Area, Densidade, Concentração e Umidade

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P R O P R I E D A D E S F Í S I C A E 
Q U Í M I C A D O S 
A L I M E N T O S 
 
 G A B R I E L L A L E I T E M A G A L H Ã E S 
G O I Â N I A , 2 0 1 9 
P R O G R A M A D E P Ó S - G R A D U A Ç Ã O E M C I Ê N C I A E 
T E C N O L O G I A D E A L I M E N T O S 
 
E S C O L A D E A G R O N O M I A 
 
 
CONCEITOS A SEREM ABORDADOS 
• Área 
• Densidade 
• Concentração 
• Umidade 
ÁREA 
• É uma medida quantitativa de uma superfície curva ou um plano; 
• Unidade S.I. é em metro quadrado (m²); 
 
 
ÁREA - APLICAÇÃO 
• Transferência de calor e massa 
• Extração sólido – líquido 
• Desidratação – velocidade de evaporação da água do alimento 
• Processo de fritura – batata chips 
DENSIDADE 
 
𝜌 =
𝑚
𝑣
 
• Unidade no S.I é kg/m³; 
• Propriedade que indica o grau de distribuição de quantidade de matéria no 
corpo; 
• Densidade de gases – função da pressão e da temperatura; 
• Densidade em líquidos e sólidos – “fluidos incompressíveis”; 
DENSIDADE 
 
• Densidade dos líquidos é expressa como “gravidade específica” (SG); 
𝑆𝐺 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎
 
𝑆𝐺 =
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎
 
𝜌𝐿=(𝑆𝐺)𝜃𝜌𝑎 
• ρL = densidade líquida (kg m
-3) e ρa = densidade da água, à temperatura θ 
(°C); 
• Produção de cerveja ou outras fermentações alcoólicas. 
DENSIDADE 
• A densidade de gases e vapores – “volume específico” – inverso da 
densidade (m³/kg) 
𝑉 =
1
𝜌
 
• Aplicado no cálculo da quantidade de vapor que deve ser empregado pelos 
ventiladores durante a desidratação; 
• Por bombas de vácuo durante a liofilização; 
• Evaporação à vácuo. 
 
DENSIDADE 
 
• Porosidade – influência no valor da densidade; 
• Densidade real ou verdadeira – desconsidera o efeito da porosidade; 
• Densidade aparente – porosidade do material (sólido ou líquido) – 
caracterização de grãos a granel; 
• Densidade da partícula – porosidade interna; 
𝜀 = 1 −
𝜌𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒
𝜌𝑟𝑒𝑎𝑙
 
 
DENSIDADE - APLICAÇÃO 
 
• Processos de separação; 
• Leite; 
• Difusividade térmica; 
• A separação da farinha refinada dos farelos na moagem e a 
separação por ciclone; 
• Operação de limpeza, onde sementes imaturas menos densas e 
outras impurezas podem ser facilmente separadas soprando na 
separação do ar ou flutuando se houver lavagem. 
 
CONCENTRAÇÃO 
• A concentração é uma medida da quantidade de uma substância contida em 
um volume/massa de unidade; 
porcentual em massa 
m
m
=
massa do soluto
massa da solução
×100% 
porcentual em volume 
v
v
=
 volume do soluto
 volume da solução
×100% 
porcentual em
massa
volume
m
v =
 massa do soluto, g
 volume da solução, mL ×100% 
 
 
 
CONCENTRAÇÃO 
• Molaridade ou concentração molar (mol/L); 
𝑀𝐴 =
𝑛
𝑉
 
 
𝑀𝐴 =
𝑚
𝑀𝑀
𝑉
 
• n=número de mols de soluto 
• V= volume da solução (L) 
CONCENTRAÇÃO 
• Molalidade ou concentração molar (mol/kg); 
𝑀𝐴 =
𝑛
𝑚𝑠
 
 
𝑀𝐴 =
𝑚
𝑀𝑀
𝑚𝑠
 
• n=número de mols de soluto 
• ms= massa da solução (kg) 
UMIDADE 
• A umidade indica a quantidade de água presente em uma amostra; 
• Pode ser expressa em base úmida ou em base seca; 
• Base de peso seco - processar cálculos; 
• Base de peso úmido - tabelas de composição de alimentos. 
 
 
 
 
UMIDADE 
• Umidade relativa – pressão do vapor de água contida no ar e a pressão de 
vapor saturado na mesma temperatura; 
𝐴𝑎 =
𝑈𝑅
100
 
𝐴𝑎 =
𝑃1
𝑃0
 
• P1 = pressão de vapor d’água da solução ( alimento) 
• Po = pressão de vapor do solvente puro ( água ). 
• Afeta diretamente a qualidade de armazenamento dos produtos; 
• Grãos de cereais – baixa umidade; 
• Frutas e vegetais – alta umidade em torno de 100%; 
 
 
 
UMIDADE 
• Umidade crítica – deterioração 
• Operações unitárias que reduzem a disponibilidade de água nos alimentos - 
evaporação, desidratação, cozimento, fritura, congelamento; 
• Teor de água - fator importante para controlar a taxa de deterioração; 
• Teor de umidade - não é suficiente para prever a estabilidade dos 
alimentos; 
• A condutividade térmica aumenta com o teor de umidade - A 
condutividade térmica de um material (k) é definida como uma medida de 
sua capacidade de conduzir calor. 
 
 
 
 
 
APLICAÇÃO 
• Cenouras em cubos, de tamanho de 1,5 cm e um teor de umidade de 
88% (base úmida), são secas em um secador de leite fluidizado até um 
teor de umidade crítico de 38% (base úmida). Durante o período de taxa 
constante, a água é removida a 7 x 10-4 kg m-2 s-1. Calcule o tempo levado 
para completar o período de taxa constante. Assuma que a densidade da 
cenoura fresca é de 840 kg m-3. 
REFERÊNCIAS 
• SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH, Fundamentos de Química Analítica, Tradução da 8ª Edição 
norte-americana, Editora Thomson, São Paulo-SP, 2006; 
• FELLOWS, P.J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e práticas. Trad. Florência 
Cladera Oliveira. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2006; 
• GAVA, Altanir Jaime; SILVA, Carlos Alberto Bento; FRIAS, Jenifer Ribeiro Gava. Tecnologia de 
alimentos: Princípios e aplicações. São Paulo: Nobel, 2008. 511 p; 
• GAVA, Altanir J. Princípios de tecnologia de alimentos. 7. ed.. São Paulo: Nobel, 2010; 
• Kirk L. Parkin, O. R. F., Srinivasan Damodaran. (2010). Química de alimentos de Fennema (4 Ed. ed.); 
• ESTEVES, Bruno Neves. Influência do processo de secagem por pulverização mecânica no 
tamanho de partícula e densidade aparente do café solúvel. 2006. 86 f. Dissertação 
(Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006; 
• Silva, E. de C. Microencapsulação de extrato de pequi rico em polifenóis e carotenóides: 
influência das variáveis do processo e do tipo de material de parede sobre a qualidade 
do produto em pó. 2013. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, 
Faculdade de Engenharia de Alimentos – Campinas, SP: [s.n.], 2013. 
 
 
 
 
OBRIGADA