Aula 10 FH -Secagem e desidratação

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AULA 
“Tecnologia de Frutas e hortaliças”
		
			Prof. Dr. Luciano Lucchetta
			e-mail: lucchetta@utfpr.edu.br
					
CAMPUS FRANCISCO BELTRÃO
Curso Superior de Tecnologia em Alimentos
CALOR
CONTROLE DA UMIDADE - SECAGEM
Desidratação ou secagem
	Remoção da água, ou de qualquer outro líquido, de um material sólido, na forma de vapor, para uma fase gasosa insaturada, através de um mecanismo de vaporização térmica, numa temperatura inferior à de ebulição.
Efeitos da retirada da água:
	Atividade de Água(Aw)
	Crescimento microbiano
	Reações enzimáticas
	Estabilidade
	Vida-de-prateleira
Fatores que influenciaram o desenvolvimento desta tecnologia
	
	Necessidade de branqueamento
	Aumento da estabilidade com SO2
	Diminuição da água aumenta estabilidade
	Utilização de branqueamento e congelamento para desidratação
Características buscadas:
	
	Diminuição da água em torno de 5%
	Sem problemas com a qualidade
	Fácil reidratação e manutenção das características originais
	Embalagem isentas de contaminações 
 
	“... paralisação do crescimento microbiano e da atividade enzimática pela diminuição da H2O livre”		
	“Um dos métodos mais antigos de conservação de alimentos, copiado da natureza e aperfeiçoado pelo homem” 		
Princípio
	Princípio:
Transferência de calor e massa
Tipos:
•Condução: energia é passada de partícula para partícula
•Convecção: transmissão de energia que se dá através de movimentação de massa fluidas
•Radiação: transmissão de calor através ondas eletromagnéticas (ondas de calor).
 
Curva de secagem
	Perda de água não é constante ao longo do processo
	Período de taxa constante – a água se movimenta no interior do alimento na mesma taxa em que é evaporada da superfície (taxa crítica).
	Período de taxa decrescente – taxa de movimento da água no interior é menor que a taxa de evaporação da superfície.
	Fruta seca ou passa - é o produto obtido pela perda parcial da água da fruta madura, inteira ou em pedaços, com 15 a 25% de umidade final.
	Fruta desidratada - é o produto obtido pela perda quase total da água da fruta madura, inteira ou em pedaços, com no máximo 3% de umidade final.
FRUTAS SECAS E DESIDRATADAS
	Cereais em geral, frutas - banana, figo, pêssego, hortaliças - tomate, cebola, alho.
	Além da conservação promove a  do volume total do produto.
Exemplo: 1000 kg fruta fresca = 200 kg de fruta seca	 $
Fonte: www.cemig.com.br
	Lavagem
	Seleção
	Preparo* - descascamento ou corte
	Sulfitação ou sulfuração
	Secagem
		Exposição direta ao sol
		Secagem com ar quente
	Desidratação (60-70ºC)
	Embalamento
	Armazenamento
Processamento de Frutas Secas
Ponto ideal para interromper a secagem
Pf =peso líquido final
Pi = peso líquido inicial
Ui=umidade inicial
Uf=umidade final desejada
Cuidados com a fruta seca
	Pf = Pi 	100-Ui
	100-Uf
Secagem natural
	A secagem natural ou sol é feita por exposição do alimento ao sol.
	Se bem conduzida produz um material bastante concentrado e de alta qualidade, porém para grandes quantidades destes alimentos, tal processo é inexeqüível pois, depende de muitos fatores que são incontroláveis e imprevisíveis.
Secagem artificial - desidratação
	Este processo é feito em equipamentos (secadores) onde as condições de desidratação podem ser controladas.
	Regulado pelas condições bióticas (regiões de clima seco, presença de ventos, boa irradiação solar)
	 custo 
	 tempo de processamento
	Problemas com pó, insetos, roedores
Secagem Natural
Fonte: www.embrapa.br:8080/aplic/cafenews.nsf/
Figura 11: Secagem natural do café. Governador Valadares/MG. Abril-2001
http://ciclovivo.com.br
Tratamento em duas etapas
	Tempo de processamento
Exposição ao sol até 50 – 70% de perda de UR
Secagem a sombra
1a etapa
2a etapa
Horas - hortaliças
Dias – frutos e grãos
camada dura
escurecimento
Teor de umidade inicial e final e tempo de secagem aproximado para algumas frutas
	Fruta	Ui (% b.u.)	Uf (% b.u.)	Tempo de secagem
	Abacaxi	86	20	16 horas
	Ameixa	--	16-19	--
	Banana	76	21	24 horas
	Maçã	86	18	4 horas
	Mamão	90	20	8 horas
	Uva	--	10-14	24-25 horas
A escolha do tipo de secador a ser utilizado deve ser orientada pela natureza do material a ser processado, pelo tipo de produto final a ser obtido, pelos aspectos econômicos e pelas condições operatórias.
Os secadores mais comuns são: tambor, de esteira, de túnel, de aspersão, de cabine.
Sendo os de cabine e os de túnel os mais utilizados para frutas inteiras ou em pedaços.
A desidratação apresenta maiores vantagens do que a secagem nos seguintes aspectos: controle do ambiente, menor área de serviço, condições sanitárias facilmente controláveis, rendimento maior e produto final de melhor qualidade.
FH Desidratadas
Métodos
	LIOFILIZAÇÃO
	“SPRAY DRYING” OU ATOMIZAÇÃO
	SECAGEM EM CILINDROS ROTATIVOS (“DRUM DRYING”)
	SECAGEM EM TÚNEL
Processamento de Frutas Desidratadas
Secagem Artificial - Desidratação
	Condições controladas de temperatura, umidade e circulação de ar.
	Ar ambiente, vapor superaquecido (secadores adiabáticos) vácuo ou pela aplicação direta do calor (transferência de calor por superfície).
PROCEDIMENTO – secadores adiabáticos
alimento
Ar quente seco (6x)
Ar quente úmido (x)
H2O evaporada
Velocidade = 90 a 300 m.min-1
Figura 11 - Secadores adiabáticos tipo cabine.
Figura - Secador adiabático tipo túnel.
Fonte: www.etmarkcorp.fr
Figura - Atomizador - Spray-drier - piloto laboratorial (UFRJ/1975)
Fonte: Gava (1989)
Figura - Esquema básico de funcionamento de um atomizador
Fonte: Gava (1989)
Figura - Secador de leito fluidizado (Fluid bed drying)
Fonte: www.carmanindustries.com/Fluidbed.html
Figura - Secador de leito fluidizado (Fluid bed drying) com atomizador acoplado
Figura - Secador de tambor (Drum dryer)
Fonte: www.armfield.co.uk/esp_ft32_datasheet.html
Liofilização - freeze drying
Também chamado de criosecagem
	
Alimento congelado
Alimento desidratado
H2O evaporada
H2O congelada
 pressão 
 temperatura
Figura - Liofilizadores (Freeze dryer)
Fonte: www.martinchrist.de/homeme.htm
	Preparo para desidratação
	Branqueamento ( 2 objetivos)
	Não necessário em alho, cebola, pimentão, etc.
	Métodos combinados ou teoria dos obstáculos
	Aplicações em frutas e hortaliças
	Concentração, pH, Aa, conservantes e embalagens. Polpas, purês e frutas em pedaços
FH Desidratadas
MODIFICAÇÕES INDESEJÁVEIS:
 - contração pronunciada dos produtos sólidos
 - migração dos sólidos solúveis para a superfície
 - desnaturação de proteínas
 - perda de compostos voláteis
 - formação de camadas duras	
	Menos drástico que secagem 
	Processo de evaporação (vapor), crioconcentração (gelo), membranas (líquido).
Secagem - retirada de até 90% de UR
Concentração - retirada de 1/3 a 2/3 da UR
Necessidade de tratamento complementar
CONCENTRAÇÃO
Potencialidades da tecnologia
	-Economia da embalagem, transporte e armazenamento dos alimentos.
	-Tratamento prévio de alimentos desidratados ( $ e  tempo de processamento).
 
	“A temperatura do vapor de aquecimento deve ser aumentada ou a temperatura do líquido a ser evaporado deve ser baixada”	 Gava (1989)
Princípio
Tipos de evaporadores - concentradores
Tachos abertos e a vácuo (simples e múltiplo efeito)
Evaporadores com trocadores de calor de tubos 
	- tubos longos: película (as/descendente)
Suco concentrado de laranja
Concentração de geléias e doces em massa
- tubos curtos
Concentração do caldo de cana
Evaporadores de película líquida agitada mecanicamente.
	- verticais, horizontais e centrífugos.
Sucos concentrados sensíveis ao processo térmico
Fonte: www.tortugan.com.br
Figura - Tacho aberto de aço inox para a fabricação de doces
Figura - Evaporador vertical a vácuo de tubo curto de simples efeito
Figura - Esquema de evaporadores de múltiplo efeito
Fonte: Gava (1989)
Figura - Concentrador a vácuo com plataforma de operação 
Figura - Conjunto evaporador concentrador a vácuo mult-tubularFonte: www.incalmaquinas.com.br/produtos.php
Figura - Evaporador TASTE - evaporador de tubo longo de película descendente (concentração de sucos cítricos-Cutrale S/A).
Fonte: www.fmcitalia.it/pages
Figura - Diagrama do arranjo das placas para uma passagem completa da alimentação de um evaporador de placas 
Fonte: Gava (1989)
Fonte: www.flavourtech.com/FT%20Technologies
Figura - Concentrador centrífugo (Centri-therm - Alfa Laval).
Figura - Mecanismo de funcionamento.
MODIFICAÇÕES INDESEJÁVEIS:
 - escurecimento e aparecimento de aroma e sabor queimado 
 - formação de cristais de açúcar (cristais de lactose em leite condensado)
 - desnaturação de proteínas
Controle de qualidade
Análises
	Químicas
	Físicas
	Organolépticas
	Microbiológicas.
Alterações indesejáveis
	Atividade microbiana
	Oxidação de lipídios
	Atividade enzimática
	Escurecimento não enzimático
	Degradação de pigmentos
	Oxidação de vitaminas
RECAPITULANDO OS CONCEITOS
BIBLIOGRAFIA
CAMARGO, R, et al. Tecnologia de produtos agropecuários, São Paulo: Nobel, 1984.
CRUESS, W. V. Produtos industriais de frutas e hortaliças. v. 2. 2 ed. Edgar Blücher, São Paulo, 1973.
EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos, São Paulo: Atheneu, 2005.
GAVA, J. A. Princípios de tecnologia de alimentos. 6. ed. São Paulo, Nobel, 1984. 284p.
SOLER, M.P., et al. Industrialização de frutas, Campinas: ITAL (Instituto de Tecnologia de Alimentos), 1991.