PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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Influência das propriedades físicas de graviola e aditivos na secagem em leito de jorro com alimentação intermitente
(2018-02-16) Dantas, Thayse Naianne Pires; Medeiros, Maria de Fátima Dantas de; ; ; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; Almeida, Marcello Maia de; ; Alsina, Odelsia Leonor Sanchez de; ; Rocha, Sandra Cristina dos Santos;
O objetivo principal deste trabalho foi a investigação da influência das propriedades físicas de polpa de graviola acrescida de leite ou albumina e das condições operacionais, concentração e temperatura, para a definição de equações matemáticas que descrevam a recuperação de pó e o comportamento da secagem em leito de jorro, com base em balanços de massa e de energia, utilizando alimentação intermitente e polietileno de alta densidade ou polipropileno como partículas inertes. As equações diferenciais ordinárias foram implementadas e resolvidas, numericamente, usando rotinas em Fortran. Os experimentos foram executados segundo quatro planejamentos fatoriais completos 2² com 3 repetições no ponto central. Como variáveis independentes foram consideradas a temperatura do ar na entrada do secador e concentração de leite ou albumina, que variaram de 60 a 80°C e de 30% a 50%, respectivamente. A partir das propriedades físicas das misturas, foram desenvolvidos modelos que representam a vazão mássica de pó recolhido em função do tempo. Considerando o acúmulo de material no interior do equipamento, foi proposto um modelo para avaliar a temperatura do ar na saída do secador. Os resultados obtidos nas modelagens matemáticas foram comparados com dados experimentais, indicando que os modelos representam bem a massa de pó recuperada e a temperatura do ar na saída.
Produção de pó de banana verde e madura através da secagem em camada de espuma: otimização das condições de processo e avaliação do produto
(2019-11-18) Gurgel, Camilla Emanuelle Mendes Rocha; Medeiros, Maria de Fátima Dantas de; ; ; Borges, Katia Cristina; ; Almeida, Marcello Maia de; ; Pedrini, Márcia Regina da Silva; ; Dantas, Thayse Naianne Pires;
Estudou-se a secagem das espumas de bananas verde e madura com albumina, considerando como variáveis independentes a concentração de albumina (2,5; 5,0 e 7,5%), temperatura de secagem (60, 70 e 80 °C) e a espessura da camada de espuma (0,8; 1,3 e 1,8 ± 0,02 cm). Os experimentos foram realizados conforme um planejamento experimental 33 , com 2 repetições no ponto central. Investigou-se o efeito da concentração de albumina e do tempo de batimento na densidade e expansão das espumas. Foram obtidas as curvas de secagem e ajustados os modelos de Page e Midilli, aos dados experimentais de razão de umidade em função do tempo ao longo de todo o período de secagem e o modelo Fick aos dados do período de taxa decrescente. Avaliou-se o efeito da temperatura (60°C, 70°C, e 80°C) sobre as características físico químicas dos pós obtidos na secagem das espumas com 5% de albumina e espessura de 0,8 cm. Determinou-se a umidade, o teor de sólidos solúveis, pH, atividade de água, solubilidade e higroscopiscidade dos pós. Além da composição nutricional foram analisados os teores de ácido ascórbico e compostos fenólicos e a capacidade antioxidante dos produtos em pó. O tempo de batimento e a concentração que resultou na maior expansão foram 4 minutos e 5% de albumina. Identificaram-se em todas as curvas de secagem um período de taxa constante e outro de taxa decrescente. Os efeitos das variáveis independentes sobre os parâmetros de secagem foram avaliados, observando-se através das análises estatísticas o efeito da temperatura e espessura nas taxas de secagem tanto no período de taxa constante, como na taxa média de secagem considerando os períodos de taxas constante e decrescente. As variáveis de operação apresentaram efeitos significativos sobre a difusividade efetiva, entretanto foram verificados efeitos opostos da concentração de albumina e espessura para as bananas verde e madura. Para ambas os estágios de maturação, os pós resultantes da secagem das espumas e da liofilização apresentaram umidade e atividade de água baixas e características não higroscópicas, concluindo-se que a caracterização dos mesmos atende as normas brasileiras estabelecidas para produtos agroindustriais. A análise sensorial mostrou que a formulação de uma vitamina com adição de 30% do pó da banana madura e leite estatisticamente não diferiu em sabor da mistura elaborada com banana in natura e leite.
Secagem das polpas de acerola (malpighia emarginata dc) e goiaba (psidium guajava l.) em leito de jorro: efeitos da adição do leite e da proteína do leite no desempenho do processo e caracterização do produto em pó
(2019-10-07) Soares, Suziani Cristina de Medeiros Dantas; Medeiros, Maria de Fátima Dantas de; Alsina, Odelsia Leonor Sanchez de; ; ; ; Borges, Katia Cristina; ; Almeida, Marcello Maia de; ; Dantas, Thayse Naianne Pires;
Neste trabalho estudou-se secagem das polpas de acerola e de goiaba tendo como adjuvante o leite bovino (em pó e reconstituído em água) e a proteína concentrada do soro do leite, visando-se a obtenção de produtos em pó. As misturas foram processadas em secador de leito de jorro com partículas inertes de polietileno de alta densidade na temperatura de 70 °C, sendo obtida a cinética de produção de pó e calculados os rendimentos e a eficiência térmica do processo em todos os experimentos. Foram analisadas e avaliadas as características físico-químicas das misturas comparativamente às das polpas puras. Os pós produzidos foram avaliados quanto ao teor de umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, granulometria, composição mineral de superfície, difração de raio-X e das imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Considerando o baixo impacto da secagem por liofilização, os pós produzidos no leito de jorro foram comparados com o pó da acerola e goiaba puras liofilizadas. Também foi avaliado o impacto do processamento térmico sobre a retenção de ácido ascórbico e concentração de carotenoides nos pós, compostos fenólicos totais, atividade antioxidante e antocianinas monoméricas totais. Conforme os resultados, a produção de pó e o rendimento foram mais altos para as misturas de goiaba (45,21%) do que para as misturas de acerola (23,06% em média), mas em relação a eficiência térmica os resultados para todos os experimentos, independente da fruta foram compatíveis com a literatura e com um valor médio de 42,2%. A umidade dos pós liofilizados e das misturas ficaram compreendidos nos intervalos (5,28 a 7,04%) e (6,6 a 8,3%) para acerola e goiaba, respectivamente. A atividade de água para as misturas de ambas as frutas não sofreu variação significativa, 0,373 em média, registrando-se o menor valor de 0,300 e 0,218 para os pós das polpas puras liofilizadas de acerola e goiaba, respectivamente. Com relação às demais propriedades, os pós se mostraram pouco solúveis e higroscópicos, destacando-se a maior solubilidade, higroscopicidade e diâmetro médio das partículas dos pós liofilizados. A adição dos adjuvantes enriqueceu o produto em relação ao teor de cálcio e proteínas, observando-se ainda a maior retenção de ácido ascórbico nas misturas com adição de leite em pó (72,9 e 44,1%) frente aos pós obtidos por liofilização (58 e 34,3%), para a acerola e goiaba respectivamente. A secagem no leito de jorro mostrou-se uma maneira eficiente de produzir pós à base de acerola e goiaba, utilizando adjuvantes de secagem à base de laticínios. A adição de uma baixa concentração de proteína (1%) favoreceu a fluidodinâmica do leito de jorro e embora não tenha promovido produção de pó de acerola, para a goiaba facilitou a obtenção de pó com razoável eficiência e de boa qualidade. A produção de extratos de frutas secas utilizando leite como veículo de secagem é uma opção interessante para a indústria alimentícia na preparação de laticínios como sorvetes, iogurtes e sobremesas. Além disso, os produtos apresentaram atributos nutricionais e bioativos satisfatórios, combinando a composição do leite em pó com o teor de ácido ascórbico das frutas. Estratégia semelhante pode ser aplicada a diferentes polpas de frutas e também representa uma alternativa de processamento possível para resíduos de frutas.
Secagem de ameixa pelo método de camada de espuma: otimização dos parâmetros e caracterização do produto
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-12) Elpídio, Cinthia Meirelly de Araújo; Medeiros, Maria de Fátima Dantas de; Oliveira, Jackson Araújo de; ; ; ; http://lattes.cnpq.br/4198632245819646; Sousa Júnior, Francisco Canindé de; ; Borges, Katia Cristina; ; Cavalcante, Josilene de Assis; ; Almeida, Marcello Maia de;
A ameixa é uma fruta sazonal com baixa durabilidade após a colheita, sendo necessária a aplicação de técnicas que prolonguem a vida útil deste alimento. Dentre os métodos que podem ser aplicados está a secagem em camada de espuma (foam mat) que consiste na transformação de líquidos ou semilíquidos em uma espuma estável a partir da adição de um agente espumante e aplicação de agitação para que haja a incorporação de ar. Neste trabalho, a espuma de ameixa foi produzida a partir da adição de albumina de ovo e as secagens foram realizadas em estufa de recirculação de ar com velocidade de 2 m/s. O estudo da secagem da ameixa em camada de espuma foi dividido em etapas, cuja primeira parte consiste na investigação dos efeitos das variáveis de processo, tempo de batimento e concentração de albumina, sobre as propriedades físicas, térmicas e tempo de secagem com o intuito de otimizar as condições operacionais para a produção da espuma de ameixa, cujos valores encontrados foram 3% de concentração de albumina e 12 minutos de tempo de batimento. Na etapa seguinte, foi avaliada a influência da temperatura e da espessura da camada de espuma sobre a umidade, atividade de água e tempo de secagem da espuma de ameixa com o objetivo de definir a melhor condição operacional para secagem desta fruta, sendo observado que a maior temperatura e a menor espessura da camada de espuma são mais adequadas ao processo, visto que forneciam os melhores resultados para a umidade do pó (2,690 g de água/100g de pó seco), atividade de água (0,245), tempo de secagem (70 minutos) e taxa de secagem média (0,0631 g água/g pó seco/min). A última fase deste trabalho investigou a influência da temperatura sobre as propriedades físico-químicas, compostos bioativos e atividade antioxidante e realizou uma comparação dos pós obtidos por camada de espuma a quatro temperaturas com o pó obtido por liofilização, uma vez que este último é amplamente conhecido como o método capaz de preservar as características originais da fruta. Os experimentos foram realizados utilizando a espuma na condição de processo otimizada anteriormente (3% de albumina de ovo na formulação, 12 minutos de batimento e 0,8 cm de espessura de camada) e quatro temperaturas de secagem: 50, 60, 70 e 80 °C. Para a liofilização, foi utilizada cerca de 280 gramas de polpa de ameixa pura, sem adição de albumina de ovo (não foi espumada). A análise dos pós produzidos mostrou que a temperatura mais elevada (80 °C) forneceu um produto com baixa coesão entre as partículas (1,153) e boa fluidez (13,235%), além de baixa densidade absoluta (0,637 g/cm³), características importantes para materiais particulados. Todos os pós apresentaram boa solubilidade no intervalo de 75,737 e 76,842 g/100 g e baixa atividade de água (0,245 a 0,386). Os compostos fenólicos não foram impactados pelas condições de processo, a atividade antioxidante foi favorecida pela temperatura, mas a quantidade de ácido ascórbico e carotenoides foi bastante reduzida pela ação desta variável. O pó liofilizado se apresentou mais higroscópico (33,410 g água/100 g de sólido seco), todavia com muito boa fluidez (11,944%) e baixa coesão entre as partículas (1,136). O processo se mostrou bastante favorável para a conservação dos compostos fenólicos (221,820 mg equivalente de ácido gálico/100 g da amostra) e atividade antioxidante. Com base nos resultados e tendo em vista que o processo de liofilização é oneroso, a secagem em camada de espuma mostra-se uma alternativa viável e de baixo custo para prolongar e aumentar a disponibilidade da ameixa no mercado. Este estudo mostrou que as condições de operação que forneceram os melhores resultados tanto para o processo de secagem quanto para a qualidade do pó da ameixa foram a espessura da camada de espuma a 0,8 cm e a temperatura de 80 °C.

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