
80 ºC
To each 3 min
40 ºC
During the experiment, the temperature and
relative humidity from the environmental air
were monitored by a term-hygrograph.
Data Analysis
Determination
content
of
equilibrium
moisture
The equation proposed by Corrêa al. (2002)
for medicinal plants was used to determine an
average value of equilibrium moisture content
for the experimental conditions (Equation 1),
(1)
Xe = Equilibrium moisture content, decimal,
(d.b.);
T
= Air temperature (ºC);
RH = Relative humidity of drying air,
decimal;
a, b, c = Constants that depend of the product.
Determination of the effective diffusivity and
activation energy in drying
The effective diffusivity was determined by
the simple form of Fick’s Law, Equation 2.
MR 
X  X eq
X i  X eq


1
t 


exp  (2i  1) 2   2  Def  2 
2 
2
 i 0 (2i  1)
4L 

8
Table 1 - Time Intervals for the ccompaniment
of the moisture content during the
drying process
1
 a  T  RH c 
b
(2)
where:
Def = Effective diffusivity, m2.s-1;
MR = Moisture ratio of the product, non
dimensional;
X = Moisture content of the product at time t,
decimal (d.b.);
Xi = Initial moisture content of the product,
decimal (d.b.);
Xeq = Equilibrium moisture content of the
product, decimal (d.b.);
I
= Number of terms of the series;
T = Time, s;
L = Characteristic length, thickness of the
sample, m.
The activation energy that expresses the
dependence of the diffusion as a function of the
temperature was calculated by the Arrhenius
equation (Equation 3).
 E 
Def  D0 exp   act 
 R T 
(3)
74
where:
Def = Effective diffusivity, m2.s;
D0 = Arrhenius factor, m2.s;
Eact = Activation energy, J.mol-1;
R = Universal gas constant, 8.3143 J. mol1
.K-1;
T = Absolute Temperature, K.
Adjustment of the models
The drying mathematical models were
adjusted to the experimental data as shown in
Table 2.
Table 2 - Evaluated mathematical models
Model
Name
Mathematical model
Reference
1
Midilli et al.
RU  a  exp( k  t )  b  t
Midilli et al. (2002)
2
Page
RU  exp( k  t )n
Page (1949) in
Bruce (1985)
3
Lewis
RU  exp( k  t )
Lewis (1921)
4
Exponential of
two terms
RU  a  exp( k  t )  (1  a) exp( k  a  t )
Kassem (1998) in
Togrul & Pehlivan
(2003)
5
Two terms
MR  a  exp(k0  t )  b  exp(k1  t )
Henderson (1974)
Henderson &
Pabis
Henderson &
Pabis modified
Approach of the
diffusion
MR  a  exp(k  t )
Henderson & Pabis
(1961)
6
7
8
n
MR  a  exp(k  t )  b  exp(k0  t )  c  exp(k1  t )
Karathanos (1999)
MR  a  exp(k  t )  (1  a) exp(k  b  t )
9
Thompson
t  a  ln( MR)  b   ln( MR)
10
Wang e Singh
MR  1  a  t  b  t 2
2
where:
t
= Drying time, s;
k and k1 = Drying constant, s-1
a,b,n
= Model constants
P
Sharaf-Elden et al.
(1980)
Thompson et al.
(1968)
Wang & Singh
(1978)
Y  Y0
100

n
Y
(4)
and
The STATISTICA® 6.0 program was used
to adjustment a non-linear analysis according to
the Simplex and Quasi-Newton method. This
gave a value for the parameters of the models
estimated as a function of the temperature of the
drying air.
The degree of adjustment of the model it
was considered the adjusted coefficient of
determination (R2), the magnitude of the
relative mean error (P), the estimated mean
error (SE) and by verification of the residues
analysis and graphs of correspondence between
the estimated and observed values.
The relative mean error (P) and the
estimated mean error (SE), for each model,
were calculated by Equation 4 and 5.
SE 
 (Y  Y )
0
2
(5)
DF
where:
n = Number of experimental observations;
Y = Experimental values observed;
Yo = Value estimated though the model;
Df = Degrees of freedom (number of
observations minus the number of the
parameters of the model);
Coefficients of determination (R2) higher
than 98% indicated a good adjustment of the
model for representation of the drying
phenomenon (Madamba et al., 1996; Andrade
et al., 2003). In accordance with Draper &
Smith (1981) and Panchariya et al. (2002), the
SE value is inversely proportional to the
capacity of the model when describing the
allegiance of the phenomenon. Values for
75
10.00x10-12 and 11.71x10-12 m2.s-1 for the
drying air temperatures of 40, 50, 60, 70 and 80
ºC, respectively. This verifies that the effective
diffusivity increased as the drying air
temperature increased, thus showing a reduction
in the internal resistance of drying as
temperature rises. In Figure 1, the values of the
effective diffusivity (Def) are represented in
terms of the absolute temperature of the drying
air.
Figure 1 proves that the effective diffusivity
demonstrated linear behavior in terms of the air
drying temperature, thus showing dependence
on Arrhenius.
relative mean errors (P) below 10% were
considered acceptable (Park et al., 2002;
Kaymak-Ertekin & Gedik, 2005; Mohapatra &
Rao, 2005).
The average velocity of the drying air was
0.29±0.03 m.s-1. The calculated values of
equilibrium moisture content were 8.71±0.65;
6.28±0.53;
5.07±0.46;
4.32±0.42
and
3.59±0.36% d.b., for the air temperatures of 40,
50, 60, 70 and 80 ºC, respectively. The
calculated values of the effective diffusivity
were 2.91x10-12, 5.23x10-12, 7.14x10-12,
-24,8
-25
2
R = 0,9689
-25,2
ln Def
-25,4
-25,6
-25,8
-26
-26,2
-26,4
-26,6
-26,8
0,0028
0,0029
0,003
0,0031
0,0032
0,0033
1/T
Figure 1 - Relation of the Arrhenius type between the effective diffusivity coefficient and the drying
air temperature of Brazilian lemon-scented verbena leaves.
Table 3 shows the results of activation
energy for drying of diverse products.
Table 4 presents the results of the adjusted
determination coefficients (R2), the relative
mean errors (P) and the estimated mean errors
(SE) of the adjusted mathematical models,
presented in Table 2.
Table 3 - Activation energy (Ea) for the drying of diverse products
Product
Ea (kJ.mol-1)
References
Aloe Vera
carrot
Pea
Soy Beans
Chive
Brazilian lemonscented verbena
String bean
Wheat
String bean
Red pepper
Lemongrass
Gumbo
Mint
24.40
28.36
28.40
28.80
29.05
Simal et al. (2000)
Doymaz (2004)
Simal et al. (1996)
Kitic & Viollaz (1984)
Park et al. (1996)
31.79
Present work
35.43
37.01
39.47
41.95
48.31
51.26
82.93
Doymaz (2005b)
Mohapatra e Rao (2005)
Senadeera et al., (2003)
Gupta et al. (2002)
Martins (2000)
Doymaz (2005a)
Park et al. (2002)
76
Table 4 – Coefficient of determination (R2), relative mean errors (P) and estimated mean errors
(SE), for the analyzed models during the Brazilian lemon-scented verbena leaves
drying under different drying air temperatures.
Mathematical models
Midilli et al.
Page
Lewis
Exponential of two terms
Two terms
Henderson & Pabis
Henderson & Pabis Modificada
Approach of the diffusion
Thompson
Wang & Singh
T (oC)
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
P (%)
12.67
7.34
13.51
9.53
5.27
12.04
17.47
6.90
19.35
4.09
11.46
48.29
63.32
47.44
70.51
13.44
10.51
13.23
21.14
13.42
7.73
41.63
54.78
44.41
60.36
7.73
41.63
54.78
44.41
60.36
7.73
57.93
7.33
12.38
43.47
7.62
14.46
50.67
13.04
49.14
11.48
48.28
63.33
47.45
70.52
409.00
193.56
127.49
59.23
47.62
SE
0.0081
0.0173
0.0193
0.0102
0.0116
0.0163
0.0312
0.0356
0.0298
0.0208
0.0431
0.1045
0.1148
0.0684
0.1540
0.0174
0.0330
0.0386
0.0299
0.0345
0.0215
0.0559
0.0597
0.0370
0.0786
0.0372
0.0968
0.1035
0.0642
0.1362
0.0166
0.0315
0.0145
0.0083
0.0375
0.0101
0.0212
0.0467
0.0135
0.0661
0.0431
0.1045
0.1148
0.0684
0.1540
0.3403
0.1697
0.1345
0.0947
0.0631
R2 (%)
99.99
99.93
99.92
99.97
99.97
99.98
99.92
99.91
99.91
99.97
99.88
99.08
99.08
99.54
98.15
99.98
99.91
99.90
99.91
99.91
99.91
99.21
99.25
99.59
98.55
99.91
99.21
99.25
99.59
98.55
99.91
99.58
99.93
99.97
99.45
99.99
99.92
99.70
99.96
99.32
99.88
99.08
99.08
99.54
98.15
92.24
97.58
98.73
99.11
99.69
According to the results presented in Table 4
all the mathematical models, except Wang &
Singh model (for the temperatures of 40 and 50
ºC), described the drying of Brazilian lemonscented verbena leaves with a high degree of
precision; with coefficients of determination
above 98% and estimated mean errors (SE)
below 0.20, for all the studied temperatures.
However, the Midilli et al. and Page models
had lower values for relative mean errors (P)
and better residue distributions.
77
When drying Mentha crispa L., at air
temperatures of 30, 40 and 50 ºC Park et al.
(2002) obtained better adjustment to the data
with the Page model. However in studies with
Camellia sinensis (L.) Kuntze (Temple & Van
Boxtel, 1999) and Cymbopogon citrates (D.C)
Stapf (Martins, 2000), the best adjustments
were obtained with the exponential model of
Lewis.
Table 5 shows the values of the parameters
for the Midilli et. al and Page models.
Table 5 – Page and Midilli et al. models ajusted for Brazilian lemon-scented verbena leaves drying
under different drying air temperatures.
Model
T (ºC)
Midilli et al.
Page
40
50
60
70
80
40
50
60
70
80
K
1.6404
2.9021
4.2206
4.9466
10.7156
1.6264
2.8580
4.2766
5.5224
10.6601
CONCLUSIONS
Under the conditions of the current experiment
it can be concluded that:
a) The models of Page and Midilli et al. were
the best representations of Brazilian
lemon-scented verbena drying;
b) The effective diffusivity coefficients varied
between 2.91x10-12 and 11.71x10-12 m2.s-1,
in the band of studied temperature;
c) The activation energy for the water
diffusion was 31.79 kJ.mol-1.
ACKNOWLEDGMENT
The authors express their thanks to
CAPES, CNPq and FAPEMIG for the financing
support essential for conducting the project.
Andrade, E.T.; Borém, F.M.; Hardoim, P.R.
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cereja desmucilado, em quatro diferentes
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Coefficients
N
a
1.0860
1.0001
1.2660
0.9953
1.2207
0.9916
1.0873
0.9990
1.3491
0.9953
1.0771
1.2470
1.2178
1.1395
1.3420
-
b
0.0013
0.0027
-0.0041
-0.0325
-0.0014
-
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n.1, p.47-48, 1998.
ISSN 1517-8595
83
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E HIDRODINÂMICAS DE CHUCHU
MINIMAMENTE PROCESSADOS
Taciana Walesca Cruz Gonzaga1, Maria Elita Martins Duarte1, Mário Eduardo Rangel
Moreira Cavalcanti Mata2; Lívia Wanderley Pimentel2; Nara Wanderley Pimentel3;
Priscila Beserra Santana3. Camila Carol de Albuquerque Oliveira3
RESUMO
Esta pesquisa teve como objetivo estudar os parâmetros hidrodinâmicos de chuchu, fatiado em
diferentes formas geométricas definidas. Para atingir estes resultados foram estudados: a) as
características físicas (massa, volume, massa específica) de chuchu, fatiados nas seguintes
formas: discos, placas quadradas, cilindros e paralelepípedos; b) velocidade terminal em água,
coeficiente de arraste e efeito de parede dessas partículas submetidas à queda em tubos com 50,
100 e 150 mm de diâmetro e 1000 mm de altura; c) efeitos da forma e tamanho das peças de
chuchu, e também, do tamanho do tubo de queda na velocidade terminal dessas partículas em
água. Para determinação da velocidade terminal foram utilizados tubos cilíndricos de PVC com
acrílico transparente, de 50, 100 e 150 mm de diâmetro, respectivamente e 1,0 m de altura. Para
determinação da velocidade terminal foram utilizadas 10 amostras de cada tipo de forma
geométrica (discos, placas planas, cilindros e paralelepípedos).. Para analisar os dados
experimentais foram utilizadas as equações dadas por Mohsenin, Clift et al. e Isaacs e Thodos.
Concluiu-se que: a velocidade terminal aumenta à medida que se aumenta o diâmetro do tubo de
queda para todas as peças, portanto existe influência do tamanho do tubo de queda na
velocidade terminal de partículas em água; os cilindros e os paralelepípedos de chuchu de modo
geral, apresentaram velocidades maiores do que os discos e placas, independentemente do
tamanho do tubo de queda, evidenciando a influência da forma da partícula na velocidade
terminal em água; a velocidade terminal calculada pela equação sugerida por Isaacs e Thodos
ofereceu uma boa aproximação da velocidade terminal experimental, principalmente para as
formas geométricas do chuchu; o efeito de parede foi mais presente nos tubos de 50 mm, para a
as peças cilíndricas e em forma de paralelepípedos ( = 0,34) e o menor efeito foi verificado
para discos e placas planas quadradas de 8 mm, no tubo de 150 mm ( =0,05).
Palavras-Chave: fluidodinâmica, minimamente processados, arraste, sistema partícula-fluido
PHYSICAL AND HYDRODYNAMICS CHARACTERISTICS OF CHAYOTE WITH
MINIMUM PROCESSING
ABSTRACT
This research had been the objectives to study the hydrodynamic parameters of chayote
sliced in different defined geometric forms. To reach these results they were doing the
following determinations: a) the physical characteristics (mass, volume, specific mass)
of chayote, sliced in the forms of disks, square plates, cylinders and rectangular shape;
b) terminal velocity in water, drags coefficient and wall effect of those particles
submitted to the fall in tubes with 50, 100 and 150 diameter mm and 1000 height mm;
c) Effects of the shape and size of the chayote pieces, and also, of the size of the fall
tube in the terminal velocity of those particles in water. For determination of the
terminal velocity, cylindrical tubes confectioned with transparent acrylic and PVC had
been used. The diameter size of cylindrical tubes used were 50, 100 and 150 mm,
1
Professor Associado da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG),
Campina Grande-PB, Brasil Email: [email protected] e [email protected]
2
Aluno de Pós- Graduação em Engenharia Agrícola, UAEA/CTRN/UFCG, Campina Gande, E-mail:
[email protected],
3
Desenhista Industrial, Universidade Federal de Campina Grande Email: [email protected]
84
Características físicas e hidrodinâmicas de chuchu minimamente processados
Gonzaga et al.
respectively and 1,0 m of height. For determination of the terminal speed, 10 samples of
each geometric type were used (disks, plane plates, cylinders and rectangular shape).
The experimental data had bee analyzed by the equations given by Mohsenin, Clift et al.
and Isaacs and Thodos. It was ended that: the terminal velocity increases when the size
of the fall tube diameter increases too, for all the pieces, therefore there is influence of
the size of the fall tube in the terminal velocity of particles in water; the cylinders and
rectangular shapes of chayote, in general, presented larger velocity than the disks and
plates, independently of the size of the fall tube, evidencing the influence of the particle
shape in the terminal velocity in water; the terminal velocity calculated by the equation
suggested by Isaacs and Thodos offered a good approach of the experimental terminal
speed; the wall effect had been more present in the tubes of 50 mm, for to the
cylindrical and rectangular pieces ( = 0,34) and the smallest wall effect it had been
verified for disks and square plane plates of 8 mm, in the tube of 150 mm ( =0,05).
Keywords: fluid-dynamics, minimum processing, geometric shapes, system particlefluid
INTRODUÇÃO
A produção agrícola do Brasil é alta,
produzindo praticamente todos os itens
essenciais à alimentação humana e animal, e em
muitos casos em quantidades suficientes para o
abastecimento do mercado interno e para a
exportação. No entanto, ainda se convive no
país com inaceitáveis perdas desses produtos
devido a técnicas inadequadas adotadas no
manuseio após a colheita, no transporte e no
armazenamento.
Na década de 70 surgiram nos EUA
vegetais
pré-processados,
reunindo
a
praticidade e a conveniência. Esse mercado se
expandiu e continua crescendo em todo mundo,
principalmente nos países desenvolvidos,
justamente para atender a demanda mundial de
vegetais frescos Minimamente Processados
(VMP) ou "prontos para o consumo” (Berbari et
al., 2001). Estima-se que, no ano de 1995, mais
da metade dos dólares gastos em lojas de
conveniência com a compra de alimentos,
foram voltados para a aquisição de itens prontos
para o consumo, dentre eles, o vegetais
minimamente processados (VMPs) (Lima et al.,
2003).
Os vegetais minimamente processados são
aqueles que passam por um mínimo de
operações de processamento, sendo oferecidos
para o consumo de forma prática e atraente
(Pazinato, 1999).
A matéria-prima que os origina é produzida
de maneira mais criteriosa que a dos produtos
convencionais, principalmente no que diz
respeito à utilização de defensivos e
fertilizantes. A matéria-prima é selecionada,
lavada, cortada e embalada dentro de padrões
de qualidade exigidos pelo mercado. Esses
produtos são apresentados em cubos, picados e
ralados, também é usual a sua apresentação em
mix de saladas. Esse processo, embora seja
mais usado para verduras e legumes, também é
utilizado para frutas (Luengo e Lana, 1997).
Os vegetais minimamente processados
foram introduzidos no Brasil em 1994, na
cidade de São Paulo, em 1996 a demanda destes
produtos aumentou significativamente, o que
ocasionou o aparecimento de inúmeras
indústrias processadoras. O maior potencial de
marcado no Brasil concentra-se nas regiões sul
e sudeste (Clemente 1999).
Para produtores e supermercadistas, o
processamento mínimo favorece o melhor
aproveitamento de frutas, que seriam
descartadas
no
processo
de
seleção,
contribuindo para a redução das perdas, além de
proporcionar maior valor agregado aos produtos
(Cavalcante, 2005).
Os insumos destinados ao processamento
dos vegetais minimamente processados
referem-se às maquinas e equipamentos e às
embalagens do produto final. Embora maior
parte das operações possa ser manual, existe a
possibilidade do uso de máquinas mais
sofisticadas, geralmente importadas. O produtor
deve desenvolver equipamentos como mesas de
seleção e tanque de lavagem, adequados à sua
realidade financeira e ao espaço físico da
agroindústria (Nantes, 2000), bem como a
adequação do sistema de transporte até os
terminais de embalagens. Estes sistemas devem
ser projetados de forma mais cuidadosa
possível devido a fragilidade desses produtos,
principalmente,
após
as
etapas
de
8mm
8mm
Os experimentos foram conduzidos no
Laboratório
de
Armazenamento
e
Processamento de Produtos Agrícolas (LAPPA)
da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola
da Universidade Federal de Campina Grande.
Foram utilizados chuchu cortados em formas
geométricas definidas discos de 8mm de
diâmetro x 5mm de espessura, discos de 10 mm
de diâmetro x 5mm de espessura, discos de 12
mm de diâmetro x 5mm de espessura, placas
planas quadradas de 8 mm de lado x 5mm de
espessura, placas planas quadradas de 10 mm
de lado por x 5mm de espessura, placas planas
quadradas de 12 mm de lado x 5mm de
espessura, paralelepípedos de 8 mm de lado por
20mm de altura, paralelepípedos de 12 mm de
lado por 30mm de altura , como pode ser visto
na Figura 1.
12 mm
5 mm
12 mm
10mm
12mm
Placas planas quadradas
10mm
MATERIAL E MÉTODOS
Cilindros e paralelepípedos
5 mm
85
empregá-la na produção agrícola. Esta
otimização se dá através de novas informações
das propriedades físicas e hidrodinâmicas que
surgem da evolução das ciências agrárias,
possibilitando a formulação e a evolução de
novos projetos de máquinas e equipamentos,
evitando o desperdício do produto. Contudo, o
comportamento de determinados produtos em
sistemas de transporte, bem como o
dimensionamento adequado e sua otimização,
ainda deverão ser pesquisadas, sendo ainda
necessário conhecer em profundidade o
comportamento dinâmico desses produtos em
sistemas de transporte hidrodinâmico.
processamento que os tornam desprovidos de
cascas e com formas definidas, na maioria das
vezes com cortes em quinas, o que favorece
ainda mais os danos. O tipo de transporte mais
adequado, nesses casos, é o hidráulico,
exatamente por funcionar como meio
amortecedor de impactos.
O transporte de pequenos sólidos por água é
uma técnica conhecida e teoricamente bem
estabelecida, mas muitas indústrias manuseiam
sólidos de pequenas dimensões e necessitando
usar tubos de transporte para seus materiais, e
encontram apenas informações limitadas na
literatura. A interação sólido-fluido é
determinante para o projeto, avaliação e
operação de diversos equipamentos de
indústrias alimentícias. Em casos muito
particulares de interação sólido-fluido, a força
de arraste que o fluido exerce sobre uma dada
partícula sólida, pode ser prevista com sucesso
(Massarani, 1986).
Para projetar um sistema de transporte
hidráulico é necessário que se conheça o
comportamento dinâmico do produto em água,
bem como suas propriedades físicas. Dentre as
propriedades hidrodinâmicas dos produtos, a
velocidade terminal da partícula, o coeficiente
de arraste e o efeito de parede, onde estão
envolvidas as variáveis como: diâmetro do duto
e o volume do fluido são estudos de real
importância para o bom dimensionamento de
máquinas transportadoras (Torres, 2003).
Diante de tantas variações e complexidade
que implicam os sistemas de transporte, tornase necessário otimizar a Engenharia para
Placas planas circulares
Gonzaga et al.
5 mm
12mm
Figura 1 - formato e tamanho das peças cortadas de chuchu
Conteúdo de água
O conteúdo de água do chuchu foi
determinado pelo método padrão da estufa
(Brasil, 2005).
Características físicas
As características físicas determinadas foram: volume, massa especifica real e aparente e
porosidade.
Volume
O volume das partículas foi determinado de
acordo com cada forma geométrica.
86
Para as placas circulares e cilindros o volume
foi determinado por:
Volume = π r2 h
Para as placas panas quadradas e
paralelepípedos o volume foi determinado por:
Volume = L2 h
em que,
L = dimensões da placa quadrada ou da secção
transversal do paralelepípedo
r = raio da placa plana ou da secção transversal
do cilindro
h= altura da figura geométrica
Massa especifica real e aparente
Gonzaga et al.
retirada de dados de cada marco foi feita por
diferença de leitura, não importando que no
ponto zero, a leitura do cronômetro fosse 0:00
segundos, conforme metodologia descrita por
Braga (1997)
Para analisar o filme realizado durante o
experimento foi utilizado os recursos de câmera
lenta de um aparelho de vídeo cassete, a coleta
dos dados realizou-se da seguinte forma:
À medida que a partícula passava em cada
marca do cilindro, a imagem era congelada,
sendo possível ler o tempo registrado no
cronômetro mostrado no vídeo do computador.
Cada sena congelada correspondia a um ponto a
ser marcado, na curva de deslocamento (S) em
função do tempo (t), para o cálculo da
velocidade terminal, que foi determinada pela
inclinação da porção reta da curva (Figura 2).
Velocidade terminal teórica
A massa especifica real foi determinada
pela relação entre a massa da partícula e seu
volume, expressa em g.cm-3.
A massa especifica aparente foi
determinada pela relação entre a massa contida
num recipiente e o volume desse recipiente,
expressa em g.cm-3.
Para o calculo da velocidade terminal, vt,
das placas circulares e cúbicas foram utilizados
dois métodos: pela Equação 1 proposta por
Mohsenin (1978) com coeficiente de arraste,
CD = 1,17 para NR > 133 sugerido por Clift et
al. (1978) e pelas Equações 2 e 3 propostas por
Isaacs e Thodos (1967).
Propriedades hidrodinâmicas
vt =
Velocidade terminal
Para determinação da velocidade terminal
foi utilizado um equipamento construído a
partir de tubos cilíndricos de PVC com acrílico
transparente, de 50, 100 e 150 mm de diâmetro
e 1,40 m de altura. Nos cilindros foram feitas
marcas espaçadas em 0,10m umas das outras.
Procedimento experimental
Para determinação da velocidade terminal
foram utilizadas 10 amostras de cada tipo de
forma geométrica (cilindros, paralelepípedos e
placas planas). Foram feitas medidas de
velocidade terminal para cada tipo de forma
individualmente, com dez repetições.
No instante em que as partículas foram
soltas no tubo, seu percurso foi acompanhado
por uma câmera VHS. Usou-se um programa de
cronômetro computacional, ampliado na tela do
monitor, que foi colocado em um ângulo para
que pudesse ser filmado simultaneamente ao
experimento. Antes de começar o experimento
o cronômetro foi ligado, eliminando-se o erro
de disparo inicial, pois o experimento foi
filmado juntamente com o cronômetro. A
gDPπ (ρ p − ρ f )
(1)
2CD ρ f
CD =1,25 γ -0,05 E-0,18
vt = 1,265 γ 0,025 E0,59
(2)
D p ∆ρ
ρf
(3)
em que, ρp e ρf = massa específica da partícula
sólida e massa específica do fluido,
respectivamente;
∆ρ = ρp - ρf; γ =
ρp
ρf
e E é a relação de aspecto
comprimento/diâmetro; Dp = dimensão efetiva
da partícula e g = aceleração da gravidade.
A velocidade terminal dos cilindros e
paralelepípedos foi calculada pela Equação 3,
considerando CD = 1,2 para 102 < NR <2 x 105
(Mohsenin, 1978) e também, calculando o CD
pela Equação 4 para cilindros e 5 para
paralelepípedos, ambas propostas por Heiss e
Coull (1952).
3E
CD= 3πd
2
1
3
∆e
(18E )
ψ=
(5)
0,622(χ1 − 1)
(6)
ψ χ10,345
para movimento normal ao eixo;
∆e2 =
1
χ2 ψ
[
]
exp 0,576 ψχ 2 (χ 2 − 1)
(7)
em que, ψ é um fator de forma semelhante a
esfericidade proposta por Wadell (1933) e χ é
um fator de forma semelhante a circularidade.
ψ=
Ac
=
A
Área superficial da esfera − equivalente
Área superficial da partícula
d
χ = c = diâmetroda esfera de igual volume
dA
diâmetroda esfera circunscrita
(8)
(9)
O diâmetro, dA, é definido segundo a área
projetada do corpo, paralelo à direção do
movimento. A circularidade modificada χ é
relacionada ao fator de forma, K, proposto por
Heywood (1962), dado por:
K= π
x3
6
(10)
para K avaliado para a mesma área projetada.
Para cilindros estes resultados podem ser
escritos em termos da relação de aspecto, E,
usando as Equações 12, 13 e 14.
E=
c
d
3E
χ1 =
2
3
χ2 =
16
para movimento paralelo ao eixo;
χ1 ψ
3
(12)
(2 E + 1)
em que, para a relação volume-arraste, ∆e, os
resultados são obtido de:
exp
1
2
CD= 3l (6Eπ2)1/3∆e
1
87
em que,
c = comprimento do cilindro.
d = diâmetro do cilindro.
‘’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’ (4)
∆e1 =
Gonzaga et al.
1
1
3
3
(13)
πE
−1
6
(14)
As resistências principais podem ser
obtidas das relações de arraste:
3E
CD = 3πd
2
1
3
∆e
(15)
Efeito de parede
A relação entre as medidas das partículas
com os diâmetros dos tubos foi determinada
pela relação:
β=
Dp
Dt
(16)
em que,
Dp = diâmetro da partícula.
Dt = diâmetro do tubo.
β = relação diâmetro da partícula / diâmetro do
tubo (Dp / Dt), adimensional.
Análise estatística
Foi utilizado o experimento fatorial,
segundo um esquema fatorial de 2 fatores (F1,
tamanho do tubo e F2, dimensão da partícula),
fator com 3 tratamentos, que foram os
tamanhos dos tubos (50, 100, e 150mm) e o
fator f2, também, com 3 tratamentos, que foram
os tamanhos das peças (8, 10 e 12mm). Em
alguns casos, o fator F2 continha apenas dois
tratamentos (cilindros e paralelepípedos).
(11)
88
Gonzaga et al.
12
11
11
10
10
9
9
8
8
7
7
6
6
5
5
4
4
3
CRONÔMETRO
2
3
Deslocamento, m
(a)
12
Tempo, s
CRONÔMETRO
2
1:02:867
1
0
1
1:03:211
0
SENA 1
y=0m
t0 = 1:02:867
SENA 2
y1 = 0,10 m
t1 = 1:03:2111:02:867
Figura 2 – Detalhes de montagem e funcionamento do equipamento usado para determinar a
velocidade terminal das peças de chuchu em água.
Características físicas
O conteúdo de água do chuchu
determinado no início do experimento foi
89,84% , para o chuchu com este teor de água, a
massa específica real foi 1,007 g.cm-3 os valores
de massa e volume medidos para as diferentes
peças de chuchu estão apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1 – Características físicas das formas geométricas de chuchu.
Chuchu
Massa (g)
Volume (cm3)
Disco de 8mm x5mm
0,2512
0,2533±0,004
Disco de 10 mm x5mm
0,3925
0,3951±0,005
Disco de 12 mm x5mm
0,5652
0,5695±0,004
Placa quadrada de 8 mm
0,32
0,3219±0,003
0,5 0
0,5029±0,007
0,72
0,7250±0,005
Cilindro de 8 mm
1,0048
1,0121±0,005
Cilindros de 10 mm
3,3912
3,4147±0,004
Paralelepípedo de 8 mm
1,28
1,2887±0,008
Paralelepípedo de 12mm
4,32
4,3513±0,007
- Discos com diâmetros (D) de 8, 10 e 12 mm respectivamente e espessura de 5mm
- Placas planas quadradas com lado (l) de 8, 10 e 12 mm, respectivamente , e espessura (e)
de 5mm.
- Cilindros com diâmetros (D) de 8 e altura (H) de 20 e cilindros com diâmetros (D) de 12
mm e (H) altura de 30 mm.
- Paralelepípedos com secção quadrada (L) de 8 e altura (H) de 20mm e paralelepípedos com
secção quadrada (L) de 12 e altura (H) de 30mm
Parâmetros hidrodinâmicos
Velocidade terminal calculada
Os resultados de velocidade terminal dos
discos e placas planas quadradas de chuchu
calculados pelas equações propostas por
mohsenin (1978) e Isaacs e Thodos (1967)
estão apresentados na Tabela 2.
Gonzaga et al.
89
Tabela 2 – Velocidade terminal calculada com base nas características físicas dos produtos e do fluido
(água), por duas formas: vt1 (Equação proposta por Mohsenin, considerando o CD = 1,17 proposto para
placas por Clift et al.); vt2 (Equações propostas por Isaacs e Thodos, com o CD também proposto pelos
mesmos autores).
Chuchu
Disco de 8 mm
Disco de 10 mm
Disco de 12 mm
vt1 (m/s)
0,00074
0,00093
0,0011
0,0008
0,0010
0,0011
Observa-se que a velocidade terminal
calculada pela equação sugerida por Isaacs e
Thodos (1967) ofereceu uma boa aproximação
da
velocidade
terminal
experimental,
principalmente para as formas geométricas do
chuchu, onde se constata que os valores são
muito próximos aos obtidos experimentalmente.
A equação citada por Mohsenin (1978), com CD
sugerido por Clift et al. (1978) confere valores
muito menores do que os valores experimentais,
que podem ser vistos na Tabela 4.
Na Tabela 3 estão apresentados os
resultados de velocidade terminal dos cilindros
e dos paralelepípedos de chuchu, calculados
pelas equações propostas por Mohsenin (1978);
Isaacs e Thodos (1967).
vt2 (m/s)
0,0226
0,0221
0,0218
0,0236
0,0221
0,0223
Constata-se pela Tabela 3, que a equação
citada por Mohsenin (1978) a qual adota o CD =
1,2 para transporte na região de Newton, não
ofereceu boa aproximação da velocidade obtida
experimentalmente, mas com esta mesma
equação, quando calculada com o CD sugerido
por Heiss e Coull (1952), obteve-se valores
calculados menores do que os obtidos
experimentalmente (Tabela 4). Quando se
utilizou a equação sugerida por ISAACS E
Thodos (1967), os valores obtidos foram bem
próximos dos valores experimentais. Como a
forma do produto é a mesma, talvez estas
equações apresentem uma sensibilidade muito
grande em relação aos valores de densidade.
Tabela 3 - Velocidade terminal calculada com base nas características físicas dos produtos e do fluido
(água), por três formas: Vt1 (Equação proposta por Mohsenin, considerando o CD = 1,2); vt2 (Equações
propostas por Isaacs e Thodos com CD proposto pelos mesmos autores); vt3 (vt calculado pela Equação
de Mohsenin com CD proposto por Heiss e Coull ).
Chuchu
Vt1 (m/s)
Vt2 (m/s)
Vt3 (m/s)
Cilindros de 8 mm
0,0018
0,0433
0,0075
Cilindros de 12mm
0,0027
0,0531
0,0076
Paralelepípedos de 8 mm
0,0020
0,0436
0,0066
0,0031
0,0528
0,0070
Velocidade terminal experimental
Os resultados obtidos experimentalmente
para velocidade terminal das partículas
geométricas de chuchu, nos diversos diâmetros
de tubo, encontram-se na Tabela 4.
Percebe-se que, independente da forma
geométrica, percebe-se uma tendência de
aumento da velocidade terminal à medida que
se aumentou o diâmetro do tubo de queda,
exceto para os discos com 10 mm de diâmetro.
No que se refere à forma geométrica, para
um mesmo diâmetro de tubo, houve, de modo
geral, um aumento da velocidade terminal de
acordo com o aumento da massa da partícula.
Foram realizadas análises de variância para
a velocidade terminal das peças conforme
forma geométrica de chuchu, considerando os
fatores diâmetros dos cilindros de queda e os
diferentes tamanhos (diâmetros) das peças.
90
Gonzaga et al.
Tabela 4 – Velocidade terminal (m/s) das formas geométricas de chuchu obtidas com diferentes
diâmetros do tubo de queda.
Diâmetros dos tubos de queda
Chuchu
50 mm
100 mm
150 mm
Disco de 8 mm
0,02354 ± 0,001
0,02694 ± 0,001
0,02943 ± 0,001
Disco de 10 mm
0,02243 ± 0,001
0,02614 ± 0,001
0,02244 ± 0,001
Disco de 12 mm
0,02454 ± 0,001
0,02755 ± 0,002
0,02639 ± 0,001
0,02693 ± 0,001
0,02711 ± 0,001
0,0287 ± 0,001
0,02392 ± 0,001
0,02498 ± 0,001
0,02779 ± 0,001
0,02325 ± 0,001
0,02491 ± 0,001
0,02865 ± 0,001
Cilindros de 8 mm
0,03114 ± 0,002
0,03903 ± 0,002
0,03372 ± 0,004
Cilindros de 12mm
0,02496 ± 0,002
0,04245 ± 0,004
0,04161 ± 0,002
0,02629 ± 0,001
0,02815 ± 0,001
0,03215 ± 0,003
0,02591 ± 0,001
0,03499 ± 0,001
0,03638 ± 0,001
- Discos com diâmetros (D) de 8, 10 e 12 mm respectivamente e espessura de 5mm
- Placas planas quadradas com lado (l) de 8, 10 e 12 mm, respectivamente , e espessura (e)
de 5mm.
- Cilindros com diâmetros (D) de 8 e altura (H) de 20 e cilindros com diâmetros (D) de 12 mm
e (H) altura de 30 mm.
- Paralelepípedos com secção quadrada (L) de 8 e altura (H) de 20mm e paralelepípedos com
secção quadrada (L) de 12 e altura (H) de 30mm
Placas planas quadradas de chuchu
Na Tabela 5 encontra-se o quadro da
análise de variância para a velocidade terminal
das placas quadradas de chuchu, em que foi
comparada a velocidade terminal das peças em
forma de placa plana com diferentes tamanhos
em ralação aos diâmetros dos cilindros de
queda. Nessa tabela observam-se diferenças
significativas ao nível de 1% de probabilidade
para o fator diâmetro dos tubos e para o fator
tamanho das placas. Para a interação entre
fatores Diâmetro do cilindro e Tamanho das
placas houve diferença significativa ao nível de
5 % de probabilidade.
Tabela 5 – Análise de variância da velocidade terminal das placas quadradas de chuchu em água, em
cilindros de diferentes diâmetros (F1) e diferentes tamanhos (lado) das placas planas quadradas de
chuchu (F2).
Fonte de Variação
G. L.
S.Q.
Q.M.
F
Diâmetro dos tubos (F1)
2
0,00009
0,00004
46,0456 **
Tamanho das Placas (F2)
2
0,00003
0,00002
17,0500 **
Int. Diâmetro dos tubos (F1)
4
0,00001
0,00000
3,2786 *
x F2
Resíduo
27
0,00003
0,00000
Total
35
0,00016
** = significativo ao nível de 1% de probabilidade
* = significativo em nível de 5% de probabilidade
ns = não significativo
Na Tabela 6 são apresentados os valores
médios da velocidade terminal obtidas para as
placas planas quadradas de chuchu. Observa-se
que a velocidade terminal foi maior com o tubo
de 100 mm e menor com os tubos de 100 e de
50 mm, constata-se ainda, que entre estes
últimos não houve diferença significativa. Em
relação ao tamanho das placas, verifica-se que
velocidade terminal foi maior para a placa de 8
mm e que não houve diferença significativa
entre as placas de 10 e de 12 mm.
Gonzaga et al.
91
Tabela 6 – Comparação entre os valores médios da velocidade terminal do chuchu, para diferentes
diâmetros dos tubos de queda e diferentes tamanhos das placas de chuchu.
Diâmetro do tubo (mm)
Vt (m / s)
50
0,02470 b
100
0,02567 b
150
0,02841 a
Diâmetro das placas (mm)
Vt (m / s)
8
0,02762 a
10
0,02557 b
12
0,02561 b
DMS – Diâmetro do tubo = 0,00099
DMS – Diâmetro das placas = 0,00099
Os valores médios para a interação entre o
diâmetro do tubo e o tamanho (lado) das placas
quadradas de chuchu encontram-se na Tabela 7.
Observa-se que todas as placas apresentaram
maior velocidade terminal no tubo de 150 mm
de diâmetro. Com relação ao diâmetro da placa,
a velocidade terminal foi maior para a placa de
8 mm de diâmetro em todos os tubos.
Tabela 7 – Valores médios da velocidade terminal do chuchu para interação entre o diâmetro do tubo
e o diâmetro da placa.
Diâmetro da placa (mm)
Diâmetro do tubo
8
10
12
50 mm
0,0269 bA
0,0239 bB
0,0233 bB
100 mm
0,0271 abA
0,0250 bB
0,0249 bB
150 mm
0,0288 aA
0,0278 aA
0,0287 aA
DMS = 0,0017
DMS = 0,0017
Classificação com letras minúsculas nas Classificação com letras maiúsculas linhas
colunas
MG = 0,02626
CV % = 3,74131
As médias seguidas pela mesma letra não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Tukey em
nível de 5% de probabilidade.
Discos de chuchu
O quadro da análise de variância para a
velocidade terminal dos discos de chuchu
encontra-se na Tabela 8. Observa-se nessa
tabela que existem diferenças significativas em
nível de 1% de probabilidade para o fator
diâmetro dos tubos, para o fator diâmetro das
placas e para a interação entre esses dois
fatores.
Tabela 8 – Análise de variância da velocidade terminal em água do chuchu, em tubos de diferentes
diâmetros (F1) e diferentes diâmetros dos discos de chuchu (F2)
Fonte de Variação
G. L.
S.Q.
Q.M.
F
2
0,00007
0,00004
23,9763 **
Diâmetro dos Discos (F2)
2
0,00006
0,00003
19,5679 **
Int. F1 x F2
4
0,00005
0,00001
8,0901 **
Resíduo
27
0,00004
0,00000
Total
35
0,00023
** = significativo em nível de 1% de probabilidade, * = significativo em nível de 5% de probabilidade
Os valores médios da velocidade terminal
para os discos de chuchu são mostrados na
Tabela 9. Verifica-se que nos tubos com 100 e
150 mm de diâmetro a velocidade terminal
desses discos foram maiores do que no tubo de
50 mm.Em relação ao fator tamanho das placas,
observa-se que as placas de 8 e 12 mm não
apresentaram diferença significativa e que a
velocidade terminal foi menor para a placa de
10 mm. Na realidade, como estas velocidades
são muito próximas, pode-se dizer que existiu,
nesse caso, influência de erros de observação e
de leitura (DMS = 0,00126 m/s) e que se pode
considerar que estas peças tenham a mesma
92
velocidade terminal. Os fatos de que elas têm a
mesma densidade e mesma forma, e ainda, que
os efeitos de parede, neste regime de
escoamento (Regime de Newton), só se faz
Gonzaga et al.
sentir quando a dimensão do tubo de queda for
menor do que quatro vezes o diâmetro da
partícula, reforçam a afirmativa anterior.
diâmetros de tubos e diferentes diâmetros dos discos.
Vt (m / s)
50
0,02351 b
100
0,02688 a
150
0,02609 a
Diâmetro dos discos (mm)
Vt (m / s)
8
0,02664 a
10
0,02367 b
12
0,02617 a
DMS – Diâmetro das placas = 0,0126
Pelos resultados da interação feita entre o
diâmetro do tubo e o diâmetro dos discos,
Tabela 9, verifica-se que a velocidade terminal
não apresenta diferença significativa em relação
ao diâmetro das placas nos tubos de 50 e 100
mm, e para o tubo de 150 mm de diâmetro, a
placa com 8 mm apresentou maior velocidade
terminal. Com relação ao diâmetro dos tubos, as
placas de 10 e 12 mm apresentaram maior
velocidade terminal no tubo de 100 mm.
Os Valores médios da velocidade terminal
de chuchu para interação entre o diâmetro do
tubo e o diâmetro do disco encontram-se na
Tabela 10
Tabela 10 – Valores médios da velocidade terminal de chuchu para interação entre o diâmetro do tubo
e o diâmetro do disco.
Diâmetros dos discos (mm)
Diâmetro do tubo
8
10
12
50 mm
0,0235 cA
0,0224 bA
0,0245 bA
100 mm
0,0269 bA
0,0261 aA
0,0276 aA
150 mm
0,0294 aA
0,0224 bC
0,0264 abB
DMS = 0,0022
DMS = 0,0022
Classificação com letras minúsculas
Classificação com letras maiúsculas
MG = 0,02549
CV % = 4,89345
Paralelepípedos de chuchu
Na Tabela 11 são mostrados os resultados
da análise de variância para a velocidade
terminal de paralelepípedos de chuchu, obtidos
em diferentes diâmetros de tubos (F1) e
diferentes dimensões de paralelepípedos (F2).
Nessa
tabela
encontram-se
diferenças
significativas em nível de 1 % de probabilidade
para os fatores diâmetro do tubo, dimensões dos
paralelepípedos e para a interação entre os dois
fatores.
Tabela 11 – Análise de variância da velocidade terminal de chuchu em água, em tubos de diferentes
diâmetros (F1) e diferentes dimensões de paralelepípedos (F2)
Fonte de Variação
G. L.
S.Q.
Q.M.
F
2
0,00028
0,00014
42,7979 **
Dimensões dos paralelepípedos (F2)
1
0,00008
0,00008
23,5079**
Int. F1 x F2
2
0,00005
0,00003
8,2568 **
Resíduo
18
0,00006
0,00000
Total
23
0,00046
** = significativo em nível de 1% de probabilidade * = significativo em nível de 5% de probabilidade
Os valores médios da velocidade terminal
do chuchu para diferentes diâmetros dos tubos e
dimensões de paralelepípedos são encontrados
na Tabela 12. Percebe-se por esta tabela que
existe diferença significativa entre os valores da
velocidade terminal, obtidos nos diferentes
diâmetros de tubos de queda, sendo esse valor
Gonzaga et al.
93
maior no tubo de 150 mm de diâmetro. Quanto
à dimensão dos paralelepípedos, observa-se que
a velocidade terminal foi maior para o
paralelepípedo com dimensão de 12 x 12 x 30
mm. Este fato é compreensível, pois se trata da
peça de maior massa em queda “livre” no tubo
de maior dimensão (não há efeitos de parede)
diâmetros de tubos e diferentes dimensões dos paralelepípedos.
Vt (m / s)
50
0,02610 c
100
0,03157 b
150
0,03427 a
Dimensões dos paralelepípedos (mm)
Vt (m / s)
8 x 8 x 20
0,02887 b
12 x 12 x 30
0,03243 a
DMS – Dimensões dos paralelepípedos =
0,0154
Na Tabela 13 encontram-se os valores
médios para a interação entre o diâmetro do
tubo e as dimensões dos paralelepípedos.
Constata-se que os paralelepípedos com
dimensões de 8 x 8 x 30 mm desenvolveram
maior velocidade terminal no tubo de maior
diâmetro enquanto que as peças com 12 x 12 x
30 mm desenvolveram velocidade terminal
igualmente mais elevadas nos tubos de maiores
diâmetros. Percebe-se também que a velocidade
terminal, independente do tamanho do cilindro
de queda, foi maior para o paralelepípedo de
maior tamanho e, consequentemente, de maior
massa.
e as dimensões dos paralelepípedos.
Dimensões dos paralelepípedos (mm)
Diâmetro do tubo
8x 8 x 20
12 x 12 x 30
50 mm
0,0263 bA
0,0259 bA
100 mm
0,0282 bB
0,0350 aA
150 mm
0,0322 aB
0,0364 aA
DMS = 0,0032
DMS = 0,0027
nas Classificação com letras maiúsculas nas linhas
colunas
MG = 0,03065
CV % = 5,86975
Cilindros de chuchu
A análise de variância para a velocidade
terminal de cilindros de chuchu, obtidas em
diferentes diâmetros de tubos (F1) e diferentes
dimensões de cilindros (F2) são encontrados na
Tabela
14.
Observam-se
diferenças
significativas em nível de 1 % de probabilidade
para o fator diâmetro do tubo e para a interação
entre os fatores F1 e F2, enquanto que para o
fator dimensões dos cilindros não houve
diferenças significativas.
94
Tabela 14 – Análise de variância da velocidade terminal de chuchu
diâmetros (F1) e diferentes dimensões de cilindros (F2)
Fonte de Variação
G. L.
S.Q.
2
0,00070
Dimensões dos cilindros (F2)
1
0,00002
Int. F1 x F2
2
0,00021
Resíduo
18
0,00019
Total
23
** = significativo em nível de 1% de probabilidade
* = significativo em nível de 5% de probabilidade
Na Tabela 15 encontram-se os valores
médios da velocidade terminal do chuchu para
diferentes diâmetros dos tubos e dimensões de
cilindros. Verifica-se que a velocidade terminal
foi menor no tubo de 50 mm de diâmetro, não
Gonzaga et al.
em água, em tubos de diferentes
Q.M.
0,00035
0,00002
0,00010
0,00001
F
33,6262 **
1,6913 ns
9,9204 **
havendo diferença significativa nos tubos com
100 e 150 mm de diâmetro. Quanto às
dimensões dos cilindros não foi constatada
diferença significativa.
diâmetros de tubos e diferentes dimensões dos cilindros.
Vt (m / s)
50
0,02805 b
100
0,04074 a
150
0,03767 a
Dimensões dos cilindros (mm)
Vt (m / s)
8 x 20
0,03463 a
12 x 30
0,03635 a
DMS – Dimensões dos cilindros = 0,0277
Os valores médios para a interação entre o
diâmetro do tubo e as dimensões dos cilindros
de chuchu são mostrados na Tabela 16.
Observa-se por esta tabela que a velocidade
terminal dos cilindros não apresentou
diferenças significativas quando determinados
no tubo com 100 mm de diâmetro e que os
cilindros com dimensões 30 x 12 mm
apresentaram velocidade terminal maior no
tubo de 150 mm. Quanto às dimensões das
partículas verifica-se que os cilindros com
dimensões 8 x 20 mm obtiveram maior
velocidade terminal no tubo de 100 mm de
diâmetro enquanto que os cilindros com
dimensões 12 x 30 mm obtiveram menor
velocidade terminal no tubo com 50 mm de
diâmetro,
não
apresentando
diferenças
significativas nos tubos com 100 e 150 mm.
e as dimensões dos cilindros.
Dimensões dos cilindros (mm)
Diâmetro do tubo
20 x 8
30 x 12
50 mm
100 mm
150 mm
DMS = 0,0058
colunas
MG = 0,03549
As médias seguidas pela mesma letra não
0,0311 bA
0,0250 bB
0,0390 aA
0,0425 aA
0,0337 abB
0,0416 aA
DMS = 0,0048
nas Classificação com letras maiúsculas nas
linhas
CV % = 9,09772
diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Tukey em
95
Gonzaga et al.
Coeficiente de arraste
Na Tabela 17 encontram-se os valores do coeficiente de arraste dos discos e placas quadradas
de chuchu, calculados pela Equação proposta por Isaacs e Thodos (1967).
Tabela 17 – Coeficiente de arraste das placas circulares e quadradas de chuchu, obtidos pela equação
proposta por Isaacas e Thodos (1967).
Chuchu
CD (adimensional)
Placas circulares e quadradas de 8 mm
1,35
1,41
1,46
Percebe-se por estas tabelas que o menor
coeficiente de arraste é, exatamente, para as
placas de menores tamanhos, como o
coeficiente de arraste é uma medida da
resistência ao movimento oferecida para
partícula, estes resultados estão de acordo com
os resultados obtidos, anteriormente, para
velocidade terminal.
Os valores dos coeficientes de arraste de
cilindros e paralelepípedos de chuchu
calculados pelas equações propostas por Isaacs
e Thodos (1967) e por Heiss e Coull (1952)
encontram-se na Tabela 18.
Tabela 18 – Coeficientes de arraste para cilindros e paralelepípedos de chuchu obtidos por duas
formas: CD1 (proposto por Isaacs e Thodos, 1967); CD2 (proposto por Heiss e Coull, 1952).
Chuchu
CD1 (adimensional)
Cilindros de 8 mm
0,91
Cilindros de 12 mm
0,91
0,91
0,91
Analisando os resultados, segundo Heiss
e Coull, percebe-se que o coeficiente de arraste
é o mesmo em todos os casos e isto explica a
obtenção da maior velocidade terminal, para a
peça de maior massa e no tubo de queda de
maior diâmetro. O fato de a velocidade terminal
ter sido maior no tubo de maior diâmetro pode
ser explicado pelo efeito de parede.
Efeito de parede
Na Tabela 19 estão mostrados os valores
do efeito de parede, também chamado de efeito
devido à presença de fronteira rígida, dos
produtos estudados nos tubos de 50 mm, 100
mm e 150 mm.
Tabela 19 – Efeito de parede dos produtos estudados nos tubos de 50 – 150 mm
Kp (adimensional)
Diâmetros dos tubos
50 mm
100 mm
150 mm
Cilindros e paralelepípedos de 8 mm (diâmetro
médio = 10,85 mm)
Cilindros e paralelepípedos de 12 mm
(diâmetro médio = 16,28 mm)
0,16
0,20
0,24
0,08
0,10
0,12
0,05
0,06
0,06
0,22
0,11
0,07
0,34
0,17
0,10
O efeito de parede representa a presença de
parede e sua influência sobre o movimento da
partícula. Representado por , o efeito de
parede é obtido diretamente pela relação entre a
dimensão efetiva da partícula e o diâmetro do
tubo de queda. Isto significa que quanto menor
for , menor será o efeito de parede e mais
livremente a partícula cai no tubo (Figuras 5 e
6). Estes fatos explicam porque os resultados de
velocidade terminal foram menores nos tubos
de menor diâmetro e maior nos tubos de
maiores diâmetros.
Segundo BRAGA (1997), quando a
velocidade terminal ocorre na região de Newton
96
(regime turbulento) uma dimensão do tubo de
queda maior do que quatro vezes a dimensão da
partícula, é suficiente para que o movimento se
dê em “queda livre”.
0,26
Gonzaga et al.
Observando a Tabela 19 e as Figuras 3 e 4,
percebe-se que o parâmetro , em todos os
casos, é menor, exatamente, para o tubo de 150
mm, o que justifica os resultados maiores de
velocidade terminal obtidos com este tubo.
Parâmetro β (relação entre Diâmetro partícula e Diâmetro do tubo)
para discos e placas
0,24
0,22
Peças com dimensão 8 mm
Peças com dimensão 10mm
Peças com dimensão 12mm
0,20
β = Dp/Dt
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
25
50
75
100
125
150
175
200
Figura 3 – Relação entre diâmetros da partícula e do tubo para peças planas, circulares e quadradas.
Parâmetro β (relação entre Diâmetro partícula e Diâmetro do tubo)
para cilindros e paralelepípedos
0,36
0,34
0,32
0,30
0,28
β = Dp/Dt
0,26
Peças com dimensão efetiva de 10,85 mm
Peças com dimensão efetiva de 16,28 mm
0,24
0,22
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
25
50
75
100
125
150
175
200
Figura 4 – Relação entre diâmetros da partícula e do tubo para peças cilíndricas e paralelepípedos.
CONCLUSÕES
- O conteúdo de água do chuchu foi 89,84
b.u, com massa específica unitária (real) de
1007 kg.m-3;
- As velocidades máximas das placas planas
quadradas de chuchu foram obtidas com o
tubo de 150 mm e foram de
aproximadamente, 0,028; 0,028 e 0,029 m/s
para as placas com diâmetros de 8, 10 e 12
mm, respectivamente.
- As velocidades máximas dos discos de
chuchu foram obtidas com o tubo de 150
mm e foram de aproximadamente 0,029;
0,022 e 0,026 m/s para os discos com
diâmetros de 8, 10 e 12 mm,
respectivamente.
- As velocidades máximas dos cilindros de
chuchu foram obtidas com o tubo de 100
0,042 m/s para os cilindros com diâmetros
de 8 e 12 mm, respectivamente.
- As velocidades máximas dos paralelepípedos
de chuchu foram obtidas com o tubo de 150
0,036 m/s nos paralelepípedos com
diâmetros de 8 e 12 mm, respectivamente.
- Velocidade terminal aumenta à medida que
se aumenta o diâmetro do tubo de queda
para todas as peças de chuchu,
independente da forma geométrica, portanto
existe influência do diâmetro do tubo de
queda na velocidade terminal de partículas.
- Os cilindros e os paralelepípedos de chuchu,
de modo geral, apresentaram velocidades
maiores do que os discos e placas,
independentemente do tamanho do tubo de
queda, evidenciando a influência da forma
da partícula na velocidade terminal em
água.
- A velocidade terminal calculada pela
equação sugerida por Isaacs e Thodos
(1967) ofereceu uma boa aproximação da
velocidade terminal experimental.
- A equação citada por Mohsenin (1978), com
CD sugerido por Clift et al. (1978) resulta
em valores muito menores do que os
valores experimentais.
- A equação citada por Mohsenin (1978), com
o CD sugerido por Heiss e Coull (1952),
fornece valores menores do que os
experimentais.
- O coeficiente de arraste das placas circulares
e quadradas de chuchu, obtidos pela
equação proposta por Isaacas e Thodos
(1967), foi 1,35 e para peças cilíndricas e
paralelepípedos foi 0,91.
- O efeito de parede foi mais presente nos
tubos de 50 mm, para a as peças cilíndricas
e em forma de paralelepípedos ( = 0,34).
Nos demais tubos, na presença de todas as
outras peças, esse efeito foi menor sendo
verificado o menor efeito para discos e
placas planas quadradas de 8 mm, no tubo
de 150 mm ( =0,05).
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forma da secção da coluna de queda sobre
Gonzaga et al.
99
os parâmetros aerodinâmicos de grãos.
2003. 90 f. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Agrícola) – Centro de Ciências e
Tecnologia, Universidade Federal de
Campina Grande, Campina Grande – PB.
Uhlherr, P. H. T. ;Chhabra, R. P. The
Canadian
Journal
of
Chemical
Engineering. v.73, p.918-923, 1995.
Wadell, H. Journal Geology. p 310-331, 1933.
NORMAS DE PUBLICAÇÃO
NORMAS DE PUBLICACIÓN
PUBLICATION NORMS
Os textos deverão ser encaminhados ao Editor
da Revista em disquete e 2 vias impressas, ou
via e-mail [email protected].
Artigos Científicos: deverão ter a seguinte
seqüência: Título, Autor(es), Resumo,
Palavras-chave, Título em inglês, Abstract,
Key words, Introdução, Materiais e Métodos,
Resultados
e
Discussão,
Conclusões,
Agradecimentos (facultativo) e Referências
Bibliográficas.
Artigos Técnicos: Devem ser redigidos em
linguagem técnica de fácil compreensão, sobre
assuntos de interesse da comunidade que
demonstrem uma contribuição significativa
sobre o assunto. Os artigos devem conter:
Titulo, Autor(es), Resumo, Palavras-chave,
Título em inglês, Abstract, Key words,
Introdução, Descrição do Assunto, Conclusões
e Referências Bibliográficas.
Texto: A composição dos textos deverão ser
feitas no Editor de texto - Word para
Windows versão 6.0 ou superior, utilizando
fonte Times New Roman, tamanho 11, exceto
para as notas de rodapé e título, que deverão
apresentar tamanho 8 e 12, respectivamente. O
formato do texto deverá ter a seguinte
disposição - tamanho carta, orientação de
retrato disposto em duas colunas, margens
superior e inferior, direita e esquerda de 2,5
cm, numeradas, espaço simples e no máximo
de 20 laudas.
Todos os itens deverão estar em letra
maiúscula, negrito, itálico e centralizados,
exceto as Palavras-chave e Keywords e
Subítens que deverão ser alinhados a esquerda
em letras minúsculas e com a primeira letra em
maiúscula. Os nomes dos autores deverão estar
dois espaços simples abaixo do título, escritos
por extenso e em negrito, separados por
vírgula. Os nomes dos autores serão
numerados com algarismos arábicos que terão
a cada número uma chamada de rodapé onde
se fará constar a sua função, titulação,
instituição, endereço postal e eletrônico (email), telefone e fax. O texto deverá ser
alinhado nos dois lados e com a tabulação de
1cm para o inicio de cada parágrafo.
Figuras Tabelas e Fotos - Deverão ser
inseridas logo abaixo do parágrafo onde foram
citadas pela primeira vez. Nas legendas, as
palavras Figura, Tabela e Foto devem estar em
negrito e ter a letra inicial maiúscula e seu
enunciado deverá ser alinhado à esquerda
abaixo da primeira letra após a palavra Figura.
As grandezas devem ser expressas no Sistema
internacional.
Exemplos de citações bibliográficas
 quando a citação possuir apenas um autor:
...Almeida (1997), ou ...(Almeida, 1997);
 quando a citação possuir dois autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), ou ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 quando a citação possuir mais de dois
autores:
....Almeida et al. (1997).... ou (Almeida et al.,
1997).
A referência deverá conter os nomes de todos
os autores.
Los textos deberán ser encaminados al editor
de la Revista en disquete y 2 vías impresas, o
por e-mail [email protected].
Artículos Científicos: deberán tener la
siguiente secuencia: Titulo, Autor(es),
Resumen, Palabras-claves, Titulo en ingles,
Abstract, Keywords, Introducción, Materiales
y Métodos, Resultados y Discusión,
Conclusiones, Agradecimientos (facultativo) y
Referencias Bibliográficas.
Artículos Técnicos: Deben ser escritos en
lenguaje técnica de fácil comprensión, en
asuntos de interés de la comunidad que
demuestren una contribución significativa en el
asunto. Los artículos deben contener: Titulo,
Autor(es), Resumen, Palabras-claves, Titulo en
inglés, Abstract, Keywords, Introducción,
Materiales y Métodos, Resultados y Discusión,
Conclusiones, Agradecimientos (facultativo) y
Referencias Bibliográficas.
Texto: La composición del texto deberá ser
echa en el Editor de texto - Word para
Windows versión 6.0 o superior, utilizando la
fuente Time New Roman, tamaño 11, excepto
para la notas de rodapié y titulo, que deberán
tener tamaño 8 y 12 respectivamente. El
formato del texto deberá tener la siguiente
disposición – Tamaño carta, orientación de
retrato en dos columnas, márgenes suprior y
inferior, derecha y izquierda de 2,5 cm,
enumeradas, espacio simples y en el máximo
de 20 laudas.
Todos los ítems deberán estar en letra
mayúscula, negrito, itálico y centralizadas,
excepto las Palabras-claves, Keywords y subítems que deberán ser alineadas por la
izquierda en letras minúsculas y con la primera
letra en mayúsculo. Los nombres de los
autores deben estar dos espacios simples abajo
del Título, escrito por extenso y en negrito,
separados por vírgula. Los nombres de los
autores serán enumerados con algaritmo árabe
que tendrán a cada numero una llamada de
rodapié donde se hará constar la función,
titulación, institución, dirección postal y
electrónica (e-mail), teléfono y fax. El texto
deberá ser alineado por los dos lados y con la
tabulación de 1 cm para el inicio de cada
parágrafo.
Figuras, Tablas y Fotos – deberán ser
colocadas luego abajo del parágrafo donde
fuera citada pela primera vez. En las legendas,
las palabras Figuras, Tabla y Foto deben estar
en negrito y tener la letra inicial mayúscula y
en su enunciado deberá ser alineada por la
izquierda con la primera letra después de la
palabra Figura. Las unidades deben ser
expresas en el sistema internacional
Ejemplos de citaciones bibliográficas
 cuando la citación tiene un solo autor:
...Almeida (1997), o ...(Almeida, 1997);
 cuando la citación tiene dos autores:
.... Almeida & Gouveia (1997), o ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 cuando la citación tiene mas de dos autores:
....Almeida et al. (1997).... o (Almeida et al.,
1997).
Las referencias deberán contener los nombres
de todos los autores.
The texts should be sending to the Editor of the
Journal in diskette and 2 printed sheets, or by
e-mail [email protected].
Scientific articles: they should have the
following sequence: Title, Author (s’),
Abstract, Keywords, Title, Abstract and Key
words in Portuguese, Introduction, Materials
and Methods, Results and Discussion,
Conclusions, Acknowledgements (optional)
and Bibliographic References.
Technical articles: They should be written in
technical language of easy understanding, on
subjects of the community's interest that
demonstrate a significant contribution on the
subject. The goods should contain: I title,
Author (s’), Abstract, Keyword, Title in
Portuguese, Abstract, Key words, Introduction,
Description of the Subject, Conclusions and
Bibliographic References.
Text: The composition of the texts should be
made in the text Editor - Word for Windows
version 6.0 or superior, using source Times
New Roman, size 11, except for the baseboard
notes and title, that should present size 8 and
12, respectively. The format of the text should
have the following disposition - size letter,
orientation of arranged picture in two
columns, margins superior and inferior, right
and left of 2,5 cm, numbered, simple space
and up to a maximum of 20 pages.
All main items should be in capital letter, bold
type, italic and centralized, except for
Keywords and sub-items that should be
aligned to the left in lower letter and with the
first letter in capital letter. The authors' name
should be two simple spaces below the title,
written for complete name and in boldface,
separated by comma. The authors' names will
be numbered with Arabic ciphers that they will
have to each number a baseboard call where it
will make to consist its function, title,
institution, postal and electronic address (email), telephone and fax. The text should be
aligned in the two sides and with the tabulation
of 1cm to the beginning each paragraph.
Figures, Tables and Photos - they should be
inserted soon below the paragraph where they
were mentioned for the first time. In the
legend, the words illustration, Controls and
Photo should be in boldface and have the
initial letter capital one and its statement
should be aligned to the left below the first
letter after the word it represents. The units
should be expressed in the international
system.
Examples of bibliographical citations
 when the citation just possesses an author:
....Almeida (1997), or ....(Almeida, 1997);
 when the citation possesses two authors:
.... Almeida & Gouveia (1997), or ....(Almeida
& Gouveia, 1997);
 when the citation possesses more than two
authors:
....Almeida et al. (1997).... or (Almeida et al.,
1997).
The reference should contain all the authors'
names.
Exemplos de referências bibliográficas:
Ejemplos de referencias bibliográficas:
Example of the bibliographic references:
As referências bibliográficas deverão estar Las referencias bibliográficas deben ir en orden The list of bibliographic references must be in
dispostas, em ordem alfabética, pelo sobrenome alfabética considerando el apellido del primer alphabetic order according to surname of first
do primeiro autor.
autor.
author.
a) Livro
Martins, J.H.; Cavalcanti Mata, M.E.R.M.
Introdução a teoria e simulação
matemática de secagem de grãos. 1.ed.
Campina Grande : Núcleo de Tecnologia em
Armazenagem, 1984. 101p.
b)Capítulo de Livros
Almeida, F. de A.C.; Matos, V.P.; Castro, J.
de; Dutra, A.S. Avaliação da quantidade e
conservação de sementes a nível de produtor.
In: Almeida, F. de A.C.; Cavalcanti Mata,
M.E.R.M. (ed.). Armazenamento de grãos
e sementes nas propriedades rurais.
Campina Grande: UFPB/SBEA, 1997. cap.
3, p.133-188.
c) Revistas
Cavalcanti Mata, M.E.R.M.; Braga, M.E.D.;
Figueiredo, R.M.F.; Queiroz, A.J. de M.
Perda da qualidade fisiológica de sementes
de arroz (Oryza sativa L.) armazenadas sob
condições controladas. Revista Brasileira de
Armazenamento. Univ. Federal de Viçosa,
Viçosa-MG. v.24, n.1, p.10-25, 1999.
d) Dissertações e teses
Queiroz,
A.J.
de
M.
Estudo
do
comportamento reológico dos sucos de
abacaxi
e
manga.
Campinas:
UNICAMP/FEA, 1998. 170p. (Tese de
Doutorado).
e) Trabalhos apresentados em Congressos
(Anais, Resumos, Proceedings, Disquetes,
CD Roms)
Figueirêdo, R.M.F. de; Martucci, E.T.
Influência da viscosidade das suspensões na
morfologia do particulado de suco de acerola
microencapsulado. In: Congresso Brasileiro
de Sistemas Particulados, 25, 1998, São
Carlos, Anais... São Carlos: UFSC, 1998.
v.2, p.729-733. ou (CD Rom).
No caso de disquetes ou CD Rom, o título da
publicação continuará sendo Anais, Resumos ou
Proceedings, mas o número de páginas será
substituído pelas palavras Disquete ou CD Rom.
f) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
BURKA, L.P. A hipertext history of multi-user
dimensions; MUD history. htpp://entmuseum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.ht
m1#sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
a) Libro
Cox, P.M. Ultracongelación de alimentos.
1.ed. Zaragoza : Editorial Acribia, 1987.
459p.
b)Capítulo de Libro
Moreno, F. Alteraciones fisicoquímicas en
alimentos durante su congelamiento y
subsecuente almacenaje. In: Parada, A.;
Valeri, J. (ed.). Biología de los alimentos a
baja temperatura. Armazenamento de
grãos e sementes nas propriedades rurais.
Caracas: UCV, 1997. cap. 2, p.218-237.
c) Revistas
Diniz, P.S.C.; Cavalcanti Mata, M.E.R.M.;
Braga, M.E.D. Determinación del contenido
de humedad máxima para crioconservación
de semillas recalcitrantes de maíz.
Ingeniería Rural y Mecanización Agraria
en el ámbito Latinoamericano. La Plata,
Argentina, v.1, p.373-377, 1998.
d) Disertaciones y Tesis
Zanetta, J. Transferência de calor em
congelación de alimentos. Valparaíso :
Universidad Católica de Valparaíso, 1984.
95p. (Tesis de Maestría).
e) Trabajos presentados en Congresos (Anales,
Resúmenes, Proceedings, Disquetes, CD
Roms)
Cavalcanti Mata, M.E.R.M; Braga, M.E.D.;
Figueirêdo. R.M.F; Queiroz, A.J.M.
Influencia de los daños mecánicos
superficiales en la germinación de semillas
de maíz en función de su grado de humedad
y de la velocidad de rotación de la
desgranadora mecánica. In: I Congreso
Ibero-Americano
de
Ingenieria
de
Alimentos, Anales... Valencia, España,
Tomo II, Capítulo III, p. 385-397, dez. 1996
o (CD Rom).
a) Book
Brooker, D.B.; Bakker-Arkema, F.W.; Hall,
C.W. Drying and storage of grains and
oilseeds. New York, The AVI Van Nostrand
Reinhold, 1992, 450p.
b) Chapter in a book
Schaetzel, D.E. Bulk storage of flour In:
Christensen C.M. (2aed.). Storage of cereal
grains and their products. St. Paul,
Minnesota : American Association of Cereal
Chemist, 1974. cap. 9, p.361-382.
c) Journals
Biswal, R.N., Bozokgmehk, K. Mass transfer in
mixed solute osmotic dehydration of apple
rings. Trans. of ASAE, v.35, n.1, p.257-265,
1992.
d) Dissertation and Thesis
Fortes,
M.
A
non-equilibrium
thermodynamics approach to transport
phenomena in capillary-porous media
with special reference to drying of grains
and foods. Purdue University, 1978, 226 p.
(Thesis Ph.D.).
e) Papers presented in congress (Annals,
Abstracts, Proceedings, Diskettes, CD
Roms))
Cavalcanti Mata, M.E.R.M.; Menegalli, F.C.
Bean seeds drying simulation. In: InterAmerican drying Conference, 1, 1997, Itu
Proceedings… Campinas-SP, Brazil :
UNICAMP, July, 1997. v. B, p.508-515. or
(CD Rom).
In case of diskettes or CD Rom, the title of the
publication still will be Annals, Abstract or
Proceedings, but the page number should be
substituted by words Diskettes or CD Rom.
h) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
dimensions; MUD history. htpp://entmuEn caso de disquetes o CD Rom, el título de la seum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.htm1#
publicación
continuará
siendo
Anales, sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
Resúmenes o Proceedings, mas el número de las
páginas serán substituido por la palabra
Disquete o CD Rom.
g) WWW (World Wide Web) e FTP (File
Transfer Protocol)
dimensions; MUD history. htpp://entmuseum9.ucr.edu/ENT133/ebeling/ebeling7.ht
m1#sitophilusgranarius).10 Nov. 1997.
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 DE CALOR E MASSA EM SÓLIDOS HETEROGÊNEOS: UM ESTUDO TEÓRICO VIA ANÁLISE
CONCENTRADA
(Heat and
transfer
in heterogeneous
solids:
A theoretical
study
by lumped analysis)
ANÁLISE SENSORIAL
DA mass
POLPA
E DO
SUCO DE CAJÁ
OBTIDOS
PELA
REIDRATAÇÃO
DE CAJÁ EM PÓ
Genival daanalysis
Silva Almeida,
Fabrício
Joséjuice
Nóbrega
Cavalcante,
Antonio of
Gilson
Barbosa
(Sensorial
of the pulp
and cajá
obtained
for rehidratation
powdered
cajáde
) Lima
Yvson Costa Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Martins Duarte, Anna Sylvia R. de R. M. Cavalcanti,
Camila Carol Abuquerque Oliveira, Manoel Adalberto Guedes
ATIVIDADE DE ÁGUA, CRESCIMENTO MICROBIOLOGICO E PERDA DE MATÉRIA SECA DOS GRÃOS DE CAFÉ
(Coffea arabica L.) EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO (Water activity, microbiological increase
and dry matterVISCOSITY
loss of the coffee
(Coffea arabica
L.)INULIN
in different
storage conditions)
APPARENT
OF grains
FORMULATIONS
OF
CHICORY
EXTRACT (Cichorium intybus L ) WITH
Paulo César Afonso
Paulo César
Corrêa, Fabrício
Schwanzaparente
da Silva, de
Deise
Menezes
MODIFIED
AND Júnior,
HYDROLYZED
STARCHES
(Viscosidade
extratos
de Ribeiro
inulina de chicória (Intybus de
cichorium L.) formulados com amidos modificado e hidrolizado
Regina Isabel Nogueira, Kil JinPark, Estela Deyrmendjian, Roy Edward Bruns, João Alexandre Bortoloti
AVALIAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE FARINHAS DE MANDIOCA DURANTE O ARMAZENAMENTO
(Physicochemical evaluation of the cassava flour during the storage)
Cândido
José
Ferreira
Neto,DE
Rossana
Maria
Feitosa de Figueirêdo,
Alexandre
Josésquamosus
de Melo Queiroz
CINÉTICA
DE
SECAGEM
POLPA
DE FACHEIRO
(Drying kinetics
of cereus
pulp)
Ezenildo Emanuel de Lima, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Alexandre José de Melo Queiroz
EFEITO DO BENEFICIAMENTO NAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DOS GRÃOS DE ARROZ DE
DISTINTAS
VARIEDADES
(Effect
the beneficiation in theSOBRE
mechanical
physical properties
rice grains of
FORMAS DE
APLICAÇÃO
DE ofBIOFERTILIZANTE
OS and
COMPONENTES
DEof the
PRODUÇÃO
E
different varieties)
RENDIMENTO
DE BATATA (Application forms of biofertilizer on ingredients of production and yield of potato)
Fabrício
Schwanz
da Silva,Luciano
Paulo César
Corrêa,Pereira
André Brito,
Luís Duarte
Martins
Ribeiro, Paulo
CésardeAfonso
João
Felinto
dos Santos,
de Medeiros
MariaGoneli,
EdnalvaRodrigo
Cavalcanti
de Oliveira,
Francisco
Assis
Júnior Almeida, Maria do Carmo Cardoso Almeida Santos
Cardoso
ADSORPTION
ISOTHERMS
CHICORY
INULIN
POWDER:
TEMPERATURE
EFFECT
(Isotermas
de adsorção
de
COMPONENTES
QUÍMICOSOF
E ESTUDO
DA
UMIDADE
DE EQUILÍBRIO
EM VAGENS
DE
ALGAROBA
(Chemical
pó
de inulinaand
de chicória:
efeito
da temperatura)
components
study of the
equilibrium
moisture content in mesquite beans)
Regina
Isabel
Nogueira,
Suely
Pereira José
Freitas,
Kil JindaPark,
Francisco
de Assis
Cardoso
Almeida,
Euflávio
Silva,Estela
MariaDeyrmendjian
Elessandra R. Araújo, Josivanda Palmeira Gomes de
Gouveia, Silvana A. de Almeida
EFEITO ESTERILIZANTE DA APLICAÇÃO DE PULSOS ELÉTRICOS DE ALTA VOLTAGEM EM SUCO DE
LARANJA
( Inactivation
effect
by pulsed electric
field application
under orange juice)
OBTENÇÃO
DO MELHOR
PROCESSO
DE EXTRAÇÃO
E FERMENTAÇÃO
DO CALDO DE ALGAROBA (Prosopis
Junko
Tsukamoto
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)
Clóvis Gouveia Silva, Mario Eduardo R.M. Cavalcanti Mata, Maria Elita Duarte Braga, Vital de Sousa Queiroz
CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE FRUTOS DE MAMOEIRO COMERCIALIZADOS NA EMPASA DE
CAMPINA GRANDE-PB (Pysical-chemical characteristics of papaia fruit commercialized at EMPASA Campina Grande –
PB
ESTUDO
DA SOLUBILIDADE DAS PROTEÍNAS PRESENTES NO SORO DE LEITE E NA CLARA DE OVO (Analysis
Francisco
Júnior,
Lucicléia
Barros de V. Torres, Vinícius Batista Campos, Anicléia Rodrigues de Lima, Adriano
of
whey andRodolfo
egg white
proteins
solubility)
Duarte de
Oliveira,
Jeane Karla
deAlberto
Mendonça
Mota
Daniela
Helena
Pelegrine,
Carlos
Gasparetto
CARACTERIZAÇÃO
FÍSICA
E QUÍMICAEDE
FRUTOS EM
DE SECAGEM
MARACUJAZEIRO-AMERELO
SOBDIFERENTES
ADUBAÇÃO
ANÁLISES
DO CONSUMO
ENERGÉTICO
SENSORIAL
DE MANJERICÃO SOB
POTÁSSICA, BIOFERTILIZANTE
COBERTURA
MORTA
(Physical
andofchemical
characteristics
of yellow
TRATAMENTOS
DE AR (EnergeticEconsumption
and
sensorial
analysis
basil drying
under several
kindspassion
of air
fruits under fertilization potassium, bovine biofertilizer and mulch
treatment)
Vinícius Batista
LourivalSilveira
Ferreira
Cavalcante, Tony Andreson Guedes Dantas, Jeane Karla de Mendonça Mota,
Anamaria
CaldoCampos,
Tonzar, Vivaldo
Júnior.
Artenisa Cerqueira Rodrigues, Adriana Araújo Diniz
PRODUÇÃO DE PASSAS DE ACEROLA EM SECADOR DE BANDEJA (Production of acerola raisins in tray dryer)
EVALUATION
OF Viviane
MATHEMATICAL
MODELS
FOR
PREDICTION
OF THIN-LAYER
DRYING OF BRAZILIAN
Marcos
F. de Jesus,
L. Scaranto, Vahideh
R. R.
Jalali,
Gabriel Franciso
da Silva
LEMON-SCENTED VERBENA LEAVES (Lippia alba (Mill) N.E. Brown) (Avaliação de modelos matemáticos para a
predição da secagem em camada delgada de folhas de erva-cidreira-brasileira (Lippia alba (Mill) N.E. Brown)
Fabrízio
da Fonseca
Barbosa, Evandro
dePOLPA
Castro DE
Melo,
Ricardo
S. Santos,
Pereira
Rocha,
Ana Paula
AVALIAÇÃO
DA ESTABILIDADE
DA
UMBU
EMHenrique
PÓ (Evaluation
of Ronicely
the stability
of thedaumbu
pulp
Martinazzo,
Lauri
Lourenço
Radünz,
Luis
Manuel
Navarro
Graci
powder)
Pablícia Oliveira Galdino, Alexandre José de M. Queiroz, Rossana Maria Feitosa de Figueirêdo, Ranilda Neves G. da Silva
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E HIDRODINÂMICAS DE CHUCHU MINIMAMENTE PROCESSADOS (Physical
and
hydrodynamics
characteristics
chayote with minimum processing)
ESTUDO
DAS ALTERAÇÕES
DOofHIDROXIMETILFURFURAL
E DA ATIVIDADE DIASTÁSICA EM MÉIS DE
Taciana
Cruz Gonzaga,
Maria ElitaDE
Martins
Duarte, Mário Eduardo
Moreira Cavalcanti
Mata, Lívia
ABELHAWalesca
EM DIFERENTES
CONDIÇÕES
ARMAZENAMENTO
(Study ofRangel
the hidroximetilfurfural
alterations
and
Wanderley
Pimentel,
Nara
Wanderley
Pimentel,
Priscila
Beserra
Santana,
Camila
Carol
de
Albuquerque
Oliveira
the diastase activity in honey of bee in different condition of storage)
Zilmar Fernandes Nóbrega Melo, Maria Elita Martins Duarte, Mario Eduardo Rangel Moreira Cavalcanti Mata

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