ANALISE DA CINÉTICA DE SECAGEM POR LEITO FIXO EM CAMADA FINA DA BANANA NANICA

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Alimentos

Autores

Conceição Batalha, K. (UFPA) ; de Sousa Nascimento, A. (UFPA) ; dos Santos Araújo, F. (UFPA) ; de Oliveira Gama, L.R. (UFPA) ; Brandão Santana, E. (UFPA)

Resumo

A demanda de consumidores que ensejam por produtos saudáveis e, que supram a necessidade nutricional vem crescendo a cada dia. E dentre estes produtos estão os vegetais desidratados, que por meio da aplicação de diversas tecnologias geram produtos com princípios ativos e seus componentes aromáticos em diversas formas, como em pó, flocos e pedaços. O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de secagem de banana nanica em rodelas com espessura de 0,5 cm nas temperaturas de 70 e 75 °C. Analisou-se os dados cinéticos realizando ajustes a modelos matemáticos da literatura por meio de análise de regressão, com auxílio do software Statistica 13.1. O modelo de Midilli et al. (2002) é o que melhor descreve o processo de secagem realizado.

Palavras chaves

Cinética; Modelagem; Secagem

Introdução

A banana (Musa ssp.) é uma fruta de grande importância para a segurança alimentar mundial devido ao seu potencial produtivo e propriedades nutritivas. A produção mundial de bananas em 2009 foi de 97,4 milhões de toneladas, colhidas em uma área de 4,9 milhões de hectares. O Brasil foi o quinto maior produtor, com cerca de sete milhões de toneladas (FAO, 2011). Além de ser o alimento básico para milhões de pessoas, as bananas têm um excelente valor nutricional, sendo um dos alimentos mais facilmente digeríveis e responsáveis pelo provimento de alimento adequado para crianças e idosos, bem como para pessoas que sofrem de doenças intestinais (SILVA NETO e GUIMARÃES, 2011). A alta perecibilidade do fruto maduro somada à falta de planejamento administrativo faz com que toneladas de bananas sejam desperdiçadas. Um estudo feito em Botucatu constatou que 39 toneladas da fruta foram perdidas em 2002 na cidade (Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP). Nesse sentido, é importante encontrar alternativas que minimizem essas perdas, como a secagem, que consiste basicamente na remoção de água do sólido. Essa técnica provoca a diminuição da atividade de água do produto, inibindo o desenvolvimento de microrganismos e retardando deteriorações de origem físico-química (CANO-CHAUCA et al. 2004). A obtenção da cinética de secagem é muito importante para a modelagem matemática da operação bem como a otimização do produto final, visando a qualidade dele (SILVA et al. 2009). Diante disso, este trabalho tem como objetivo estudar e modelar matematicamente a cinética de secagem da banana nanica madura em rodelas com 0,5 cm de espessura em secador de bandeja com circulação de ar forçado em duas temperaturas (70°C e 75°C).

Material e métodos

Os experimentos foram realizados no Laboratório de Caracterização de Partículas da UFPA, utilizando como matéria prima banana nanica adquirida em um mercado local. As bananas foram higienizadas, descascadas e fatiadas em rodelas de espessura 0,5 cm medidas com um paquímetro. As rodelas foram colocada em placas de Petri de vidro, previamente identificadas e pesadas, pesadas novamente e encaminhadas para leito fixo por condução às temperaturas de 70°C e 75°C. O acompanhamento da redução de umidade das amostras foi realizado por pesagem em intervalos de tempo pré-determinados em balança de precisão ±0,01 g por 300 minutos.Obteve-se os parâmetros dos modelos de redução de umidade utilizados mediante aplicação dos dados experimentais ao pacote de análise do programa Statistic 13.1. A utilização dos modelos Page Modificado, Midilliet al e Henderson e Pabis, presentes nas equações 1,2 e 3, respectivamente, possibilitou realizar a análise representação dos dados experimentais do processo de secagem. Como critério de seleção do modelo que melhor representa o processo de secagem da banana maçã, utilizou-se o coeficiente de determinação, normalidade e análise de resíduos. As curvas de secagem foram geradas através da conversão de dados referentes à perda de água no parâmetro adimensional razão de umidade (Xr). Para o cálculo dos valores da razão de umidade da banana nanica utilizou-se a equação 4, na qual Xr é a razão de umidade adimensional; X a umidade absoluta; Xo a umidade inicial e Xeq a umidade de equilíbrio. Xr = a.exp (-K. t)n (1) Xr = a.exp(-K.tn) + b.t (2) Xr = a.exp (-K. t) (3) Xr=(X-Xeq)/(Xo-Xeq ) (4)

Resultado e discussão

Apresentam-se, na figura 1, as curvas de razão de umidade para os experimentos realizados a 70°C e 75°C. Verifica-se que as curvas apresentaram comportamento similar, possivelmente devido à proximidade entre os valores de temperatura, ambos atingindo uma razão de umidade no equilíbrio de aproximadamente 10%, que para os dois experimentos iniciou-se a partir de 120 minutos. Assim, seria recomendável estudar o processo em intervalos maiores de temperatura para verificar qual seria mais economicamente viável. A tabela 2 contém os valores dos coeficientes de determinação e dos coeficientes das equações dos modelos Page modificado, Midili et al e Herdenson e Pabis para as temperaturas estudadas, estimados por regressão não linear através do Método de Quase- Newton utilizando o programa STATISTICA 7. A partir dela notou-se que o modelo matemático Midilli et al. apresentou o melhor valor de R^2. Além disso, analisando separadamente os gráficos residuais e o de normalidade para cada um dos modelos, o de Midili et al. proporcionou melhor comportamento. Semelhantemente, Santos et al. (2010), ao estudar a influência de diferentes pré-tratamentos na cinética de secagem de banana da variedade Terra, o modelo de Midilli e Kucuk(2012) foi o que melhor se adaptou aos dados observados.Além disso, J.D. Costa et al (2010) ao estudar a cinética de secagem de banana verde (Musa spp.) a 50°C e 70°C com as espessuras de 2mm a 4mm em uma estufa de circulação de ar, obteve melhor ajuste ao utilizar o modelo de Midilli. Por outro lado, o modelo exponencial foi o mais adequado para Borges et al. (2010) ao estudar a secagem de banana prata d´água por convecção em um mini secador de bandeja.

Parâmetros e coeficientes de determinação gerados por cada modelo a 70°C e 75°C.


Razão de Umidade adimensional (Xr) em função do tempo de secagem t, em minutos, a 70°C e 75°C para banana nanica em rodelas com 0,5 cm de espessura.

Conclusões

A partir dos modelos analisados, verificou-se que o de Midilli et al. foi o que melhor se adaptou para descrever o procedimento, devido ao maior valor apresentado para o coeficiente de determinação, além de um comportamento adequado para os gráficos de resíduos e de normalidade. Além disso, não houve distinção entre o tempo necessário para a matéria prima atingir o equilíbrio de secagem, aproximadamente 10% de razão de umidade, nas temperaturas estudas, recomendando-se assim que novos testes sejam feitos para incrementos maiores de temperatura.

Agradecimentos

Referências

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