OLIVEIRA, A. H. S. Estudo de difusividade de hidrocarbonetos em catalisador mesoporoso aplicado a síntese de Fischer-Tropsch e avaliação de seu desempenho. 2014. 272 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T17:39:19Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_ahsoliveira.pdf: 19106442 bytes, checksum: 2353ffdf0d1c1b0e56b92e97c70bc6b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-03T14:33:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_ahsoliveira.pdf: 19106442 bytes, checksum: 2353ffdf0d1c1b0e56b92e97c70bc6b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T14:33:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_ahsoliveira.pdf: 19106442 bytes, checksum: 2353ffdf0d1c1b0e56b92e97c70bc6b9 (MD5) Previous issue date: 2014-04-16 / The main goal of the present research is to establish the most appropriate conditions for studying the diffusivity of n-paraffins in the presence of a typical catalyst for Fischer-Tropsch synthesis (FTS), by using the chromatographic method ZLC (zero length column) and evaluating the repeatability and reproducibility of this method. It also aims to verify the catalyst performance in a fixed bed reactor, at a pilot-scale, and observe the effect of diffusion in the selectivity of high molar mass hydrocarbons. At first, the catalyst characterization was done with emphasis on the microscopy studies and textural analysis with N2. Regarding the n-alkanes diffusivity (n-C7, n-C9, n-C12, n-C16), two ZLC equipments were used, one at the Federal University of Ceara (UFC) and the another one at the University of Edinburgh, with different particle size samples. This work has also evaluated the influence of temperature, the purge gas flow rate, the catalyst mass and sorbate concentration in the purge gas. The reaction step was done at a Fisher-Tropsch pilot-scale unit at 20 bar, with 210°C and 230°C in different space velocities. As a result, the catalyst was presented as mesoporous, with small microporosity, and with active phase (Co) well distributed. Concerning the effective diffusivity, the most appropriate particle diameter to be used at the ZLC column, among the tested diameters, is 214 µm (dust form), with 5 mg of catalyst. Comparing the studies that were held at the two universities, it was noticed a good repeatability, however, the reproducibility was not satisfactory. It was observed a strong influence of the Henry´s constant at the results of effective diffusivity, for different catalyst sizes; however, no significant changes at the effective diffusivity were noted due to temperature variation and sorbate concentration. Regarding the reaction, the results indicated a strong effect of temperature at the CO conversion and at the C5+ selectivity. The diffusive mechanism is strongly affected by the catalyst surface effects. Based on this result, the raise of methane selectivity by increasing H2/CO ratio can explained. As final result, the ZLC is found as a suitable method for surface diffusion estimation using typical Fischer-Tropsch catalyst. / O presente trabalho tem como principal objetivo investigar as condições mais adequadas para o estudo da difusividade de n-parafinas em um catalisador típico para a síntese de Fischer-Tropsch (SFT), utilizando o método cromatográfico ZLC (coluna de comprimento zero), e avaliando-se a repetitividade e a reprodutibilidade desta metodologia. Objetiva, ainda, verificar o desempenho do catalisador em um reator de leito fixo, em escala piloto, e observar o efeito da difusão na seletividade a hidrocarbonetos de alta massa molar. O catalisador foi caracterizado, com ênfase nos ensaios de microscopia e análise textural. Quanto à difusividade dos n-alcanos (n-C7, n-C9, n-C12, n-C16), foram utilizados dois sistemas ZLC, sendo um na Universidade Federal do Ceará (UFC) e o outro na Universidade de Edimburgo, empregando-se amostras de diferentes granulometrias (forma pó e pellet). Investigou-se, também, a influência da temperatura, da vazão do gás de purga, da massa de catalisador e da concentração do sorbato no gás de purga. Quanto à etapa reacional, esta ocorreu em uma unidade piloto para a SFT a 20 bar, nas temperaturas de 210 °C e 230 °C e em diferentes velocidades espaciais. O catalisador apresentou-se como mesoporoso, com um pouco de microporosidade, e com a fase ativa (Co) bem distribuída. Em relação à difusividade efetiva, o diâmetro de partícula mais adequado para o uso na coluna ZLC, dentre os testados, foi de 214 µm para o catalisador na forma pó, com 5 mg de amostra. Comparando-se os experimentos realizados nas duas universidades, percebeu-se uma boa repetitividade, porém a reprodutibilidade, não foi satisfatória. Observou-se ainda, a influência da constante de Henry nos resultados obtidos para difusividade efetiva, em diferentes tamanhos de catalisador, entretanto, não se perceberam mudanças significativas na difusividade efetiva em função da variação da temperatura e da concentração de sorbato no gás de purga. Em se tratando da reação, os resultados indicaram um forte efeito da temperatura na conversão de CO e na seletividade a C5+. O mecanismo difusivo é afetado pela difusividade de superfície, e, a partir deste resultado, pode-se justificar o aumento da seletividade a metano com o incremento da relação H2/CO. Com base nos resultados apresentados, o método ZLC mostrou-se adequado para o estudo da difusividade efetiva de n-parafinas em um catalisador convencional para a SFT.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6842_RESUMO MICHELLE.pdf: 8613 bytes, checksum: 34e7de60931b2d6c8539a47f6fae9298 (MD5) Previous issue date: 2013-08-21 / O yacon é um tubérculo de origem andina, e seu consumo tem se disseminado pelos demais países devido as suas características de alimento funcional. Os benefícios advindos do yacon são devido à presença dos FOS (frutooligossacarídeos), que são carboidratos não digeríveis pelo organismo humano, que atuam como fibra e são fermentados pelas bactérias intestinais, produzindo compostos benéficos à saúde. Devido ao alto teor de água, média de 90%, o yacon é suscetível a uma rápida degradação e a uma vida útil de aproximadamente sete dias. A secagem é uma alternativa para aumentar o período de consumo do yacon, além disso, a farinha de yacon pode ser utilizada como ingrediente em diversos produtos industrializados, entretanto, não há uma padronização desse processo para a produção da farinha de yacon em larga escala, o que dificulta a inserção desse produto na agroindústria. Para o estudo do processo de secagem do yacon e obtenção de farinhas que preservassem as características mais próximas as dos produtos in natura, foram utilizadas cinco temperaturas de secagem (40, 50, 60, 70 e 80º C). O modelo matemático que melhor se ajustou ao experimento foi o modelo de Page, e a partir disso, pode-se elaborar um modelo matemático generalizado que representasse a secagem do yacon. Estimou-se a difusividade efetiva do yacon nas diferentes temperaturas testadas através do modelo de difusão, além disso, a influência da temperatura de secagem sobre a difusividade efetiva foi avaliada ajustando-se o modelo de Arrhenius. A energia de ativação para a difusão líquida no processo de secagem do yacon foi de 22,088 kJ/mol. O yacon atingiu sua umidade de equilíbrio a 60º C próximo a 400 minutos, o que também foi observado nas temperaturas mais altas. O teor de fibra bruta das farinhas não variou com o aumento da temperatura de secagem, entretanto, o maior valor de açúcar redutor foi obtido a 80º C, enquanto que a 50º C encontrou-se o maior valor de açúcar não redutor. Isso pode ser devido a hidrólise dos FOS, consequência do efeito térmico. A farinha elaborada a 60º C possui baixa umidade, além de preservar suas características intrínsecas mais próximas as do produto in natura.

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T14:58:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VivancoPezantes_David_D.pdf: 5009400 bytes, checksum: 9209dcce381309e83df6dfa19aa69001 (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Miriam Dupas Hubinger, Alessandra Faria Baroni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tonon_RenataValeriano_M.pdf: 2352252 bytes, checksum: 8ce418cb4bdc4465381fc1b73064410d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo estudar a cinética de desidratação osmótica de metades de tomate (Lycopersicum esculentum M.) em soluções contendo sacarose e cloreto de sódio numa concentração total de 65% (p/p), variando-se a composição da solução, a temperatura de processo e os níveis de agitação utilizados, a fim de se obter diferentes números de Reynolds. O processo foi realizado em um tanque encamisado de aço inoxidável, conectado a um banho termostático, e a agitação da solução osmótica foi promovida por um agitador mecânico, sendo a velocidade de rotação da turbina medida por um tacômetro digital. Foram realizados 17 ensaios, de acordo com um planejamento experimental 23 completo. A cinética de transferência de massa da água e dos solutos foi modelada de acordo com uma equação empírica que considera uma dependência linear entre perda de água, ganho de sal e ganho de sacarose e a raiz quadrada do tempo, e permite o cálculo de um coeficiente global de transferência de massa (K). A atividade de água e a retenção de carotenóides nas amostras também foram determinadas. Os coeficientes globais de transferência de massa da água, do NaCl e da sacarose foram influenciados positivamente pela temperatura e pelo aumento do teor de sal na solução. A agitação teve influência significativa apenas sobre a perda de água, o que indica que neste caso, o mecanismo de transferência de massa não é governado apenas por um mecanismo interno, como parece ser o caso dos solutos. A proximidade do equilíbrio atingida em cada ensaio foi verificada através da relação entre as atividades de água da solução e das amostras e observou-se que as amostras processadas em soluções com maior quantidade de sal foram as que se apresentaram mais distantes do equilíbrio, após 6 horas de processo. Em relação à retenção de carotenóides, a desidratação osmótica parece não ter afetado a quantidade destes nutrientes nos produtos processados, podendo, assim, ser considerada um método eficiente, que permite a obtenção de produtos com menor teor de umidade e alto valor nutritivo / Abstract: The objective of this work was studying the osmotic dehydration kinetics of tomato¿s halves (Lycopersicum esculentum M.) in solutions with sucrose and sodium chloride in a total concentration of 65% (w/w), with varied solution composition, process temperature and agitation level, in order to obtaining different Reynolds numbers. The process was carried out in a jacketed stainless steel tank, connected to a thermostatic bath, and osmotic solution agitation was promoted by a mechanical stirrer, being the turbine rotation speed controlled by a digital tachometer. Seventeen tests were made, according to a 23 experimental design. Water and solutes mass transfer kinetics was modeled according to an empirical equation that considers a linear dependence between water loss, salt gain and sucrose gain on the square root of time, and allows calculating an overall mass transfer coefficient (K). Water activity and carotenoids retention in samples were also determined. Water, NaCl and sucrose overall mass transfer coefficients were positively influenced by temperature and by increasing solution salt content. Agitation had significant influence only on water loss, which indicates that in this case, the mass transfer mechanism is not governed only by an internal mechanism, as seems to be the case of solutes. Equilibrium proximity reached in each test was verified through the relationship between solution and samples water activities. The samples processed in solutions with higher salt content seemed to be more distant of equilibrium, after 6 hours of process. In respect to carotenoids retention, osmotic dehydration seems not to affect this nutrient content in processed products, and therefore, it can be considered an efficient method, which allows obtaining products with low moisture content and high nutritive value / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Fernanda Elizabeth Xidieh Murr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:46:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio_GraziellaColato_D.pdf: 42506769 bytes, checksum: 5f92bccd2127615161debdd246e72ec7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Theo Guenter Kieckbusch, Mariana Altenhofen da Silva, Mara Elga Medeiros Braga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bierhalz_AndreaCristianeKrause_D.pdf: 3476268 bytes, checksum: abb7f538beee2f7625671122ea9f53a4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Filmes ativos à base de alginato de sódio reticulados com íons cálcio e/ou bário e contendo natamicina como antimicrobiano foram confeccionados por um processo envolvendo duas etapas. Inicialmente, filmes com baixo grau de reticulação foram formados por casting (1º estágio). Após a secagem, estes pré-filmes foram submetidos a um segundo tratamento por imersão em soluções mais concentradas de agentes reticulantes, gerando quatro diferentes formulações (Ca-Ca, Ba-Ca, Ba-Ba e Ca-Ba, dependendo do íon utilizado no 1º e no 2º estágio de reticulação). Foram avaliadas as propriedades físico-químicas, a cinética de liberação da natamicina e o efeito antimicótico in vitro e em fatias de queijo Prato das diferentes formulações. O Ba2+ apresentou potencialidade para uso em filmes de alginato somente quando a reticulação era combinada com íons Ca2+. Os filmes Ca-Ca e Ba-Ca apresentaram características adequadas para aplicações como embalagem. Os filmes Ba-Ba tiveram um aspecto insatisfatório, alta solubilidade em água e alto intumescimento. O tempo de imersão na solução reticuladora influenciou as propriedades dos filmes Ca-Ba, que apresentaram maior permeabilidade ao vapor de água e ao oxigênio, maior opacidade e rugosidade, consequência de uma reticulação ineficiente da estrutura interna do filme. Três métodos de incorporação de natamicina foram avaliados: o método convencional, em que o antimicrobiano é adicionado diretamente à solução polimérica, a impregnação por imersão dos filmes em soluções contendo natamicina e a impregnação por solvente supercrítico. Filmes ativos confeccionados pelo método convencional apresentaram maior quantidade de natamicina, mas a formação de cristais na superfície afetou a sua transparência, rugosidade e resistência mecânica. O processamento com CO2 supercrítico (200 bar, 40°C) e etanol como cossolvente (10% molar) resultou em filmes Ca-Ca com alta transparência devido à micronização da natamicina, e com carga adequada de antimicrobiano, mas o processo é extremamente lento. Todos os filmes contendo natamicina apresentaram efeito antimicótico frente às espécies testadas, porém uma inibição menos intensa do crescimento fúngico foi observada para os filmes Ba-Ca. Em amostras de queijos Prato, os filmes Ca-Ca sem natamicina foram capazes de inibir o crescimento microbiano por 5 dias a 25°C. Filmes ativos impediram o crescimento por até 30 dias a 25°C. Ensaios de liberação da natamicina em água apresentaram bom ajuste ao modelo difusional da segunda Lei de Fick, com valores de difusividades na ordem de 10-11 cm2/s para os filmes impregnados pelo método convencional e de 10-10 cm2/s para os filmes processados com CO2 supercrítico. Um novo modelo baseado na solução matemática de difusão em dois meios compostos semi-infinitos foi desenvolvido e aplicado aos dados de liberação de natamicina em materiais semi-sólidos (géis de ágar e gelatina e fatias de queijo). Utilizando difusividades de natamicina nos filmes com a mesma atividade de água dos meios sólidos de liberação, o modelo foi adequado para estimar a difusividade nos géis e no queijo / Abstract: Alginate antimycotic films crosslinked with calcium and/or barium ions and containing natamycin as antimicrobial agent were prepared in a two step process. Initially, films with a low degree of reticulation were obtained by casting. After solvent evaporation, these pre-films were further crosslinked by immersion in a more concentrated Ca2+ or Ba2+ solution resulting in four different formulations (Ca-Ca, Ba-Ca, Ba-Ba e Ca-Ba, depending on the ion used in the 1st and 2nd stage). Physico-chemical properties, release behavior of natamycin and antimicrobial activity in vitro and on cheese slices of the different film formulations were monitored. Ba2+ ions were relevant as crosslinking agents only if combined with Ca2+ ions. Ca-Ca and Ba-Ca films presented appropriated features as packaging material. Ba-Ba films showed unsuitable attributes such as heterogeneities and high soluble matter in water and high swelling degree. The immersion time in the crosslinking solution affected the properties of Ca-Ba films. These films showed high opacity, surface roughness and water vapor and oxygen permeabilities due to inefficient bulk crosslinking. Three loading methods were tested: the conventional method, with natamycin added directly to the polymeric film forming solution, the absorption technique when prepared films are immersed in solutions containing natamycin and by supercritical CO2 impregnation. Active films manufactured by the conventional method showed higher loading capacities, but crystal deposits across the film affected their transparency, roughness and mechanical properties. The supercritical method (200 bar, 40°C) using ethanol as cosolvent (10% molar) resulted in Ca-Ca transparent films due to natamycin micronization, with suitable loading yields but the process is extremely time-consuming. All films containing natamycin exhibited antimycotic activity against the tested species and the smallest halo inhibition diameter was observed for Ba-Ca films. On cheese slices, Ca-Ca films without natamycin were able to inhibit the microbial growth for 5 days at 25°C, due to low O2 permeability. Active films inhibit the growth up to 30 days at 25°C. Data of natamycin release in water fitted well to Fick¿s diffusional model, with effective diffusivity values of the order of 10-12 cm2/s in conventional loaded films but 10-10 cm2/s for CO2 loaded films. Release tests in aqueous ethanolic solutions indicated a strong influence of the water activity on the diffusivities. A new release model based on the mathematical solution of the diffusion in two semi-infinite composite media was developed and applied to data of natamycin transferred to semi-solid material (agar and gelatine gels, and cheese slices). Using natamycin diffusivities in films with the same water activity of the solid release media, the model was able to estimate natamycin diffusivities in the gels and in cheese / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientadores: Theo Guenter Kieckbusch, Mariana Altenhofen da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campínas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_JulianaMiguel_M.pdf: 25278318 bytes, checksum: 2af6f4b99f503d19043c081e804f17b7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Alginatos são polissacarídeos compostos pela co-polimerização de unidades de beta-D-manuronato (M) e alfa-L-guluronato (G), arranjados em bloco homopoliméricos (poli-M ou poli-G) ou blocos em sequencia alternada, capazes de formar filmes resistentes quando reticulados com cálcio. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Alginates are linear copolymers of (1,4)-linked beta-D-mannuronate (M) and alfa-L-guluronate (G) units, arranged as homopolymeric blocks (poly-M and poly-G) and blocks with alternating sequence....Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:50:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrari_CristhianeCaroline_M.pdf: 1666755 bytes, checksum: fa3100a4126563ef9d7341d049583dba (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo estudar a cinética de desidratação osmótica de pedaços de melão em soluções de sacarose e maltose, avaliando-se parâmetros de textura e cor ao longo do processo. Cubos de melão da variedade Cucumis melo inodorus, cultivar Gold Mine, de 20 mm foram imersos em soluções hipertônicas de sacarose ou maltose nas concentrações de 40 a 60°Brix e o processo foi conduzido por 8 horas com temperatura controlada (30 ou 40°C) e agitação de 120 rpm. Perda de água e de peso, incorporação de sólidos na fruta, atividade de água, cor e textura foram analisadas ao longo do processo em função da temperatura de tratamento, tipo e concentração da solução. O ponto final de equilíbrio e os coeficientes de difusão para a água e os açúcares foram estimados através de um modelo empírico da literatura, baseado na equação de Fick, comparando-se os efeitos da sacarose e da maltose na transferência de massa durante o processo. Para todos os ensaios, a perda de água e de peso aumentaram significativamente com a elevação da temperatura e da concentração da solução desidratante, entretanto os ensaios com maltose promoveram uma maior taxa de saída de água da fruta e menor ganho de sólidos. As características de cor da fruta fresca permaneceram praticamente inalteradas pela desidratação osmótica, observando-se apenas uma intensificação da cor ocasionada pelo aumento dos valores do parâmetro b* e do croma C*, devido à concentração de pigmentos provocada pela perda de água ao longo do tempo. Em relação à textura, houve um aumento na natureza viscosa e perda de elasticidade durante o processo, por conseqüência da incorporação de sólidos, que causa uma plasticidade na estrutura, porém a maltose se mostrou mais efetiva na manutenção das características de textura da fruta fresca. Foram selecionadas as condições mais favoráveis para cada uma das respostas estudadas, com o intuito de se realizar uma análise sensorial, sendo que, especificamente para estes ensaios, o tempo de tratamento foi de duas horas, determinado a partir das cinéticas de perda de água, ganho de sólidos e textura. Os resultados da avaliação sensorial revelaram que a desidratação osmótica forneceu um produto com boa aceitação pelo consumidor. / Abstract: The objective of this work was to study the osmotic dehydration kinetics of melon pieces in two types of solution (sucrose and maltose), with simultaneous evaluation of texture and color parameters all along the process. Melon (Cucumis melo inodorus, cultivar Gold Mine) cubes of 20 mm were immersed in hypertonic solution of sucrose or maltose with different concentrations (40 to 60°Brix) and the process was carried out for eight hours under controlled temperature (30°C or 40°C) and agitation (120 rpm). Water and weight loss, solids gain, water activity, color and texture were analysed throughout the process as a function of temperature, osmotic agent and solution concentration. The final equilibrium point and the diffusion coefficients for water and sugar were estimated using an empiric model from literature based on Fick's unsteady law of diffusion in order to compare sucrose and maltose effects in mass transfer rates during the osmotic process. For all treatments, water removal and weight loss increased at a significant level for higher temperature and solution concentrations, but the greatest water loss rate and lowest sugar uptake was verified when using maltose solutions. The color fresh-like characteristics were practically kept by the osmotic dehydration, with a slightly color intensification due to an increase on the b* parameter and on chrome values, as a consequence of fruit pigments concentration, caused by water loss. For the texture, an increase of viscous nature of fruit and elasticity loss was observed, indicating that the sugar impregnation occurred along the process provoked a plasticity in fruit structure. Maltose showed to be more effective on fruit texture maintenance. The best conditions for each one of the response variables were selected and the final product was evaluated by a sensorial analysis. The treatment time for these tests was two hours, determined by water loss, solids gain and texture kinetics. Sensorial results revealed that osmotic dehydration provided a good product acceptance by the consumer / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores : Miriam Dupas Hubinger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_AnaPaula_D.pdf: 2517451 bytes, checksum: 12213bb2b29c901535a1ecec8d825de8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A proposta deste trabalho foi estudar o processo de desidratação osmótica de mangas em fatias, utilizando a tecnologia de desidratação osmótica a pulso de vácuo, que consiste em submeter o sistema solução-produto à pressão sub-atmosférica por um curto período, no início do processo. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial fracionário 25-1, onde estudaram-se os efeitos da concentração da solução osmótica, temperatura de processo, recirculação da solução, tempo e intensidade de aplicação de vácuo, na transferência de massa durante o processo de desidratação osmótica de fatias de manga. A temperatura, entre 20 a 40°C, e a concentração, entre 45 a 60°Brix, foram as variáveis que mais afetaram a transferência de massa. O tempo do pulso de vácuo aplicado (entre 5 e 15 minutos) influenciou o ganho de sólidos e a difusividade efetiva de água. A intensidade da recirculação da solução e o nível de pressão aplicado não foram estatisticamente significativos para todas as respostas estudadas e esses parâmetros foram fixados nas etapas subseqüentes do projeto. A partir dos resultados obtidos, um planejamento fatorial 23 completo foi realizado, considerando três fatores: concentração da solução osmótica (45 a 65°Brix), temperatura de processo (20 a 40°C) e tempo de pulso de vácuo (0 a 20 minutos). Para a obtenção da maior perda de água, menor ganho de sólidos e manutenção das propriedades reológicas, a melhor condição de processo encontrada para a desidratação osmótica de fatias de manga foi a utilização de solução osmótica na concentração de 60°Brix, temperatura de processo de 30°C, aplicação de 10 minutos de pulso de vácuo e tempo de processo de 120 minutos. O estudo da cinética do processo na condição otimizada, com e sem aplicação de vácuo, revelou que o pulso de vácuo provocou uma maior perda de água e ganho de sólidos e, conseqüentemente, a difusividade efetiva também foi superior em comparação ao processo tradicional. Com o uso do pulso de vácuo, as fatias de manga processadas apresentaram melhores resultados para a conservação do teor de carotenóides e preservação das propriedades mecânicas. As fatias de mangas frescas e osmoticamente desidratadas apresentaram uma boa aceitação pelo consumidor sendo que os melhores resultados também foram obtidos com o uso do vácuo. Em relação aos parâmetros de cor e à avaliação da microestrutura, não houve diferenças entre os processos com e sem aplicação de vácuo na desidratação osmótica / Abstract: The purpose of this work was to study the osmotic dehydration of mango slices using the pulsed vacuum osmotic dehydration technology, which consists on the application of a sub-atmospheric pressure to the solid-liquid system for a short period, at the beginning of the process. Initially, a 25-1 fractional factorial design was realized to evaluate the influence of osmotic solution concentration, process temperature, solution recirculation, vacuum application time and pressure on mass transfer during the mango slices osmotic dehydration process. The variables that most affected mass transfer were temperature (20 to 40°C) and solution concentration (45 to 60°Brix). The pulsed vacuum time application (5 to 15 minutes) was significant for solids gain and water effective diffusivity. Osmotic solution re-circulation and vacuum pressure showed no influence on mass transfer and consequently, these variables could be fixed at the most economically viable level for any further trials. From this results, a 23 factorial experimental design was used to design the tests for the pulsed vacuum osmotic dehydration of mango slices, considering three factors (independent variables): concentration (45-65°Brix), temperature (20-40°C) and vacuum pulse time (0-20 minutes). The best conditions aiming a greater water loss, lower solid gain and rheological properties maintenance in the mango slices was 120 minutes of process time, 30°C of process temperature, 60°Brix of osmotic solution concentration and 10 minutes of vacuum time. The study of process kinetics on the optimized condition, with and without vacuum application, reveled that the vacuum pulse provoked a greater water loss and solids gain and, consequently, the effective diffusivity was also greater, compared to the traditional osmotic process. The mango slices processed by pulsed vacuum osmotic dehydration showed better results for carotenoids retention and mechanical properties maintenance. The fresh and osmotically dehydrated mango slices showed a good sensory acceptance and the best results were also obtained with vacuum application. In respect to the color parameters and microstructure, no differences were observed between samples processed with and without vacuum application / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2358592 bytes, checksum: 583e833bcc50f8a34b24568a069f103d (MD5) Previous issue date: 2009-09-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to study and to model the drying process fresh and osmotically pretreated in sucrose solution watermelon (Citrullus lanatus S.). The osmotic dehydration process was studied through an experimental design, with independent variables as osmotic solution temperature (30 - 50oC) and concentration (40 - 60% w / w) and immersion time (90 - 240min), where the objective was to obtain a maximum water loss with a minimum solid gain. The convective drying was performed at various air drying temperatures (40 - 60oC). The best combination of variables obtained for the osmotic dehydration of watermelon pulp was: 300C, 60% w/w and 90 minutes. The highest drying rates were obtained for the pulp pre-treated osmotically when compared with the fresh one. The water effective diffusivities were in the order of 10-10m2/s, agreeing with the diffusivity of liquids. The empirical exponential model of two parameters fitted very well to the experimental data of both process. The Diffusional model fitted satisfactorily to the experimental data watermelon peels drying. The best drying conditions for the final products were 500C for the pulp pretreated osmotically and 600C for the fresh pulp and peels. Such products are considered source of protein and low lipid content foods, highlighting a significant amount of carotenoid (lycopene) to watermelon fresh pulp. / O presente trabalho teve a finalidade de estudar o processo de secagem da polpa de melancia (Citrullus lanatus S.) fresca e pré-tratada osmoticamente em solução de sacarose, bem como da casca in natura. O processo de desidratação osmótica foi estudado através de um delineamento experimental, tendo como variáveis independentes a temperatura (30 - 50oC) e concentração (40 - 60% p/p) da solução osmótica e o tempo de imersão (90 - 240min), onde o objetivo foi obter uma máxima perda de água com uma mínima incorporação de sólidos. A secagem convectiva foi realizada a várias temperaturas (40 - 60oC) do ar de secagem. A melhor combinação de variáveis obtida para a desidratação osmótica da polpa de melancia foi: 300C, 60% p/p e 90 minutos. As maiores taxas de secagem foram obtidas para a polpa pré-tratada osmoticamente quando comparada com a fresca, na maior temperatura de processo. As difusividades efetivas das amostras foram da ordem de 10-10m2/s, concordando com a difusividade de líquidos. O modelo empírico exponencial de dois parâmetros foi o que melhor predisse os dados obtidos a partir das secagens realizadas para a polpa de melancia fresca e pré-tratada osmoticamente, ao serem considerados os valores de difusividade efetiva, coeficiente de determinação e o desvio relativo médio. Enquanto que o modelo fundamental de Fick se ajustou melhor às cinéticas de secagem da casca de melancia. As melhores condições de secagem para os produtos finais foram de 500C para a polpa pré-tratada osmoticamente e 600C para a polpa e casca frescas. Tais produtos são considerados alimentos fonte de proteínas e de baixo teor de lipídeos, destacando um valor expressivo de carotenóides em licopeno para os produtos oriundos da polpa de melancia.