OPERAÇÕES UNITÁRIAS RELATÓRIO I secagem

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INSTITUTO FEDERAL GOIANO – CAMPUS MORRIMHOS 
 TÉCNOLOGIA EM ALIMENTOS 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS II 
 
 
AULA N° 01 – SECAGEM/ PSICROMETRIA 
 
 
GRUPO: 
DÉBORA RODRIGUES VIEIRA TOLEDO 
IORRANA KAROLINA SIQUEIRA 
ÍTALO REZENDE ELEUTÉRIO DA SILVA 
KLEYBIANA RICELLE RIBEIRO CASTILHO 
MARIA ANTONIA CAETANO TEIXEIRA 
RODRYEL ALEXANDRE CARDOSO 
 
 
 
 
 
MORRINHOS 
MAIO/2022 
 
DÉBORA RODRIGUES VIEIRA TOLEDO 
IORRANA KAROLINA SIQUEIRA 
ÍTALO REZENDE ELEUTÉRIO DA SILVA 
KLEYBIANA RICELLE RIBEIRO CASTILHO 
MARIA ANTONIA CAETANO TEIXEIRA 
RODRYEL ALEXANDRE CARDOSO 
 
 
 
 
AULA N° 01 – SECAGEM/ PSICROMETRIA 
 
 
 
Relatório apresentado ao tecnólogo em Alimentos 
do Instituto Federal Goiano – Campus Morrinhos, 
como parte da nota da disciplina de Operações 
Unitárias II, ministrada pela professora Ellen 
Godinho Pinto. 
 
 
 
 
 
MORRINHOS 
MAIO/2022 
1. INTRODUÇÃO 
A maçã é a fruta de clima temperado mais importante comercializada como fruta 
fresca. Assim, foi estudado o desenvolvimento de uma nova tecnologia para obtenção de 
maçã secada ou desidratada de boa qualidade se reveste de grande relevância oferecendo 
outra opção de consumo da fruta ou colocando um produto novo no mercado, e ao mesmo 
tempo possibilitando aproveitar o excedente de produção inadequado para o consumidor 
da fruta in natura (RODRIGUES, 2003). 
A grande maioria dos alimentos sofre deterioração com muita facilidade e, diante 
desse problema, surgiram algumas técnicas de conservação dos alimentos, dentre os quais 
a secagem é uma das mais utilizadas. As vantagens da secagem são várias, entre as quais 
podemos citar a melhor conservação do produto e a redução do seu peso, com a 
consequente redução do custo de transporte e de armazenamento em relação aos produtos 
enlatados e congelados (CORNEJO et al., 2003). 
A desidratação de alimentos sólidos, como frutas e hortaliças, normalmente 
significa remoção da umidade de sólido por evaporação, e tem por objetivo assegurar a 
conservação das frutas por meio da redução do seu teor de água. Essa redução deve ser 
efetuada até um ponto, onde a concentração de açúcares, ácidos, sais e outros 
componentes seja suficientemente elevada para reduzir a atividade de água e inibir, 
portanto, o desenvolvimento de microrganismos (SANTOS et al., 2013). 
 A psicrometria é definida como “o ramo da física relacionado com a medida ou 
determinação das condições do ar atmosférico, particularmente com respeito à mistura ar 
seco – vapor d’água”, ou ainda, “aquela parte da ciência que está de certa forma 
intimamente preocupada com as propriedades termodinâmicas do ar úmido, dando 
atenção especial às necessidades ambientais, humanas e tecnológicas Além do conforto 
térmico, que depende mais da quantidade de vapor presente no ar do que propriamente 
da temperatura, também em muitos outros ramos da atividade humana. A conservação 
de produtos como frutas, hortaliças, ovos e carnes, em câmaras frigoríficas depende da 
manutenção da umidade relativa adequadra no ambiente (Martinelli, 2022). 
Objetivo geral da aula prática, foi observar como o método de secagem da maçã, 
influencia nas relações existente entre ar e vapor de água, transferindo os valores das 
temperaturas na carta psicrométrica. 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
2.1. Amostra 
• Maçã 
2.2. Equipamentos e utensílios 
• Bandeja 
• Faca 
• Balança Analítica 
• Placa de Petri 
• Estufa de Secagem 
2.3. Procedimentos 
• Primeiramente foram higienizadas as maças e utensílios; 
• Realizou-se os corte em rodelas, retirando os miolos que contem a 
semente da maça; 
• Pegou-se duas placas petri, e na balança analítica foram pesadas ambas as 
placas, anotando os valores obtidos; 
• Uma parte da amostra foi adicionada em cada placa de pertri e realisou-
se novamente as pesagens das duas placas já com a amostra de maça in 
natura e foram anotados os pesos; 
• Levou-se para a estufa de secagem as duas placas com as amostras, 
juntamente com o restante das rodelas cortadas, onde foram mantidas até 
a última pesagem da secagem da placa, totalizando duas horas e meia 
dentro da estufa sem retirada; 
• As amostras das placas foram retiradas de cinco em cinco minutos por 
cinco vezes e pesadas, depois retirou-se de 10 em 10 minutos por quatro 
vezes e pesadas, e por fim de 15 em 15 mim por seis vezes e pesada. O 
restante da amostra, mais as amostras das duas placas permaneceram na 
estufa até o dia seguinte para a secagem total, realizando a pesagem das 
placas com as amostras secas. 
 
 
 
 
3. RESULTADO E DISCUSSÃO 
Após todo o procedimento, segue abaixo os valores obtidos através de todas as 
pesagens feitas durante a metodologia. Relembrado que as pesagens de 5 em 5 mim foram 
feitas por 5 vezes, de 10 em 10 mim por 4 vezes é de 15 em 15 mim por 6 vezes. 
Tabela 1– Valores iniciais da placa e da maça em rodelas in natura 
 
 
 
 
Para obtenção dos valores de quanto as amostras estavam perdendo umidade 
durante a secagem, foram subtraídos o valor do peso da placa de petri como pode ser 
observado na tabela 1, pelo peso obtido a cada retirada da amostra da estufa. 
Tabela 2 – Valores obtidos das subtrações das amostras pela placa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo Siqueira et al. (2012), o tamanho (área superficial, área projetada e 
volume) e a forma (circularidade, esfericidade) dos frutos, nozes e sementes, são 
Placas Peso das placas Peso amostras in natura 
Nº1 37,953g 9,871g 
Nº2 45,953g 10,885g 
Tempo (min) Peso placa nº1 (g) Peso placa nº2 (g) 
0 9,871 10,885 
5 8,849 10,693 
10 8,562 10,328 
15 8,361 10,067 
20 8,163 9,885 
25 8,044 9,705 
30 7,804 9,453 
40 7,675 9,215 
50 7,440 8,902 
60 7,227 8,565 
75 6,936 8,154 
90 6,585 7,719 
105 6,237 7,451 
120 5,936 7,037 
135 5,632 6,645 
150 5,274 6,318 
imprescindíveis para seu processo de descasque. A porosidade, área superficial específica 
e superfície, afetam a resistência à passagem do fluxo de ar através da camada de material, 
proporcionando diferentes secagens em cada tamanho e forma. 
Tabela 3 – Média dos valores das amostras da placa Nº1 pela placa de Nº2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo Amaral (2014), a secagem é normalmente considerada um processo de 
remoção de umidade de um sólido por evaporação. Explica ainda que a secagem ocorre 
por transferência de calor e massa. Quando o calor é fornecido pelo ar, este provoca uma 
diferença entre a pressão parcial de vapor de água do ar e do produto, isto ocasiona a 
transferência de água para a parte externa do alimento por condução. 
Secagem por convecção o ar pré-aquecido passa sob o alimento, vaporiza a água 
deste e a transporta para fora do secador, para que haja economia de energia o ar pode ser 
recirculado. As principais condições a serem controladas são temperatura e umidade do 
ar aquecido. Na secagem por condução o calor é fornecido por uma superfície aquecida 
Tempo (min) Média do peso (g) 
0 10,378 
5 9,771 
10 9,445 
15 9,214 
20 9,024 
25 8,874 
30 8,628 
40 8,445 
50 8,171 
60 7,896 
75 7,545 
90 7,152 
105 6,844 
120 6,486 
135 6,138 
150 5,796 
que suportam (bandeja) ou confinam o alimento (placas, cilindros, paredes de secadores), 
por isto é indicada para alimentos muito finos ou muito úmidos (AMARAL, 2014) 
Desta forma foram extraídos alguns fatores ao decorrer da execução do trabalho, 
como temperatura, peso das placas de petri, peso da amostra in natura, umidade relativa 
inicial e final. 
Tabela 4– Temperatura e umidades observados. 
 
 
 
 
 
 
O processo de secagem é representado pela curva de secagem, a qual mostra a 
umidade do material em função do tempo de secagem, e pela cinética de secagem, que 
apresenta a taxa de secagem em função da umidade do material (SCHULTZ, 1999). 
Gráfico 1- Curva de secagem de fatias de maça 
 
Com base no gráfico apresentado acimapode-se analisar que nos pontos 0 a 10 
minutos, considerado o período de indução as fatias de maça se adaptam a temperatura 
da estufa de secagem. Em seguida de 10 a 150 minutos há um decréscimo da umidade 
da maça conforme o tempo vai passando. Isso se dá pela perda água da amostra, 
ocasionadas pela transferência de calor dentro da estufa que circula ar quente. 
 Martins (2019), confirma que na medida que a umidade é removida do interior 
do produto, este perde massa de água e seu teor de umidade se reduz. Portanto, para 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Temperatura (ºC) / Umidade (%) 
Umidade Relativa inicial 88% 
Umidade inicial Não encontrado 
Umidade final 37% 
Temperatura inicial 42ºC 
Temperatura Final 60ºC 
descrever a curva de secagem, utiliza-se a evolução do teor de umidade do produto ao 
longo do processo. Conforme a umidade se reduz no produto, sua temperatura se eleva, o 
que resulta numa queda nas taxas de secagem. 
A secagem é realizada até chegar em uma constância onde não há mais perda de 
matéria. Em estudos feitos por Fernandes et al. (2018) encontrou em outros trabalhos o 
período de massa constante na secagem de maçã Fuji que foi alcançado em 180 minutos, 
na temperatura de 50 °C, enquanto na temperatura de 70 °C, em 120 minutos. 
Vale ressaltar que esse tempo de equilíbrio difere do método que está sendo 
utilizado, espessura da fatia da amostra, entre outros fatores. Para chegar neste ponto era 
necessária uma análise de tempo maior do que o proporcionado para este estudo. 
Martins (2019) aborda que durante um processo de secagem, o produto 
dificilmente atingirá o teor de umidade de equilíbrio, pois envolveria um tempo de 
secagem muito longo. A escolha do teor de umidade final é, então, determinada pelos 
parâmetros de armazenamento e estabilidade. No Brasil, por exemplo, a resolução da 
Anvisa nº 272 de 22 setembro de 2005, estipula que a umidade (%bu) deve ser, no 
máximo, 25% para frutas secas. 
Tabela 5– Valores obtidos na carta pisicométrica 
 
 
Propriedades Valor Unidade 
Umidade absoluta 0,002 g de vapor/m3 de ar 
Umidade relativa 51 % 
Volume específico 0,05 m3 de ar / kg ar seco 
Temperatura do bulbo úmido 2,76 ºC 
Temperatura de ponto de orvalho 0 °C 
Temperatura do ar 18 °C 
Pressão de vapor 1,56 mmHg 
Pressão de vapor estádio de saturação 117,2 hPa 
Pressão atmosférica 0 Pa (pascal) 
Razão de mistura 0,44 Kg de vapor/ kg ar seco 
Entalpia do ar 20,65 K joule/kg ar seco 
A temperatura de bulbo úmido, e as pressões podem ser obtidos de uma carta 
psicrométrica, que é um gráfico que expressa as propriedades do ar para uma determinada 
temperatura, umidade e pressão, ou a partir de uma calculadora psicrométrica (Martins, 
2019) 
Seguindo essa linha de raciocínio, os valores da tabela 5 foram encontrados 
através do cálculo das propriedades psicrométricas do ar, utilizando valores presentes na 
tabela 4, subtraindo o ponto 1 e ponto 2, onde os valores do ponto 1 foram encontrados 
com os cálculos obtidos através dos dados da temperatura inicial com a umidade inicial 
e o ponto 2 com a temperatura final com a umidade final. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. CONCLUSÃO 
Em vista dos resultados obtidos, pode-se observar que as fatias da maçã se 
adaptaram a temperatura da estufa, e com a transferência do calor fez com que houvesse 
a perca de umidade devido a quantidade de água obtida na maçã, de um dia para outro 
ocorreu a perda total da umidade presente nas amostras. Podendo afirma que chegou na 
taxa constante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
AMARAL, Ana Paula Cardoso do. Estudo da secagem de maçãs: utilização de pré-
tratamentos. 2014. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenheira de Alimentos) - 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2014. 
CORNEJO, F. E. P; NOGUEIRA, Regina Isabel; WILBERG., Viktor Christian. Secagem 
como método de conservação de frutas. Rio de Janeiro: Embrapa Agroindústria de 
Alimentos, 2003.22 p. 
FERNANDES, ANTONIA ISADORA et al. Análise Da Cinética De Secagem De Mallus 
Domestica Em Estufa. CONTECC’2018, Maceió-AL, p. 1-5, 24 ago. 2018. 
MARTINELLI, L. C. Universidade Federal do Vale do São Francisco. Disponível em: 
http://www.univasf.edu.br/~castro.silva/disciplinas/FT/Psicrometria2.pdf. Acesso em: 8 
mai. 2022. 
MARTINS, DOUGLAS BECKER. Análise da secagem convectiva em condições 
externas constantes de fatias de maçã do tipo golden delicious. 2019. Monografia 
(Bacharelado em Engenheiro Mecânico.) - UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE 
JANEIRO CAMPUS MACAÉ, Maceió-AL, 2019. 
RODRIGUES, A. E. Desidratação osmótica e secagem de maçãs. 141 p. Dissertação 
apresentada ao Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade 
Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto, 2003. 
SANTOS, M. L. et al. Estudo físico-químico de maçã desidratada em secador Revista 
Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável (Mossoró – RN - BRASIL), V. 
8 , n. 1 , p.30 - 37 ,jan a março de 2013. 
SIQUEIRA, Valdiney C et al. Forma e tamanho dos frutos de pinhão-manso durante a 
secagem em cinco condições de ar. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e 
Ambiental, Campina Grande, PB, v. 16, n. 8, p. p.864–870, 21 maio 2012. 
SCHULTZ, Emerson Léo. Influência Das Condições De Secagem Sobre O 
Encolhimento E Propriedades De Transporte Em Fatias De Maçã. 1999. Dissertação 
(Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal De Santa Catarina, 
Florianópolis, 1999.