46º CBQ - CARACTERÍSTICAS TERMODINÂMICAS DE FARINHAS MISTAS DE BAGAÇO DE JABUTICABA E ARROZ

ÁREA: IC-Iniciação Científica

TÍTULO: CARACTERÍSTICAS TERMODINÂMICAS DE FARINHAS MISTAS DE BAGAÇO DE JABUTICABA E ARROZ

AUTORES: MOURA, W.S. - UEG
ASCHERI, D.P.R. - UEG
SILVA, M.N. - UEG

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS

RESUMO: Calculou-se as propriedades termodinâmicas (entalpia diferencial, entalpia integral e entropia integral) utilizando farinha mista extrusada com alto teor de fibra, para compreender propriedades da água e da energia associada com o fenômeno de adsorção de água.O calor isostérico de adsorção (entalpia diferencial) foi determinado pelos dados obtidos das isotermas de adsorção, usando a equação de Clausius-Clayperon nas temperaturas entre 30 e 40ºC. As entalpias diminuem com o aumento da umidade de equilíbrio. Encontrou-se entropia integral aumentando com o conteúdo da umidade de equilíbrio, atingindo a entropia da água livre em aproximadamente 1,20kg/kg b.s. A entropia diferencial apresenta tendência exponencial com o conteúdo de umidade semelhante ao do comportamento da entalpia diferencial.

PALAVRAS CHAVES: extrusão, aproveitamento de subprodutos, propriedades físicas.

INTRODUÇÃO: A Jabuticabeira (Myrciaria jaboticaba Berg) é utilizada como: frutos, sucos e derivados como licores e análogos de vinho (MAGALHÃES, 1996). Possui alto teor de carboidratos, fibras, vitaminas, e carotenóides e, ainda, sais minerais como ferro, cálcio e fósforo (ASQUIERI, 2004). O teor de água livre é expresso pela atividade de água (aw) que é dada pela relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio sobre o alimento, e a pressão de vapor de água pura à mesma temperatura (MOHSENIN, 1986). O estudo da curva de adsorção fornece informações relevantes para adequação dos parâmetros de extrusão. As propriedades termodinâmicas determinam o ponto final que o alimento deve ser desidratado para conseguir um produto estável com índice de umidade otimizada e a quantidade mínima de energia útil para remover certa quantidade de água do alimento (AVIARA, 2002). As propriedades fornecem também uma introspecção na micro estrutura, associada com a relação entre o alimento e a água (RIZVI, 1995). As funções termodinâmicas são calculadas prontamente das isotermas de adsorção, que permitem a interpretação de resultados experimentais de acordo com a indicação da teoria (IGLESIAS, 1976).

MATERIAL E MÉTODOS: O bagaço de jabuticaba usado como fonte de fibra alimentar e o arroz (previamente secos) foram moídos para obter as farinhas cruas FBJ e FAP, respectivamente. Misturou-se as farinhas em proporção de 15:85 (FBJ:FAP) e submetidas à extrusão usando um extrusor Brabender modelo 20DN de parafuso único com taxa de compressão de 3:1 e de alimentação 5kg/h e com matriz de 3mm. As temperaturas nas zonas 1, 2 e 3 do canhão do extrusor foram 50, 100 e 120oC, respectivamente e a velocidade do parafuso foi de 100rpm. As curvas de isotermas de adsorção de água foram determinadas utilizando-se o método gravimétrico estático de acordo com o Projeto COST 90 com modificações (ASCHERI, et al., 2003). O calor isostérico foi calculado com base nas equações 1 e 2:
qst = -R[d(ln(aw)/d(1/T] x=cte (1)
Qst = qst + h(vaporização) (2)
A entropia diferencial (dS) foi obtida pela equação 3:
-ln(aw) = Qst/(R/T) - (dS/R) (3)
A entalpia integral foi calculada de acordo com a equação 4:
qeq = -R[d(ln(aw)/d(1/T)] p=cte (4)
A entropia integral é calculada pela equação 5:
dSeq = -qeq/T - R ln(aw) (5)

RESULTADOS E DISCUSSÃO: O valor do calor isostérico de adsorção, determinado utilizando as equações 1 e 2, com valores da amostra em equilíbrio, e resultados expressos no gráfico a, mostra que a quantidade de água livre na superfície da molécula faz a energia se aproximar da energia de vaporização. Os valores de Qst, que decrescem aproximando-se ao calor de vaporização, é um indicativo de que a interação molecular da água diminui com o tempo de adsorção (MASUZAWA, 1968). A entropia diferencial, determinada através da equação 3, está representada no gráfico b. Há uma dependência exponencial similar da entropia diferencial em relação à entalpia. A entalpia integral, calculada pela equação 4, e resultados expresso no gráfico c, diminui à medida que a quantidade de camadas de água livre vai aumentando. A interação molecular da água diminui. Resultados similares são mostrados em sorgo (RIZVI, 1983), maizena (TOLABA et al., 1997). A entropia integral, calculada pela equação 5, com resultados expressos no gráfico d, demonstram o aumento da energia de desordem molecular das camadas de água livre. IGLESIAS et al. (1976) atribui valores negativos da entropia a uma modificação estrutural na adsorção.

CONCLUSÕES: A relação exponencial adequa os resultados descritos a uma dependência do calor isostérico em relação ao equilíbrio de adsorção de água da molécula. A entalpia integral decresce à medida que aumenta o número de camadas adsorvidas pela amostra. Por outro lado, a entropia integral tende a aumentar até chegar a um limite onde a água encontra-se em um estado livre, fazendo com que o calor de vaporização seja igual à de calor isostérico. A entropia demonstra que tal processo torna-se irreversível, tendo em vista a quantidade de energia desperdiçada devido à desordem molecular.

AGRADECIMENTOS:Á Universidade Estadual de Goiás (UEG/GO), ao CTAA/EMBRAPA/RJ) e à Fazenda Jabuticabal (Nova Fátima/GO).

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