Relatorio 5- Secagem

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DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM EM BANANA DA 
TERRA (Musa paradisíaca). 
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A.DAMBRÓS
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, B.M.FEBBO
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, K.W.TOLEDO
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, M.M.C dos SANTOS
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 e L.O. WERLE
1
 
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 Universidade Federal da Grande Dourados, Faculdade de Engenharia, Departamento de Engenharia 
de Alimentos. 
E-mail para contato: LeandroWerle@ufgd.edu.br 
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RESUMO – A banana da Terra, Musa paradisíaca, é muito consumida devido seus 
nutrientes, se destacando principalmente por ser fonte de potássio. A obtenção de farinha 
de banana pode ser feita por meio de secagem natural ou artificial, fazendo uso de 
bananas verdes ou semi verdes.No processo de secagem, ocorre a remoção de água, 
presente na banana, na forma de vapor para a fase gasosa insaturada, que acontecem 
por meio de vaporização térmica (ou sublimação na liofilização), ou seja, verifica-se o 
fenômeno de transferência de calor e massa.Com isso o objetivo foi realizar uma cinética 
de secagem para fatia de banana da terra. A secagem foi realizada em um estufa de 
bandeja a 70ºC com circulação de ar a 62rpm. O processo foi efetivo pois a umidade de 
equilíbrio foi quase zero e a difusividade efetiva condiz como encontrado na literatura de 
0,000722217 cm²/min. 
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PALAVRAS-CHAVE: Banana da Terra; cinética de secagem; difusividade efetiva. (um espaço) 
 
1. Introdução 
 
O Brasil destaca-se, dentre os países em desenvolvimento, como um dos maiores produtores 
mundiais de frutas, sendo a perda de produtos in natura estimada em torno de 50 % (Paraná, 2012), 
podendo estar relacionada à falta de tecnologias adequadas de pós-colheita, transporte e 
armazenamento. No país, o consumo e a produção de frutas tropicais ocupam o terceiro lugar 
mundial. A banana é uma fruta de destaque, representando 15,9 % do volume total da fruticultura 
produzida no Brasil (Paraná 2012), porém, o país apresenta o maior índice de desperdício da fruta 
(Sousa 2002, Jesus et al. 2004). 
A banana, Musa paradisíaca, é muito consumida devido seus nutrientes, se destacando 
principalmente por ser fonte de potássio, além de possuir outros minerais como magnésio, fósforo, 
ferro, cálcio, manganês, iodo, cobre, alumínio e zinco, bem como vitaminas A, C e complexo B (B1, 
B2 e B3), proteínas (albumina e globulina) e aminoácidos (asparagina, glutamina e histidina). O preço 
acessível e seu sabor são fatores que contribuem para o alto consumo (Adão, 2005; Trindade et al., 
2004). 
 
 
 
As variedades mais cultivadas no Brasil são a Prata, Pacovan, Maçã, Mysore, Terra e D’angola. 
A variedade Terra (Musa paradisíaca) é bastante exigente em nutrientes, podendo chegar a produzir 
de 30 a 35 t/ha/ciclo em condições favoráveis ou sob irrigação (Trindade et al., 2000; Trindade et al., 
2004). 
A polpa da banana verde contém alto teor de amido e baixo teor de açúcares, é rica em 
flavonoides e uma porção significativa de amido resistente. Também apresenta forte adstringência que 
se dá pela presença de compostos fenólicos solúveis, basicamente taninos. Tal adstringência diminui à 
medida que a banana amadurece, devido a polimerização dos compostos fenólicos, transformando 
quase todo amido em açúcares (sacarose, glicose e frutose), aumentando a doçura e reduzindo a 
acidez (Eerligen & Delcour, 1995; Vilas Boas, 2001). 
O desperdício na cadeia produtiva da banana é de até 60%, devido a falhas na colheita, pós-
colheita e nos sistemas de transporte, distribuição e armazenamento, assim, uma alternativa 
interessante seria a utilização de banana verde para a produção de alimentos com propriedades 
funcionais, o que impulsionaria o uso industrial e minimizaria as perdas pós-colheita, uma vez que a 
banana verde é menos frágil que a fruta madura, facilitando o armazenamento pós-colheita. (Borges et 
al., 1998; Souza, 1993). 
A obtenção de farinha de banana pode ser feita por meio de secagem natural ou artificial, 
fazendo uso de bananas verdes ou semi verdes (SBRT, 2006). 
No processo de secagem, ocorre a remoção de água, presente na banana, na forma de vapor para 
a fase gasosa insaturada, que acontecem por meio de vaporização térmica (ou sublimação na 
liofilização), ou seja, verifica-se o fenômeno de transferência de calor e massa. (Ferrua & Barcelos, 
2003). Tal operação unitária tem por objetivo diminuir o teor de água no alimento, que fará com que 
haja redução do volume, favorecendo o transporte e prolongando o tempo de prateleira do produto. 
(Park et. al., 2001). 
A velocidade com que o alimento perde umidade é conhecida como cinética de secagem. A 
cinética é controlada pelas características do alimento que será seco, e pelas condições de 
temperatura, velocidade e umidade relativa do ar. Também pode ser determinada por meio de 
modelos matemáticos semiempíricos ou puramente empíricos (Madamba, 2003). 
Com isso o objetivo do trabalho foi avaliar a cinética de secagem da banana da terra (Musa 
paradisíaca). 
 
2. Materiais e métodos 
 
2.1. Materiais 
A fruta banana da terra foi adquirida em um mercado local da região de Dourados – MS, Brasil. 
Na preparação das amostras, os frutos foram selecionados, retirando-se as partes danificadas, assim 
como qualquer parte de outro vegetal ou material estranho, e cortados latitudinalmente até obter 
rodelas de aproximadamente 3mm de altura. E pesou-se a amostra. 
 
 
 
 Utilizando-se secador descontínuo de bandejas, em escala de bancada, com temperatura do ar 
de secagem de 70ºC e uma circulação de ar de 62rpm. 
Para a realização das pesagens, foi utilizada balança eletrônica semianalítica (OHAUS Modelo 
AR3130), com precisão de 0,01 g. 
2.2. Métodos 
Obtenção das curvas de secagem e modelagem matemática: A secagem foi realizada em estufa 
de ar convectivo na temperatura de 70°C. As amostras foram colocadas na câmara e, após, foi 
mensurado o peso em intervalos de tempo; nas primeiras 2 horas, a amostra foi pesada em intervalos 
de 15 minutos, nas duas próximas horas, de 30 em 30 minutos, e a partir da quinta hora de 
experimento, pesou-se em intervalos de 1 hora até a obtenção de peso constante e foram calculados os 
parâmetros através das equações a seguir: 
Para encontrar a massa da amostra úmida (Wúmida), utilizou-se a equação 1. 
Wúmid =(massaamostra+ massavidro)–massavidro (1) 
 
A massa de água (WH2O) é calculada pela equação 2. 
WH2O = Wúmida - Wss (2) 
 
A umidade ao longo do tempo (Xt) é obtida usando a equação 3. 
Xt = WH2O/Wss (3) 
 
A umidade ao longo tempo media (Xt média) é atribuída pela equação 4. 
Xt média =
 
 
 (4) 
 
A umidade livre média (X livre médio) é calculada pela equação 5. 
X livre média = Xt médio – Xe (5) 
 
A variação da umidade livre média (∆X livre media) é dada através da equação 6. 
∆Xlivremedia=Xlivremédio1-Xlivremédio2 (6) 
 
A variação de tempo (∆t) é obtida usando a equação 7. 
∆t=(t2–t1)(7) 
 
 
 
 
A taxa de secagem (Ra) é dada pela equação 8. 
 
 
 
 (8) 
 
O adimensional de umidade livre podemos obter através da equação 9. 
 
 
 
 
 (9) 
 
As Equações 10 a 13 descrevem a modelagem utilizada para obtenção da difusividade efetiva 
empregando método gráfico com ajuste exponencial. 
A partir da Lei de Fick pela Equação 10: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (10) 
 
Fazendo ajustes matemáticos, encontra-se a Equação 11: 
 
 
 
 (11) 
 
Isolando-se K a partir da equação anterior, se obtém a Equação 12: 
 
 (
 
 
) (12) 
 
E por fim, a Equação 13 para a determinação da difusividade efetiva: 
 
 
 
 
 (13) 
 
Onde: 
 
 
 
W = peso do sólido úmido, ao longo do tempo durante a secagem [g]; 
Wss = peso do sólido seco, ao final de 24h [g sólido seco = gss]; 
WH2O = peso da água [g]; 
Xt = umidade ao longo do tempo de secagem [g H2O / gss]; 
X livre = umidade livre [g H2O / gss]; 
X livre média = umidade livre média [g H2O /gss]; 
Xe = umidade de equilíbrio ou umidade final da secagem [g H2O / gss]; 
Xc = umidade crítica, obtida ao final do período de taxa de secagem constante e início da taxa 
decrescente [g H2O / gss]; 
X0 = taxa de secagem média inicial [g H2O / gss]; 
Ra = taxa de secagem [g H2O /min m2]. 
Def = difusividade efetiva (cm2 /min) 
L = espessura da fatia (cm) 
K = constante de secagem (min-1) 
 
3. RESULTADO E DISCUSSÃO 
Na Figura 1 estão apresentadas as amostras de antes e depois da secagem da banana da terra 
(Musa paradisíaca), onde pode-se observar mudanças na característica física, como tamanho e cor, da 
amostra após ser submetida a secagem a 70ºC, por consequência da redução de sua umidade. 
 
 
Figura 1 - Amostra antes (A) e depois (B) da secagem a 70ºC) 
A B 
 
 
 
De acordo com Da Silva et al. (2013), durante a secagem, ocorre um encolhimento e uma 
modificação da difusividade de massa efetiva, que ocorre devido às modificações na estrutura interna 
do produto, devido ao encolhimento e à perda de água ao longo do tempo. 
As curvas de secagem permitem predizer o momento do processo em que se atinge o teor de 
umidade desejado e desta forma obter produto de boa qualidade. A Figura 2 mostra a variação no teor 
de umidade livre media da banana em função do tempo de secagem para a temperatura de ar de 70ºC. 
 
Figura 2 - Curva de secagem em condições constantes. 
 
A Figura 2 apresenta uma curva decrescente ao longo do período da secagem, de modo geral, os 
sólidos apresentam uma curva bem definida, porém como a umidade superficial da banana é muito 
baixa, quase nula, nota-se então um período decrescente na velocidade de secagem, onde ocorre a 
retirada da umidade intrínseca ao produto no interior da célula, por tanto a remoção de água se torna 
mais complexa nesse período. A umidade crítica é definida pelo ponto C sendo 1,3855 gH2O/gss e a 
umidade de equilíbrio pelo ponto D, sendo 0,00262 gH2O/gss. Em média foram necessárias 7 horas 
para que a fatia de banana secasse até massa constante. 
A diferença no teor de umidade no início não é muito elevada, porém aumenta conforme o 
tempo de secagem. No início do processo as diferenças são menores, pois a banana não contém a fase 
constante de secagem, com isso não há umidade livre na superfície, sendo assim sugere um processo 
de difusão de umidade do interior da amostra para a superfície, como é possível verificar na Figura 3 
e também observado por Silvia et. Al. (2009). 
 
 
 
 
Figura 3 - Seguimento livre o qual representa a taxa decrescente de secagem. 
A difusividade do sólido é o principal parâmetro de análise de transferência de massa. A 
determinação desta variável é necessária para que durante o processo de operação unitária as 
características físicas, químicas e microbiológicas do alimento sejam mantidas nos padrões de 
produção, para garantir a qualidade requerida do produto final. 
 
Figura 4 - Cinética de secagem descrita pelo modelo de difusão de Fick. 
 
 
 
O ajuste da curva, Figura 4, fornece uma equação exponencial, que se correlaciona a lei de Fick, 
onde, através da equação 12, obtem-se a constante de secagem (k) igual a -0,0198 min-1 . 
Através da aplicação deste valor na equação 13, encontra-se que a difusividade efetiva do sólido 
é 0,000722217 cm²/min. Este valor é próximo ao encontrado por Da Silva et. Al. (2013) de 
0,000732 cm²/min. 
 
4. Conclusão 
O processo de secagem da fatia de banana foi eficiente, pois a umidade de equilíbrio encontrada 
é próxima a zero. Além disso, o valor da difusividade efetiva do solido condiz com o encontrado na 
literatura. 
5. REFERÊNCIAS 
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S.; Lima, M. B.; Fancelli, M.; Cordeiro, Z. J. M. A cultura da banana. 2. ed. rev. e aum. Brasília, 
DF: EMBRAPA, SPI, 1998. 94 p. (Coleção Plantar, 38). 
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Eerligen, R.C., Delcour, J.A. Formation, analysis, structure and properties of Tipe III enzyme 
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Ferrua, F.Q.; Barcelos, M.F.P. Equipamentos e embalagens utilizados em tecnologia de 
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Jesus, S. C. D., Folegatti, M. I. D. S., Matsuura, F. C. A. U., & Cardoso, R. L. (2004). 
Caracterização física e química de frutos de diferentes genótipos de bananeira. 
Madamba, P. S. Thin layer drying models for osmotically pré-dried young coconut. Drying 
technology, v.21, n.9, p.1759-1780, 2003. 
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Acesso em 21 de julho de 2017. 
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