Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Apesar de sua importÃncia como grande produtor mundial, o Brasil tem participaÃÃo inexpressiva no mercado internacional de frutas. Parte da produÃÃo que nÃo atende aos critÃrios de qualidade mÃnimos para exportaÃÃo sÃo perdidos apÃs a colheita. Desta forma, estas frutas poderiam ser desidratadas para preservar parte da produÃÃo que nÃo à consumida ou exportada, aumentando desta forma a vida de comercializaÃÃo da fruta, reduzindo o peso para transporte e provendo maior renda ao produtor. A procura por alimentos de baixa caloria e adoÃantes nÃo calÃricos vem aumentando a cada dia. Os indivÃduos, que por diversas razÃes precisam substituir a sacarose por adoÃantes nÃo calÃricos, procuram por produtos que sejam dotados de gosto e caracterÃsticas prÃximas Ãs da sacarose, em virtude disso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do ultrassom e da desidrataÃÃo osmÃtica como prÃ-tratamento ao processo de secagem, bem como a otimizaÃÃo deste para a produÃÃo de abacaxi (Ananas comosus) desidratado com valor calÃrico reduzido. Quando o abacaxi, na proporÃÃo 3:1 de Ãgua para fruta (p/p), sofreu aÃÃo do ultrassom de ponteira (200W), em Ãgua destilada como meio lÃquido, por 5 minutos, observou-se os maiores valores para, perda de Ãgua, perda de sÃlidos e difusividade efetiva. Nessa condiÃÃo a difusividade do abacaxi pÃrola aumentou 2,8 vezes, quando comparado ao abacaxi sem prÃ-tratamento (in natura), levando a uma reduÃÃo de 49,66% do tempo necessÃrio para remover 90% da Ãgua inicial dessa fruta, reduzindo o tempo total da secagem. Com a otimizaÃÃo dos dados do processo (proporÃÃo Ãgua/fruta 3:1 (p/p), por 20 minutos sobre ultrassom) seguido de impreguinaÃÃo em soluÃÃo de estÃvia a 10%, foi possÃvel reduzir o valor energÃtico do abacaxi em 17,97%, mantendo as cores da fruta in natura apÃs processamento. O que torna a utilizaÃÃo do ultrassom uma eficiente tecnologia na reduÃÃo de tempo de processamento de frutas secas e na participaÃÃo deste no desenvolvimento de novos produtos. / Despite its importance as a major world producer, Brazil has a minimal share in the international market of fruit. Part of the production that does not meet minimum quality standards for export is lost after harvest. Thus, these fruits could be dried to preserve part of production that is not consumed or exported, thereby increasing the shelf life of fruit, reducing shipping weight and provide more income to the producer. The demand for low-calorie foods and non-caloric sweeteners is increasing every day. Individuals, who for many reasons need to replace sucrose with non-caloric sweeteners, look for products that are provided with taste and characteristics similar to those of sucrose, as a result, the present study was to evaluate the effects of osmotic dehydration and ultrasound as pretreatment to drying process and the optimization for the production of dehydrated pineapple (Ananas comosus) reduced calorie. When the pineapple in the proportion 3:1 to fruit water (w / w), has the action of the ultrasound probe (200w) in distilled water as liquid medium for 5 minutes, there was the highest value, loss of water, loss of sound and effective diffusivity. In this condition the diffusivity of pineapple increased 2.8 fold when compared to non-pretreated pineapple (fresh), leading to a reduction of 49.66% of the time required to remove 90% of the fruit of the initial water, reducing the total drying time. By optimizing the process data (ratio water / fruit 3:1 (w / w) for 20 minutes on ultrasound) followed by impreguinaÃÃo stevia solution 10% was possible to reduce the energy value of the pineapple 17.97 %, keeping the colors of fresh fruit after processing. What makes the use of ultrasound technology in an efficient reduction of processing time of dried fruit and participation in the development of new products. Thus, the sonication figure as an alternative technology for obtaining reducing the processing time of fresh fruits of dried fruit and participation in the development of new products.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-07Bitstream added on 2014-06-13T18:06:45Z : No. of bitstreams: 1 borin_i_me_sjrp.pdf: 342800 bytes, checksum: 1147f680ab77277198c9eb4e1a22188d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cinética de secagem osmo-convectiva de fatias de abóbora (Cucurbita moschata) tratadas em soluções concentradas de sacarose e sacarose/NaCl foi estudada. As condições de tratamento osmótico mais eficientes (50% sacarose; 47% sacarose - 3% NaCl, 40% sacarose e 37% sacarose - 3% NaCl; p/p) foram selecionadas com base na relação perda de água/ganho de solutos e no conteúdo de sal no produto final. Após a desidratação osmótica (DO), as fatias de abóboras foram submetidas à secagem a 60 e 70oC. A influência dos pré-tratamentos e da temperatura sobre a cinética de secagem foi estudada através dos coeficientes efetivos de difusão de umidade determinados segundo a Lei de Fick. Os maiores coeficientes foram obtidos a 70oC. O sal contribuiu para aumentar a perda de água durante a DO. No entanto, a difusividade da água, durante a secagem, não foi afetada significativamente por esse soluto, uma vez que, para a mesma temperatura, as diferenças entre os coeficientes determinados nas diversas amostras pré-tratadas foram pequenas. Coeficientes efetivos de difusão determinados nas amostras pré-tratadas e não tratadas também foram similares. Avaliando-se as características sensoriais das fatias submetidas à secagem a 70oC, pôde-se constatar que os prétratamentos melhoraram a cor e a aparência geral das mesmas, quando comparadas com as amostras sem tratamento. / Osmo-convective drying kinetics of sliced pumpkin (Cucurbita moschata) treated in sucrose and sucrose-NaCl solutions was studied. Efficient conditions for osmotic dehydration (50% sucrose, 47% sucrose - 3% NaCl, 40% sucrose and 37% sucrose - 3% NaCl, w/w) were selected based on the ratio water loss/ solute gain and on final salt content. After pre treatment, slices were dried at 60 and 70oC. The influence of the pre-treatments and the temperatures on airdrying kinetics of the pumpkins was studied. The effective water diffusion coefficients were determined according to Fick's second law applied to infinite slab. As expected higher coefficients were obtained at 70oC. The salt contributed to increase the water loss during osmotic dehydration. However, the water diffusivity during air-drying was not significantly affected by this solute, since the effective coefficients determined for the different pre-treated samples dried at the same temperature were very close. The effective diffusion coefficients determined in pre-treated and non-treated samples were also similar. Sensory evaluation of the samples dried at 70oC was carried out. The color and the general appearance of the dried pumpkin slices were improved by the previous osmotic dehydration treatments in comparison with non-treated samples.

Orientador: Maria Aparecida Mauro / Banca: Fábio Yamashita / Banca: Róger Darros Barbosa / Resumo: A cinética de secagem osmo-convectiva de fatias de abóbora (Cucurbita moschata) tratadas em soluções concentradas de sacarose e sacarose/NaCl foi estudada. As condições de tratamento osmótico mais eficientes (50% sacarose; 47% sacarose - 3% NaCl, 40% sacarose e 37% sacarose - 3% NaCl; p/p) foram selecionadas com base na relação perda de água/ganho de solutos e no conteúdo de sal no produto final. Após a desidratação osmótica (DO), as fatias de abóboras foram submetidas à secagem a 60 e 70oC. A influência dos pré-tratamentos e da temperatura sobre a cinética de secagem foi estudada através dos coeficientes efetivos de difusão de umidade determinados segundo a Lei de Fick. Os maiores coeficientes foram obtidos a 70oC. O sal contribuiu para aumentar a perda de água durante a DO. No entanto, a difusividade da água, durante a secagem, não foi afetada significativamente por esse soluto, uma vez que, para a mesma temperatura, as diferenças entre os coeficientes determinados nas diversas amostras pré-tratadas foram pequenas. Coeficientes efetivos de difusão determinados nas amostras pré-tratadas e não tratadas também foram similares. Avaliando-se as características sensoriais das fatias submetidas à secagem a 70oC, pôde-se constatar que os prétratamentos melhoraram a cor e a aparência geral das mesmas, quando comparadas com as amostras sem tratamento. / Abstract: Osmo-convective drying kinetics of sliced pumpkin (Cucurbita moschata) treated in sucrose and sucrose-NaCl solutions was studied. Efficient conditions for osmotic dehydration (50% sucrose, 47% sucrose - 3% NaCl, 40% sucrose and 37% sucrose - 3% NaCl, w/w) were selected based on the ratio water loss/ solute gain and on final salt content. After pre treatment, slices were dried at 60 and 70oC. The influence of the pre-treatments and the temperatures on airdrying kinetics of the pumpkins was studied. The effective water diffusion coefficients were determined according to Fick's second law applied to infinite slab. As expected higher coefficients were obtained at 70oC. The salt contributed to increase the water loss during osmotic dehydration. However, the water diffusivity during air-drying was not significantly affected by this solute, since the effective coefficients determined for the different pre-treated samples dried at the same temperature were very close. The effective diffusion coefficients determined in pre-treated and non-treated samples were also similar. Sensory evaluation of the samples dried at 70oC was carried out. The color and the general appearance of the dried pumpkin slices were improved by the previous osmotic dehydration treatments in comparison with non-treated samples. / Mestre

Unripe banana flour (UBF) production employs bananas not submitted to maturation process, is an interesting alternative to minimize the fruit loss reduction related to inappropriate handling or fast ripening. The UBF is considered as a functional ingredient improving glycemic and plasma insulin levels in blood, have also shown efficacy on the control of satiety, insulin resistance. The aim of this work was to study the drying process of unripe banana slabs (Musa cavendishii, Nanicão) developing a transient drying model through mathematical modeling with simultaneous moisture and heat transfer. The raw material characterization was performed and afterwards the drying process was conducted at 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, the product temperature was recorded using thermocouples, the air velocity inside the chamber was 4 m·s-1. With the experimental data was possible to validate the diffusion model based on the Fick\'s second law and Fourier. For this purpose, the sorption isotherms were measured and fitted to the GAB model estimating the equilibrium moisture content (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] at 60 ºC and 10 % of relative humidity (RH), the thermophysical properties (k, Cp, ?) were also measured to be used in the model. Five cases were contemplated: i) Constant thermophysical properties; ii) Variable properties; iii) Mass (hm), heat transfer (h) coefficient and effective diffusivity (De) estimation 134 W·m-2·K-1, 4.91x10-5 m-2·s-1 and 3.278?10-10 m·s-2 at 60 ºC, respectively; iv) Variable De, it presented a third order polynomial behavior as function of moisture content; v) The shrinkage had an effect on the mathematical model, especially in the 3 first hours of process, the thickness experienced a contraction of about (30.34 ± 1.29) % out of the initial thickness, finding two decreasing drying rate periods (DDR I and DDR II), 3.28x10-10 m·s-2 and 1.77x10-10 m·s-2, respectively. COMSOL Multiphysics simulations were possible to perform through the heat and mass transfer coefficient estimated by the mathematical modeling. / A farinha de banana verde (UBF) produzida de bananas não submetidas ao processo de maturação é uma alternativa interessante para minimizar as perdas dos frutos relacionadas ao manejo inadequado e a alta perecibilidade do produto. A UBF pode ser considerada um ingrediente funcional em formulações alimentícias, pois pode reduzir o índice glicêmico e o nível de insulina plasmática no sangue, demonstrando eficácia no controle da saciedade e da resistência à insulina. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de secagem de fatias de banana verde (Musa cavendishii, Nanicão) e desenvolver um modelo de secagem transiente através da modelagem matemática com transferência de massa e energia simultânea. Inicialmente, foi realizada a caraterização físico-química da matéria prima que foi submetida ao processo de secagem em escala piloto, a 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, com termopares inseridos no produto monitorando sua temperatura, a velocidade do ar de secagem foi de 4 mos-1. Com a cinética de secagem e a temperatura interna da fatia foi possível validar o modelo de difusão baseado na 2a Lei de Fick e Fourier. Para este propósito, foram medidas durante o processo: as isotermas de sorção ajustadas ao modelo do GAB permitindo estimar a umidade de equilíbrio (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] a 60 ºC e 10 % de umidade relativa (RH) e as propriedades físicas e termofísicas (k, Cp, ?) para serem inseridas no modelo. Consideraram-se cinco casos: i) Propriedades termofísicas constantes; ii) Variáveis; iii) Estimativa do coeficiente de transferência de massa (hm) de calor (h) e difusividade efetiva (De) parâmetros importantes que controlam a taxa de secagem, 134 Wom-2oK-1, 4.91x10-5 m-2os-1 e 3.278x10-10 mos-2 para uma temperatura de 60 ºC, respectivamente; iv) Estimativa do De como função do teor de umidade (M) apresentando um comportamento polinomial de terceira ordem; v) O encolhimento teve influência no modelo matemático, em especial nas primeiras três horas de secagem, a espessura da banana verde experimentou uma redução de (30.34 ± 1.29) %, encontrando dois períodos de taxa de secagem decrescentes (DDR I e DDR II), os De estimados para estes dois períodos foram 3.28x10-10 mos-2 e 1.77x10-10 mos-2, respectivamente. As simulações no COMSOL Multiphysics foram possíveis de serem realizadas através dos dados estimados pelo modelo matemático.

Unripe banana flour (UBF) production employs bananas not submitted to maturation process, is an interesting alternative to minimize the fruit loss reduction related to inappropriate handling or fast ripening. The UBF is considered as a functional ingredient improving glycemic and plasma insulin levels in blood, have also shown efficacy on the control of satiety, insulin resistance. The aim of this work was to study the drying process of unripe banana slabs (Musa cavendishii, Nanicão) developing a transient drying model through mathematical modeling with simultaneous moisture and heat transfer. The raw material characterization was performed and afterwards the drying process was conducted at 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, the product temperature was recorded using thermocouples, the air velocity inside the chamber was 4 m·s-1. With the experimental data was possible to validate the diffusion model based on the Fick\'s second law and Fourier. For this purpose, the sorption isotherms were measured and fitted to the GAB model estimating the equilibrium moisture content (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] at 60 ºC and 10 % of relative humidity (RH), the thermophysical properties (k, Cp, ?) were also measured to be used in the model. Five cases were contemplated: i) Constant thermophysical properties; ii) Variable properties; iii) Mass (hm), heat transfer (h) coefficient and effective diffusivity (De) estimation 134 W·m-2·K-1, 4.91x10-5 m-2·s-1 and 3.278?10-10 m·s-2 at 60 ºC, respectively; iv) Variable De, it presented a third order polynomial behavior as function of moisture content; v) The shrinkage had an effect on the mathematical model, especially in the 3 first hours of process, the thickness experienced a contraction of about (30.34 ± 1.29) % out of the initial thickness, finding two decreasing drying rate periods (DDR I and DDR II), 3.28x10-10 m·s-2 and 1.77x10-10 m·s-2, respectively. COMSOL Multiphysics simulations were possible to perform through the heat and mass transfer coefficient estimated by the mathematical modeling. / A farinha de banana verde (UBF) produzida de bananas não submetidas ao processo de maturação é uma alternativa interessante para minimizar as perdas dos frutos relacionadas ao manejo inadequado e a alta perecibilidade do produto. A UBF pode ser considerada um ingrediente funcional em formulações alimentícias, pois pode reduzir o índice glicêmico e o nível de insulina plasmática no sangue, demonstrando eficácia no controle da saciedade e da resistência à insulina. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de secagem de fatias de banana verde (Musa cavendishii, Nanicão) e desenvolver um modelo de secagem transiente através da modelagem matemática com transferência de massa e energia simultânea. Inicialmente, foi realizada a caraterização físico-química da matéria prima que foi submetida ao processo de secagem em escala piloto, a 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, com termopares inseridos no produto monitorando sua temperatura, a velocidade do ar de secagem foi de 4 mos-1. Com a cinética de secagem e a temperatura interna da fatia foi possível validar o modelo de difusão baseado na 2a Lei de Fick e Fourier. Para este propósito, foram medidas durante o processo: as isotermas de sorção ajustadas ao modelo do GAB permitindo estimar a umidade de equilíbrio (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] a 60 ºC e 10 % de umidade relativa (RH) e as propriedades físicas e termofísicas (k, Cp, ?) para serem inseridas no modelo. Consideraram-se cinco casos: i) Propriedades termofísicas constantes; ii) Variáveis; iii) Estimativa do coeficiente de transferência de massa (hm) de calor (h) e difusividade efetiva (De) parâmetros importantes que controlam a taxa de secagem, 134 Wom-2oK-1, 4.91x10-5 m-2os-1 e 3.278x10-10 mos-2 para uma temperatura de 60 ºC, respectivamente; iv) Estimativa do De como função do teor de umidade (M) apresentando um comportamento polinomial de terceira ordem; v) O encolhimento teve influência no modelo matemático, em especial nas primeiras três horas de secagem, a espessura da banana verde experimentou uma redução de (30.34 ± 1.29) %, encontrando dois períodos de taxa de secagem decrescentes (DDR I e DDR II), os De estimados para estes dois períodos foram 3.28x10-10 mos-2 e 1.77x10-10 mos-2, respectivamente. As simulações no COMSOL Multiphysics foram possíveis de serem realizadas através dos dados estimados pelo modelo matemático.

<p>Važnost istraživanja fizičkih osobina ogleda se u tome, &scaron;to su neke od tih osobina prvo &scaron;to<br />se uočava na su&scaron;enom voću. Druge fizičke osobine spoznaju se tokom konzumiranja. Osim<br />toga, fizičke osobine su i od značaja prilikom projektovanja opreme za preradu<br />poljoprivrednih proizvoda. Predmet istraživanja doktorske disertacije su promene fizičkih<br />osobina dunje tokom osmotskog i konvektivnog su&scaron;enja. Istraživane su promene sledećih<br />osobina: vlažnosti, zapremine, mehaničkih osobina i boje. Kao dodatak osnovnim merenjima<br />obavljene su hemijska i senzorska analiza finalnog proizvoda. Eksperiment osmotskog<br />su&scaron;enja obavljen je kao dvofaktorni. Faktori eksperimenta su temperatura i koncentracija<br />osmotskog rastvora. U eksperimentu je kori&scaron;ćena dunja sorte leskovačka. Ovu sortu odlikuje<br />prijatna aroma, oblik i dimenzije pogodne za su&scaron;enje.<br />Disperzionom analizom rezultata merenja fizičkih osobina tokom eksperimenta<br />osmotskog su&scaron;enja potvrđeno je da izabrani nivoi temperature i koncentracije osmotskog<br />rastvora utiču na promenu vlažnosti dunje tokom 180 minuta osmotskog su&scaron;enja. U slučaju<br />povećanja mase suve materije disperzionom analizom potvrđen je statistički značajan uticaj<br />koncentracije i interakcije koncentracije i temperature na promenu ispitivane veličine.<br />Najintenzivnije promene vlažnosti i povećanja suve materije izmerene su u prvih 20 minuta<br />osmotskog su&scaron;enja.<br />Promena oblika dunje u formi kocke, do kojih dolazi tokom osmotskog su&scaron;enja je<br />anizotropna. Razlog anizotropnog skupljanja tkiva može biti orijentacija vlakana i<br />nehomogena struktura materijala. Promena zapremine izražena je zapreminskim skupljanjem<br />SV. Izvedena je jednačina kojom je utvrđena zavisnost promene zapremine od količine<br />razmenjene materije tokom osmotskog su&scaron;enja. Najveća promena zapremine izmerena je pri<br />osmotskom su&scaron;enju pri najvi&scaron;im vrednostima temperature i koncentracije osmotskog<br />rastvora.<br />Mehaničke osobine dunje tokom osmotskog su&scaron;enja predstavljene su sa dva pokazatelja,<br />otporno&scaron;ću na razaranje i modulom elastičnosti. Otpornost na razaranje je u ovoj tezi<br />originalno predstavljena parametrom f. Ovaj parameter predstvalja relativnu promenu sile<br />razaranja tokom osmotskog su&scaron;enja. Disperzionom analizom utvrđen je uticaj temperature<br />osmotskog rastvora na mehaničke osobine dunje. Osmotski rastvor temeperature 60oC<br />izaziva omek&scaron;avanje tkiva dunje. Međutim, omek&scaron;avanje tkiva dunje pozitivno utiče na<br />čvrstoću krajnjeg proizvoda. Kao drugi pokazatelj mehaničkih osobina upotrebljen je modul<br />elastičnosti. Promene modula elastičnosti slične su promenama f parametra. Na osnovu<br />promena oba pokazatelja mogu se doneti isti zaključci o uticaju faktora eksperimenta na<br />mehaničke osobine tkiva dunje.<br />Tkivo dunje je izloženo vazduhu tokom konvektivnog su&scaron;enja intenzivno menja boju. U<br />eksperimentu je upotrebljen sumpordioksid kao za&scaron;tita od tamnjenja tkiva. Ukupna promena<br />boje najveća je na uzorcima dunje koji su su&scaron;eni rastvorom koncentracije 65oBx. Međutim,<br />tokom konvektivnog su&scaron;enja ističe se pozitivan uticaj ovog tretmana na promenu boje dunje.<br />Veća količina saharoze koja se zadržava na povr&scaron;ini uzoraka dunje predstavlja barijeru<br />između između materijala i vazduha i spračava tamnjenje tkiva.<br />Regresionom analizom rezultata merenja promene vlažnosti, zapremine i boje pronađeni<br />su empirijski modeli koji opisuju merene veličine tokom osmotskog su&scaron;enja. Jednačine<br />odabrane za modelovanje promene vlažnosti pro&scaron;irene su uticajnim faktorima u<br />bezdimenzionalnom obliku. Pro&scaron;irenjem matematičkih modela stiče se njihova univerzalnost<br />u opsegu istraživanih vrednosti temperature i koncentracije osmotskog rastvora. Primenjeni<br />modeli mogu se uspe&scaron;no koristiti za predviđanje svih merenih veličina. Uspe&scaron;nost modela<br />potvrđena je visokim vrednostima koeficijenta korelacije i niskim vrednostima srednje<br />procentualne gre&scaron;ke.<br />Senzorskim analizama obavljenim panelnim ispitivanjem, uzorci tretirani osmotskim<br />rastvorom ocenjeni su kao kvalitetniji od onih koji su samo konvektivno osu&scaron;eni.<br />Poređenjem rezultata kvantitativnih i kvalitativnih analiza može se zaključiti da osmotsko<br />su&scaron;enje kao predtretman konvektivnom su&scaron;enju pozitivno utiče na kvalitet su&scaron;ene dunje kao<br />finalnog proizvoda.<br />&nbsp;</p> / <p>The importance of researching physical properties lies in the fact that some of these<br />properties are what we first notice about dried fruit. Other physical properties are<br />experienced during consumption. Moreover, physical properties are also important when<br />designing equipment for processing agricultural products. The subject of the research in this<br />doctoral dissertation is changes in physical properties of quince during osmotic and<br />convective drying. The investigation included changes in the following properties: moisture,<br />volume, mechanical properties and colour. Apart from the basic measurements, the research<br />also included chemical and sensory analyses of the final product. The experiment of osmotic<br />drying was performed as a two-factor experiment, while factors were the temperature and the<br />concentration of osmotic solution. The variety of quince used in the experiment was<br />&ldquo;Leksovačka&rdquo;, which is a variety with a pleasant aroma, and the shape and dimensions<br />suitable for drying.<br />Dispersion analysis of the measured results in the experiment of osmotic drying showed<br />that the temperature and concentration of osmotic solution affect the changes in moisture of<br />quince during 180 minutes of osmotic drying. In the case of the increased mass of dry matter,<br />analysis of variance pointed to statistically significant effect of concentration and interaction<br />of concentration and temperature on the change in the examined size. The most intense<br />changes in moisture and increase of dry matter were measured in the first 20 minutes of<br />osmotic drying.<br />The change of the shape of quince into the shape of a cube, which occurs during osmotic<br />drying, is anisotropic. The reason of anisotropic shrinkage of tissue can be fibre orientation<br />and inhomogeneous structure of the material. The volume change is expressed in volumetric<br />shrinkage SV. The equation derived was used to determine the dependence of the change in<br />volume on the amount of the matter exchanged during osmotic drying. The greatest change<br />in volume was measured during osmotic drying at the highest values of temperature and the<br />highest values of concentration of osmotic solution.<br />Mechanical properties of quince during osmotic drying were represented by two<br />indicators: resistance to rupture and modulus of elasticity. Resistance to rupture in this thesis<br />was originally presented by the parameter f. This parameter represents a relative difference of<br />force of rupture. Dispersion analysis determined the effect of the temperature of osmotic<br />solution on mechanical properties of quince. The solution temperature of 60oC causes<br />softening of the quince tissue. However, softening of the tissue has positive effects on<br />firmness of the final product. The other indicator of mechanical properties was modulus of<br />elasticity. The changes in the modulus of elasticity are similar to the changes of the<br />parameter f. The changes in both indicators lead to the same conclusions about the impact of<br />the factors of the experiment on the mechanical properties of quince tissue.<br />Quince tissue exposed to air changes its colour intensely. In this experiment, sulphur<br />dioxide is used as protection against darkening of the tissue. The total colour change was the<br />greatest in the quince samples dried using a solution with the concentration of 65oBx.<br />However, during convective drying one can see the positive impact of this treatment on the<br />colour change in quince. A larger amount of saccharose which is retained on the surface of<br />the samples acts as a barrier between the material and the air, preventing darkening of the<br />tissue.<br />Regression analysis of the measured results of the changes in moisture, volume and<br />colour, generated empirical models that describe the measured values during osmotic drying.<br />The equations selected for modelling of moisture changes were extended to include<br />influential factors in dimensionless form. What is achieved by extending the mathematical<br />models is universality of the models in the range of the investigated values of temperature<br />and concentration of osmotic solution. The used models can be successfully applied for<br />prediction of all of the measured values. The successfulness of the model is confirmed by<br />high values of the correlation coefficient and low values of the mean percentage error.<br />Sensory analyses performed using panel testing showed that the samples treated with osmotic<br />solution were evaluated to be of higher quality than the samples that were only convectively<br />dried. By comparing the results of quantitative and qualitative analyses, it can be concluded<br />that osmotic drying, as a pre-treatment to convective drying, positively affects the quality of<br />dried quince as a final product.</p>

<p>Prikazana je procedura modelovanja prekidnog sušenja materijala sfernog oblika u tankom sloju, nakon čega je pokrenuta računarska simulacija procesa na osnovu predloženog modela. Zatim, odrađeno je eksperimantalno istraživanje, za šta su korišćeni svježe ubrani orasi u ljusci, bez komine. Nakon što je statistički potvrđena pouzdanost modela, on je iskorišćen kao baza formiranje modela za simulaciju sušenja u debelom sloju. Posle toga su urađeni eksperimenti i za druge materijale različitih osobina (krompir, bundeva i kestenje), da bi se izveli zaključci o mogućnosti energetske uštede u procesima konvektivnog sušenja u zavisnosti od fizičkih osobina materijala. Ovim istraživanjem pokazano je da su sa stanovišta uštede energije prekidni režimi konvektivnog sušenja preporučljiviji kod materijala koji imaju veću efektivnu difuzivnost.</p> / <p>This research shows the procedure of modeling the intermittent drying of sphereshaped<br />materials in a thin-layer, after which the computer simulation was done, based<br />on the proposed model. Тhe experimental investigation has been done, where the<br />fresh collected in-shell walnuts had served as the main drying material. As the model<br />reliability was experimentally confirmed, it was used as а basis for creating а model for<br />deep-bed drying simulation. Afterwards, the experimental investigation was done for<br />other materials as well (potato, pumpkin and chestnuts), in order to draw the<br />conclusions concerning the possibility of energy saving in convective drying processes,<br />as it depends on physical properties of a material. This research showed that, from the<br />perspective of energy saving, it is more advisable to use an intermittent regime if a<br />material has a higher effective diffusivity.</p>

<p style="text-align: justify">Doktorska disertacija &quot;Modelovanje mehanizma prenosa toplote pri konvektivnom su&scaron;enju i utvrđivanje numeričkih pokazatelja&quot; - sadrž i eksperimentalna i teorijska istraživanja vezana za metodu konvektivnog su&scaron;enja. Izvr&scaron;ena su istraživanja parametara sistema konvektivne pneumatske su&scaron;are u eksploatacionim uslovima proizvodnje. Na osnovu rezultata ispitivanja utvrđeni su: modeli kinetike su&scaron;enja, energetski bilansi, koeficijenti prenosa toplote, optimalni režim su&scaron;enja, modeli mehanizma prenosa toplote, numerički pokazatelji i izvr&scaron;ena njihova analiza.</p> / <p>PhD Thesis &quot;Modelling the mechanism for heat<br />transfer at the convective drying and establishing of<br />numerical readers&quot; - contains the experimental and<br />theoretical researches connected with the convective<br />drying method. The parameter researches of the<br />convective pneumatic dryer system in the<br />exploitation conditions in production, are done. On<br />the basis of the testing results are established: the<br />models of drying kinetics, energetic bilances, heat<br />transfer coefficients, optimal regime of drying, heat<br />transfer models mechanism, numerical readers and<br />there was also realized their analysis.</p>

Orientador: Florência Cecília Menegalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:52:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_JulianadeAlmeida_M.pdf: 23795201 bytes, checksum: bfbabbd676cb98b26b07e555c628e1a8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A carambola e fonte de importantes nutrientes como vitaminas, minerais e muitos fitoquimicos que exercem papeis importantes na saude humana. No entanto, o seu elevado conteudo de agua e a interferencia de agentes externos, como oxigenio e microorganismos, tornam esse produto perecivel e de facil deterioracao. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da formulacao de coberturas comestiveis aditivadas com antioxidantes, aplicadas previamente a secagem, que assegurem a manutencao das propriedades funcionais de carambola em fatias. Na primeira etapa deste trabalho, fatias de carambolas foram revestidas com coberturas de pectina (2% m/m) e acidos citrico (0,5% m/m) e ascorbico (0,5% m/m), com coberturas de alginato (1% m/m) e acidos citrico (0,5% m/m) e ascorbico (0,5% m/m), com coberturas de pectina (2% m/m) e suco de uva (26% m/m) e com coberturas de alginato (1% m/m) e suco de uva (26% m/m), e desidratadas em secador de ar convectivo nas temperaturas de 50, 60 e 70°C, a fim de verificar a influencia da aplicacao das coberturas sobre a cinetica de secagem e sobre o encolhimento das amostras. Na segunda etapa do trabalho, as amostras foram novamente revestidas, secas e entao armazenadas por 21 dias, com temperatura controlada de 35°C, para avaliar suas caracteristicas nutricionais e fisicas. Verificou-se que a aplicacao das coberturas nao influenciou na cinetica de secagem. A manutencao da forca maxima de ruptura foi mais eficaz nas amostras revestidas, e a retencao da cor foi mais eficiente nas amostras cobertas com pectina e acidos. Em relacao as propriedades nutricionais, a aplicacao das coberturas de pectina auxiliou na retencao de carotenoides, vitamina C e polifenois / Abstract: The star fruit is a source of important nutrients such as vitamins, minerals and phytochemicals that play many important roles in human health. However, its high water content and the interference of external agents, such as oxygen and microorganisms, make this perishable product and easy to damage. The aim of this work was to study the effect of the formulation of biodegradable coatings added with antioxidants, applied prior to drying to ensure the maintenance of functional properties of star fruit slices. In the first stage of this work, star fruit slices were coated with pectin (2% w / w) and citric acid (0.5% w/w) and ascorbic (0.5% w / w) with coat of alginate (1% w / w) and citric acid (0.5% w / w) and ascorbic (0.5% w/ w) with coat of pectin (2% w / w) and grape juice (26%, w / w) and coated with alginate (1% w / w) and grape juice (26% w / w) and were dried in an air convective dryer at temperatures of 50, 60 and 70 ° C to verify the influence the application of the coating on the kinetics of drying and the shrinkage of the samples. In the second stage of this work, the samples were again coated, dried and then stored for 21 days, at temperatures of 35°C, to evaluate their nutritional and physical characteristics. It was found that the application of the coating did not influence the drying kinetics. The maintaining of the maximum tensile was more effective in samples coated and the color retention was more efficient in samples coated with pectin and acid. In relation to nutritional properties, the application of the coatings of pectin help in the retention of carotenoids, vitamin C and polyphenols / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monnerat_SandraMourao_D.pdf: 2359962 bytes, checksum: 3df7969a948ecae9b1a169de42e7087a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: No presente trabalho investigou-se a desidratação osmótica de maçãs (variedade Fuji), seguida ou não de secagem convectiva com ar quente. Foram determinados perfis de concentração de água e soluto(s) em amostras de maçãs cortadas ao meio e desidratadas osmoticamente em soluções aquosas binárias (30% e 50% de sacarose, p/p) e solução ternária (50% de sacarose e 10% de cloreto de sódio, m/m), sob agitação vigorosa e temperatura constante (27°C). As amostras imersas na solução osmótica durante 2, 4 e 8 h foram fatiadas a partir da superfície plana exposta. A densidade e os teores de água, açúcares totais e redutores e cloreto de sódio foram determinados em cada fatia. O modelo matemático que descreve o transporte de cada espécie estudada (água, sacarose e cloreto de sódio) se baseia na equação de continuidade e na Lei de Fick e considera o encolhimento do tecido. O modelo foi ajustado aos dados experimentais, através do método implícito de diferenças finitas de Crank-Nicolson para determinar os coeficientes efetivos de difusão como uma função da concentração, utilizando coordenadas materiais e integrando simultaneamente as equações diferenciais de cada componente (água e sacarose ou água, sacarose e cloreto de sódio). Imagens de microscopia ótica de tecidos tratados osmoticamente, previamente pigmentados com o corante vital vermelho neutro, foram obtidas variando-se a concentração das soluções e o tempo de exposição. Os registros fotográficos retratam alterações da estrutura celular, que variam de acordo com a intensidade do processo de desidratação. A secagem convectiva com ar quente foi realizada em amostras de maçãs cortadas ao meio, frescas e previamente tratadas em solução aquosa de sacarose a 50% p/p durante 4 horas (27°C). Os perfis de umidade foram determinados a partir da superfície, após a exposição da face plana das metades das maçãs ao fluxo de ar quente (60°C ) durante 3, 6, 10 e 24 horas de secagem. O modelo matemático que descreve o transporte da água se baseia nas equações de continuidade e na Lei de Fick e considera o encolhimento do tecido e a concentração inicial não homogênea para o tecido previamente tratado. De maneira similar à desidratação osmótica, a difusividade de água na secagem também foi determinada em função da concentração, utilizando-se o método implícito de diferenças finitas de Crank-Nicolson e coordenadas materiais. Obtevese um bom ajuste dos modelos matemáticos aos dados experimentais de desidratação osmótica e de secagem. A ordem de magnitude dos coeficientes obtidos para a desidratação osmótica foi uma ou duas vezes menor que de coeficientes de difusão binários de soluções puras de sacarose e de cloreto de sódio. No caso da secagem, o comportamento da difusividade mostrou dependência significativa com a concentração de água. O tecido fresco apresentou coeficientes superiores aos do tecido pré-tratado osmoticamente além de funcionalidades distintas para diferentes tempos de secagem (inferior e superior a 6 horas). O tecido tratado apresentou um comportamento mais estável da difusividade da água no material e foi descrito por uma única função. Este fato está relacionado com as mudanças estruturais ocorridas durante a secagem, mais severas para o tecido fresco em relação ao tecido tratado / Abstract: In this study it was investigated the osmotic dehydration of apples (Fuji variety) followed or not by convective drying with hot air. Concentration profiles were determined for water and solute(s) in samples of apples cut in half and osmotically dehydrated in binary aqueous solutions (30% and 50% sucrose, w/w) and ternary solution (50% sucrose and 10% sodium chloride, w/w) under vigorous stirring and constant temperature (27°C). The samples immersed in the osmotic solution for 2, 4 and 8 h were sliced from the exposed flat surface. The density and water, total and reducing sugars and sodium chloride contents were determined in each slice. The mathematical model that describes the transport of each species studied (water, sucrose and sodium chloride) is based on the continuity equation and on the of Fick's diffusion law and considers the tissue shrinkage. The model was fitted to experimental data through the finite difference implicit method of Crank-Nicolson, to determine the effective diffusion coefficients as a function of concentration, using material coordinates and integrating simultaneously the differential equations of each component (water and sucrose or water, sucrose and sodium chloride). Light microscopy images of osmotically processed tissues previously pigmented with the vital dye neutral red, were obtained, varying the concentration of solutions and time of exposure. The photographic records show changes in cellular structure, which vary with the intensity of the dehydration process. The convective air drying was carried out on samples of apples cut in half, fresh and treated in aqueous solution of sucrose to 50% w/w for 4 hours (27°C). The moisture profiles were determined from the surface, after exposure of the flat face of half of the apples to the flow of hot air (60 ° C) during 3, 6, 10 and 24 hours of drying. The mathematical model that describes the water transport is based on the continuity equation, the Fick's diffusion law, the tissue shrinkage and the nonhomogeneous initial concentration of the previously treated tissue. Similarly to the osmotic dehydration, the water diffusivity in drying was also determined in terms of concentration, using the finite difference implicit method of Crank-Nicolson and coordinated materials. It was possible to obtained a good fit of mathematical models to experimental data of osmotic dehydration and drying. The order of magnitude of the coefficients obtained for the osmotic dehydration was one or two times lower than diffusion coefficients of pure binary solutions of sucrose and sodium chloride. For drying, the behavior of diffusivity showed significant dependence with the concentration of water. The fresh tissue showed coefficients greater than the osmotically pre-treated tissue than it needs distinct functions for different times of drying (and less than 6 hours). The treated tissue showed a more stable behavior of the water diffusivity in the material and was described by a single function. This fact is related to the structural changes during drying, more severe for the fresh tissue than for the treated tissue / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos