Determinação da massa específica e coeficiente de dilatação volumétrica da polpa de acerola

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Alimentos

Autores

Souza, W.M. (IFRN/CA) ; Oliveria, R.G.M. (IFRN/CA) ; Melo, J.C.S. (IFRN/CA) ; Costa, C.H.C. (IFRN/CA) ; Badaró, A.D.S. (IFRN/CA)

Resumo

O conhecimento da massa específica do produto é importante para projetar e avaliar equipamentos. O objetivo deste trabalho foi determinar a massa específica e o coeficiente de dilatação volumétrica da polpa de acerola nas temperaturas de 10 a 40°C e na concentração de 8,2 °Brix. A massa específica da polpa de acerola foi determinada com o auxílio de picnômetros. Já a determinação do coeficiente de expansão térmica foi realizada através da relação entre densidade e temperatura. Os valores da massa específica da polpa de acerola diminuíram com o aumento da temperatura, variando de 1018,16 a 1004,66 kg.m- 3. O valor obtido para o coeficiente de dilatação volumétrica da polpa de acerola foi de 4,92x10-4ºC-1 e coeficiente de determinação igual a 0,95, sendo considerado um bom ajuste.

Palavras chaves

Densidade; dilatação térmica; acerola

Introdução

A acerola é um fruto tropical de grande valor econômico e nutricional, tem um bom rendimento de polpa, facilitando os vários produtos industriais (MERCALI et al., 2012). A acerola apresenta potencial para industrialização, sendo sua utilização na forma de compotas,geleias, enriquecimento de sucos e de alimentos dietéticos, barras nutritivas e iogurte (CARPENTIERI-PÍPOLO et al., 2002). No processamento das polpas de frutas ocorre a aplicação de processos térmicos que envolvam transferência de calor, como aquecimento, resfriamento e congelamento. O conhecimento das propriedades termofísicas, como massa específica, se torna fundamental para o dimensionamento dos equipamentos utilizados nos processos que envolvam transferência de calor, a fim de estimar o tempo de processamento e a quantidade de energia envolvida durante os processos térmicos (PEREIRA, 2013). Dessa forma, existe um grande interesse em conhecer a dependência da massa específica das polpas de frutas em relação aos parâmetros temperatura e concentração. A variação da massa específica em função da temperatura pode ser observada nos processos que envolva o seu resfriamento ou aquecimento. O coeficiente de expansão volumétrica proporciona uma medida dessa variação a pressão constante (INCROPERA e DEWITT, 2008). Logo, o objetivo deste trabalho foi determinar a massa específica e coeficiente de dilatação volumétrica da polpa de acerola em função da temperatura.

Material e métodos

As acerolas foram adquiridas no comércio da cidade de Caicó-RN. Posteriormente foram lavadas e higienizadas para a realização da extração da polpa, utilizando o multiprocessador. A massa específica da polpa de acerola foi determinada com o auxílio de picnômetros nas temperaturas de 10, 20, 30 e 40°C, na concentração de 8,2 °Brix. Todos os experimentos foram realizados em quadruplicatas e para o cálculo foi utilizado à média dos valores obtidos nos experimentos. Os picnômetros foram previamente calibrados com água destilada em cada temperatura do experimento e as temperaturas foram controladas através do banho termostato e por meio dos termômetros presentes nos próprios picnômetros. O cálculo da massa específica foi realizado através da Equação 1, que estabelece relação entre massa e volume. ρ = m/v (1) na qual, ρ - Massa específica do produto (kg.m-3); v – Volume do picnômetro (m3); m – Massa do produto (kg). Para a determinação do coeficiente de expansão térmica foi utilizada a equação 2, seguindo a mesma metodologia de CANCIAM (2012): In ρ0/ρ=β (T-T0) (2) Onde ρo e ρ correspondem, respectivamente, a massa específica da polpa na temperatura inicial To e a massa específica da polpa da temperatura final T. A partir destes dados é possível obter o coeficiente de expansão volumétrica determinado pela reta do gráfico de In (ρ0/ρ) versus (T-T0) (CANCIAM, 2010).

Resultado e discussão

Na Tabela 1 têm-se os valores da massa específica da polpa de acerola nas temperaturas de 10 a 40ºC. Observa-se que os valores da massa específica da polpa de acerola diminuíram com o aumento da temperatura, variando de 1018,16 a 1004,66 kg.m-3. BONOMO et al. (2009) estudando o comportamento da massa específica do suco de caju em função da temperatura (5 a 80 ºC) observaram diminuição da massa específica com o aumento da temperatura. Segundo MERCALI et al. (2011), a diminuição da densidade com a temperatura está relacionada ao fenômeno de expansão do volume, devido à energia fornecida ao sistema aumenta a velocidade de vibração das moléculas do fluido, aumentando a distância entre elas.Observa-se também na Tabela 1 o valor de 4,92x10-4 ºC-1 para o coeficiente de dilatação volumétrica da polpa de acerola e coeficiente de determinação igual a 0,95, sendo considerado um bom ajuste. CANCIAM (2014) estudando a dilatação volumétrica da polpa de amora preta que o coeficiente de expansão térmica variou de 4,189x10-4 ºC-1 (58,4 °Brix) a 5,189 x10-4 ºC-1 (9,4 °Brix), nas temperaturas de 10 a 70 ºC, com coeficiente de determinação igual a 0,9999. Já CANCIAM (2014), concluíram que o coeficiente de expansão térmica para suco de graviola variou de 1,96x10-4 a 2,26x10-4 ºC-1, para um intervalo de temperatura entre 5 e 65ºC e teor de sólidos totais entre 10 e 45ºBrix.

Conclusões

Pode-se constatar nesse trabalho que os valores da massa específica da polpa de acerola diminuíram com o aumento da temperatura, variando de 1018,16 a 1004,66 kg. m-3 , sendo coerente com o comportamento relatado para polpa de fruta na literatura. O valor do coeficiente de dilatação volumétrica da polpa de acerola foi de 4,92x10-4 ºC-1 e coeficiente de determinação igual a 0,95, sendo considerado um bom ajuste.

Agradecimentos

Ao IFRN/CA e à PROPI pelo incentivo ao desenvolvimento desse projeto.

Referências

BONOMO, R. C. F.; FONTAN, R. C. I.; SOUZA, T. S.; VELOSO, C. M.; REIS, M. F. T.;CASTRO, S. S. Thermophysical properties of cashew juice at different concentrations and temperatures. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, v.11, n.1, p.35-42, 2009.
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CANCIAM, C. A. Efeito da concentração na dilatação volumétrica do suco de amora-preta. Revista CIATEC-UPF, v. 6, n. 1, p. 26-36, 2014.
CANCIAM, C. A. Influência do teor de sólidos totais na estimativa do coeficiente de dilatação volumétrica do suco de graviola. Revista da Universidade Vale do Rio Verde, v. 12, n. 2, p. 37-45, 2014a.
CARPENTIERI-PÍPOLO, V.; PRETE, C. E. C.;GONZALEZ, M. G. N.; POPPER, I. O. Novas cultivares de acerola (Malpighia emarginata DC). Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal, v. 24, n. 1, p. 124-126, 2002.
INCROPERA, F. P.; DEWITT, D. P. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. Rio de Janeiro: LTC
Ltda., 2008. MERCALI, G. D.; SARKIS, J. R.; JAESCHKE, D. P.; TESSARO, I. C.; MARCZAK, L. D. F. Physical properties of acerola and blueberry pulps. Journal of Food Engineering, v.106, n.4 , p. 283–289, 2011.
PEREIRA, C. G. Propriedades termofísicas e comportamento reológico de polpa de acerola em diferentes concentrações e temperaturas. 2013, 135 f. Dissertação (mestrado em Ciência dos Alimentos), Universidade Federal de Lavras, Lavras.