Relatório 4

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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS ALIMENTOS
 GCA128 – LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS III
	
PRÁTICA 4: SECAGEM DE MAÇÃ EM ESTUFA
Alunas:
Claudine Chagas
Letícia Scarensi
Nathália Trunckle
Professora
 Fabiana Queiroz
2013
LAVRAS – MINAS GERAIS
INTRODUÇÃO
A vida útil de um alimento representa o período em que se encontra em boas condições sensoriais e microbiológicas para ser consumido sem prejudicar o paladar e a saúde, condições estas dependentes de transformações físicas, químicas e microbiológicas durante o armazenamento, que, por sua vez, dependem da natureza do produto (tipo e quantidade de ingredientes), da embalagem e das condições de armazenamento (temperatura, umidade relativa, tempo de armazenamento) (WICKLUND et al., 2005; KHOUYIEH; ARAMOUNI; HERALD, 2005; VASQUES et al., 2006; MOURA et al., 2007; POLICARPO et al., 2007).
Devido ao elevado teor de água em alimentos como vegetais, frutas e hortaliças, a possibilidade de perdas pós colheita se elevam e não sendo controladas tornam-se cada vez mais agressivas. Deste modo estes alimentos podem ser submetidos a um processo de desidratação ao sol ou por meio de sistemas artificiais para então diminuir a quantidade de água. Fator muito importante na conservação desses alimentos (EMBRAPA, 2010).
Secagem
Secagem é a operação onde água ou qualquer outro líquido presente é retirado do alimento promovendo um aumento em sua conservação, algo desejável na indústria alimentícia. Tem a finalidade de eliminar um líquido volátil contido num corpo não volátil, através da evaporação, na qual a atividade da água de um material é diminuída pela remoção da água, através de vaporização. Para isso é necessário um fornecimento de calor para evaporar a umidade do material e também deve haver um absorvedor de umidade para a remoção do vapor d’água formado a partir da superfície do material seco (ALONSO, 2001).
Atividade de água 
Segundo CREMASCO (2002), atividade de água (Aw) se define como a relação da água do substrato alimentício P (soluto em água, na maioria dos alimentos) e a pressão de vapor do solvente P0 (usualmente água pura) a mesma temperatura. 
Sabemos que quanto maior o teor de água dos alimentos, mais succeptível a ação de microorganismos deteriorantes. Cada um deles age em um determinado valor de atividade de água. 
Antes de sofrer qualquer tratamento a maioria dos produtos apresentam um teor maior que 0,9 de Aw e com os processos de secagem esse valor diminui, porém sempre deve-se estar atento as reações enzimáticas e químicas que podem ocorrer, por exemplo, caso se reduza o valor de Aw para 0,4 ou 0,8 o alimento pode estar succepítivel a essas reações, todavia em valores menores que 0,3 atinge-se a zona de absorção primária onde as moléculas de água estão fortemente ligadas ao alimento dificultando a ação de microorganismos. (EMBRAPA, 2010)	
OBJETIVOS
Determinar a umidade inicial e final da maçã;
Gerar a curva de cinética da perda de peso;
Ajustar os dados experimentais com os modelos apresentados na Tabela 1 e obter a curva de cinética do melhor modelo ajustado. 
Procurar na literatura referências que estudaram modelamento matemático de secagem e comparar com os resultados obtidos nesta aula prática.
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
Placas de Petri;
Pinças;
Facas;
Maçãs;
Bandejas;
Balança analítica;
Estufa (60ºC);
Métodos
Primeiramente, deve-se obter o teor de água (umidade) da fruta in natura de acordo com a A.O.A.C. (2005), em base úmida (b.u.) e base seca (b.s.).
O preparo das amostras deve ser feito com o máximo de padronização possível para se evitar erros instrumentais. A maçã deve ser cortada sob o formato de uma “placa plana infinita”, ou seja, sua espessura deve ser muito menor quando comparado ao seu comprimento, podendo assim afirmar que só existe transferência de calor no sentido longitudinal do fruto (fazer triplicatas com corte mais semelhante possível).
Coloca-se então, os pedaços de maçã nas placas de Petri, anotando-se o valor da massa e em seguida colocá-las na estufa na temperatura de 60ºC.
Com intervalos de tempos regulares (20 minutos), tirar a amostra da estufa e pesar. As amostras devem ser pesadas nos tempos de 20; 40; 60 e 80 min. 
Após 24 horas, fazer uma pesagem da amostra.
Com os dados obtidos, calcula-se a umidade do produto final (b.u. e b.s.). Feito esses cálculos, constrói-se a curva de cinética de secagem da maçã, e em seguida ajustam-se os dados experimentais com os modelos abaixo. Após ajustados, constrói-se o gráfico com a curva de cinética dos dados observados e preditos do melhor modelo ajustado.
ATENÇÃO: 
Os ajustes matemáticos para os testes de secagem devem ser feitos utilizando-se o modelo de quasi-Newton, com critério de convergência de 1,00 10-4, valor inicial de 0,10 e estimativa inicial de 0,50, para todos os parâmetros.
Os ajustes serão selecionados com base no coeficiente de correlação (R2) e no erro padrão da estimativa (SE), dado pelas equações 1 e 2, respectivamente. Consideraram-se ajustes em que R2 fosse maior que 0,9825, para equações que não levam em consideração a pressão de vapor de saturação.
(
1
)
(
2
)
em que OBS é o valor de cada observação; é o valor médio das observações; PRED é o valor calculado e n é o número de observações.
Tabela 1. Modelos de ajuste de cinética de secagem
	Modelo
	Equação
	Newton
	
	Page
	
	Page modificada1
	
	Page modificada 2
	
	Henderson e Pabis
	
	Logaritmica
	
	Doistermos	
	
	Doistermosexponenciais
	
	Wang e Singh
	
	Aproximação de 
Difusão
	
	Verma
	
	Henderson 
e Pabismodificada
	
	Midilli
	
Onde o valor de Mr foi obtido de acordo com a Equação 24:
		 (3)
Sendo que,
Mr = razão do teor de água, adimensional
Xt = teor de água no tempo (b.u) [kg kg-1]
Xi = teor de água para t = 0 (b.u.) [kg kg-1]
Xeq = umidade de equilíbrio (b.u.) [kg kg-1]
t = tempo de secagem [min]
a; b; c; n = coeficientes dos modelos 
k; k0; k1 = constantes de secagem [min-1].
	Tempo [s]
	Bandeja+maçã (g)
	
Massa seca (g)
	
Massa água (g)
	Velocidade de Secagem (g/s)
	
Xbs
	
Xbu
	0
	57,6875
	21,336
	-
	0
	
	
	1200
	54,0619
	17,7104
	3,6256
	0,003
	
	
	2400
	51,1750
	14,8235
	2,8869
	0,001
	
	
	3600
	49,0728
	12,7213
	2,1022
	0,0006
	
	
	4800
	47,5376
	11,1861
	1,5352
	0,0003
	
	
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Peso da placa de Petri: 36,3515g
Sendo e 
Tabela 1 – Dados experimentais a temperatura de 50°C
Gráfico 1 – Curva Mr x tempo para o modelo de Logarítmica 
R² = 99,64%
SE = 0,02085, sendo calculado por
O modelo “Henderson e Pabis” foi escolhido por ser o que melhor se ajusta a curva de dispersão dos dados originais. Podemos afirmar isso porque o valor de R encontrado pra esse modelo foi o maior (alta confiabilidade) e o valor de SE foi o mais baixo (baixo erro).
CONCLUSÃO
	A curva de cinética de secagem que representou melhor ajuste foi a representada pela equação Henderson e Pabis, por esta apresentar alto coeficiente de determinação (R2>98%) e baixo erro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALONSO L. F. T.; – Algoritmos de Seleção e Dimensionamento de Secadoras. Tese de Doutorado – FEA., Universidades Estadual de Campinas, 2001.
A.O.A.C (Association of Official Analitical Chemistry).Official méthods of analysis of the association of analitical chemstry. 11º ed. Washington: 1992. 115 p.
CREMASCO, M. A. Fundamentos de transferência de massa. 2 ed. rev. Campinas: Ed. da UNICAMP, 2002. 729p.
KHOURYEH, H. A.; ARAMOUNI, F. M.; HERALD, T. J. Physical, chemical and sensory properties of sugar-free jelly.Journal of Food Quality, v. 28, n. 2, p. 179-190, 2005.
MOURA, S. C. S. R. et al. Determinação da vida-de-prateleira de maçã-passa por testes acelerados. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 27, n. 1, p. 141-148,2007. 
POLICARPO, V. M. N. et al. Green umbu (Spondias Tuberosa Arr. Cam.) preserve: physical, chemical and microbiological changes during storage. Journal of Food Processing and Preservation, v. 31, n. 2, p. 201-210, 2007.
WICKLUND, T. et al. Antioxidant capacity and colour of strawberry jam as influenced by cultivar and storage conditions. Lebensmittel Wissensenschaft und Technologie, v. 38, n. 4, p. 387-391, 2005.