The study on dehydration of frozen saskatoon berries and the need for dried fruits has been strategically identified in the prairies. Our motivation was to find a suitable method for dehydration in order to extend saskatoon berry shelf life for preservation. Microwave, convection and microwave-convection combination drying processes were identified to finish-dry saskatoon berries after osmotic dehydration using sucrose and high fructose corn syrup (HFCS) sugar solutions. Osmotic dehydration removes moisture in small quantities and also introduces solutes into the fruit that acts as a preservative and also reduces the total drying time. <p>Due to the very short harvesting season of saskatoon berries, an accelerated process like microwave combination drying can bring down the moisture to safe storage level, immediately after harvest. Untreated and osmotically dehydrated berries were subjected to convection (control), microwave and microwave-convection combination drying conditions at different product drying temperatures (60, 70 and 80C) until final moisture content was 25% dry basis. A laboratory-scale microwave combination dryer was developed, built with temperature and moisture loss data acquisition systems using LabView 6i software. Thin-layer cross flow dryer was used for convection-only drying and for comparison. <p>Drying kinetics of the drying processes were studied and curve fitting with five empirical equations including Page equation, was carried to determine drying constant, R2 and standard error values. The microwave-combination drying method proved to be the best for drying saskatoon berries. Dehydrated product quality analysis by means of color changes, rehydration ratio measurements and observed structural changes with scanning electron microscope technique were the factors in drying method selection for saskatoon berries.<p> This research was instrumental in the modification and development of a novel drying system for high-moisture agricultural materials. Microwave-convection combination drying at 70oC, yields good results with higher drying rates and better end-product quality.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-06Bitstream added on 2014-06-13T19:52:28Z : No. of bitstreams: 1 garcia_cc_dr_sjrp.pdf: 2113284 bytes, checksum: a4643600e0920a3ad6487f475437561a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com o intuito de agregar valor a frutas nacionais desidratadas, os efeitos de pré-tratamentos sobre a secagem de mamão Formosa foram avaliados. Para tanto, foram utilizados previamente à secagem convectiva o branqueamento, a desidratação osmótica (DO) e a aplicação de coberturas comestíveis na superfície das frutas frescas e osmoticamente desidratadas. Com base em um planejamento fatorial, verificou-se que a DO das fatias de mamão frescas e branqueadas em solução de sacarose a 50% p/p adicionadas de 1% p/p de lactato de cálcio e 0,1 M de ácido lático por 120 min e 105 min, respectivamente, foram as condições que ocasionaram redução na atividade de água das amostras e pequenas variações em sua cor. A cinética de DO das frutas frescas e branqueadas mostrou que o branqueamento resultou em maiores coeficientes de difusão da água e dos solutos. Melhores ajustes para as difusividades das fatias de fruta foram verificados considerando-as como placas infinitas. Os resultados evidenciaram grande atividade de invertase no mamão, o qual se apresentou como uma fonte potencial para a extração da referida enzima. As isotermas de sorção de fatias frescas, branqueadas e desidratadas osmoticamente de mamão Formosa mostraram que mais energia foi necessária para a remoção da água das amostras osmoticamente tratadas e que a dessorção das frutas branqueadas exigiu menor quantidade de energia. O branqueamento danificou a estrutura celular dos mamões resultando em maiores coeficientes de difusão da água que as frutas frescas durante a secagem. A desidratação osmótica dos mamões e a cobertura aplicada na superfície das frutas também resultaram em maiores coeficientes de difusão da água em relação às amostras frescas. A cobertura exerceu efeito protetor... / Aiming to add value to national dehydrated fruits, the effects of pre-treatments on convective drying of papaya of Formosa cultivar were investigated. Blanching, osmotic dehydration (OD) and edible coating application at the surface of fresh and osmotically dehydrated fruits were evaluated. Based on a factorial design, it was verified that OD of fresh and blanched papayas sucrose solutions at 50% w/w added with 1% w/w of calcium lactate and 0,1 M of lactic acid for 120 and 105 min, respectively, were the conditions resulting in decreased water activity and small color changes. OD kinetics of fresh and blanched fruits showed that blanching resulted in higher water and solutes diffusion coefficients. The best adjustments for the fruit diffusivities were obtained considering them as infinite slabs. The results revealed the great invertase activity in papaya which presented as a potential source for the referred enzyme extraction. Sorption isotherms of fresh, blanched and osmo-treated papayas showed that more energy was necessary to remove water from osmotically dehydrated samples and the dessorption of blanched fruits needed lower quantity of energy. Blanching damaged the cellular structure of papaya resulting in higher moisture diffusivities than the fresh fruits during drying. Osmotic dehydration and the coating applied at the surface of the fruits also resulted in higher moisture diffusion coefficients in relation to the fresh samples. Coating presented a protective effect on carotenoids content of the samples when applied at fresh fruits surface. Retention of vitamin C of fresh coated fruits was higher than the non-coated fresh and blanched papayas. Osmotic treatment did not have a protective effect on nutritional compounds of papayas, resulting in dried fruits with reduced vitamin C content

Orientador: Maria Aparecida Mauro / Banca: Fábio Yamashita / Banca: Mieko Kimura / Resumo: Neste trabalho estudou-se a influência da aplicação de tratamentos osmóticos em maçã, cultivar Fuji, sobre a subseqüente secagem deste produto. Analisou-se qualitativamente a integridade das células em soluções aquosas com diferentes concentrações de sacarose e para diferentes tempos de exposição, utilizando-se técnicas de microscopia ótica, o que possibilitou constatar que, mesmo para altas concentrações de solução osmótica (até 50%, p/p) o tecido manteve boa parte de sua estrutura intacta. A cinética da desidratação osmótica de fatias de maçãs (4 mm) em soluções de 40, 50 e 60% de sacarose (p/p), a 27 °C, foi modelada. Posteriormente, fatias desidratadas nas mesmas soluções de sacarose, por um período de 2 horas, foram secadas com ar aquecido (50, 60, 70 e 80°C) até atingirem umidades próximas do equilíbrio. Na Desidratação Osmótica (DO), valores experimentais de concentração média de água e de sacarose foram ajustados a um modelo matemático que considera o fluxo global em um tecido que sofre encolhimento e coeficientes de difusão dependentes da concentração. O modelo integra simultaneamente duas equações diferenciais, para água e sacarose. Os coeficientes efetivos binários determinados para as duas espécies são muito inferiores a coeficientes para soluções puras, sendo que os coeficientes são maiores para a solução osmótica menos concentrada (40%). Os coeficientes de água mostram dependência não usual com a concentração. Perfis de concentração simulados indicam que a sacarose difunde profundamente no tecido quando a solução osmótica é mais diluída. Na secagem, os valores experimentais de concentração média de água foram ajustados a um modelo matemático, que considera o encolhimento e o perfil de umidade inicial desenvolvido na DO, além do coeficiente de difusão dependente da concentração...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the effect of the osmotic treatments on the subsequent drying of apple Fuji was studied. The integrity of the cells after different times of exposition in various sucrose solution concentrations was analyzed qualitatively, using light microscopy. Even for high concentrations (up to 50%, w/w), part of the cell structure remained intact. The kinetic of the osmotic dehydration of apple slices (4mm) in solutions of 40, 50 and 60% of sucrose, 27°C, was determined. Slices dehydrated for 2 hours were air-dried (50, 60, 70 and 80°C) until moisture content equilibrium. In the Osmotic Dehydration (OD), experimental data of water and sucrose average concentration were adjusted to a mathematical model that take into account the bulk flow in a shrinking tissue and diffusion coefficients with concentration dependence. The model integrates two differentials equations simultaneously, for water and sucrose. Binary effective coefficient for the water and sucrose are lower than the coefficients for pure solutions. The highest values were the ones determined for the 40% osmotic solution. The water coefficients show unusual dependence with the solution concentration. Concentration profiles indicate that for more diluted osmotic solutions, the sucrose reaches deeper layers of the tissue. In the drying, the experimental values of average water concentration were adjusted to a mathematical model, that considers shrinking, initial moisture content profile from OD and diffusion coefficients with dependence concentration. Treated tissues presented lower diffusion effective coefficients when compared to fresh tissue. In addition, the concentration dependence of the coefficients was inverse to fresh sample. A final analyses of the effect of the osmotic pre-treatment on the drying kinetics and on the quality of final products leads to the following conclusion: the greater the sucrose intake, the lower the drying efficiency and the higher the product porosity. / Mestre

Resumo: Com o intuito de agregar valor a frutas nacionais desidratadas, os efeitos de pré-tratamentos sobre a secagem de mamão Formosa foram avaliados. Para tanto, foram utilizados previamente à secagem convectiva o branqueamento, a desidratação osmótica (DO) e a aplicação de coberturas comestíveis na superfície das frutas frescas e osmoticamente desidratadas. Com base em um planejamento fatorial, verificou-se que a DO das fatias de mamão frescas e branqueadas em solução de sacarose a 50% p/p adicionadas de 1% p/p de lactato de cálcio e 0,1 M de ácido lático por 120 min e 105 min, respectivamente, foram as condições que ocasionaram redução na atividade de água das amostras e pequenas variações em sua cor. A cinética de DO das frutas frescas e branqueadas mostrou que o branqueamento resultou em maiores coeficientes de difusão da água e dos solutos. Melhores ajustes para as difusividades das fatias de fruta foram verificados considerando-as como placas infinitas. Os resultados evidenciaram grande atividade de invertase no mamão, o qual se apresentou como uma fonte potencial para a extração da referida enzima. As isotermas de sorção de fatias frescas, branqueadas e desidratadas osmoticamente de mamão Formosa mostraram que mais energia foi necessária para a remoção da água das amostras osmoticamente tratadas e que a dessorção das frutas branqueadas exigiu menor quantidade de energia. O branqueamento danificou a estrutura celular dos mamões resultando em maiores coeficientes de difusão da água que as frutas frescas durante a secagem. A desidratação osmótica dos mamões e a cobertura aplicada na superfície das frutas também resultaram em maiores coeficientes de difusão da água em relação às amostras frescas. A cobertura exerceu efeito protetor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Aiming to add value to national dehydrated fruits, the effects of pre-treatments on convective drying of papaya of Formosa cultivar were investigated. Blanching, osmotic dehydration (OD) and edible coating application at the surface of fresh and osmotically dehydrated fruits were evaluated. Based on a factorial design, it was verified that OD of fresh and blanched papayas sucrose solutions at 50% w/w added with 1% w/w of calcium lactate and 0,1 M of lactic acid for 120 and 105 min, respectively, were the conditions resulting in decreased water activity and small color changes. OD kinetics of fresh and blanched fruits showed that blanching resulted in higher water and solutes diffusion coefficients. The best adjustments for the fruit diffusivities were obtained considering them as infinite slabs. The results revealed the great invertase activity in papaya which presented as a potential source for the referred enzyme extraction. Sorption isotherms of fresh, blanched and osmo-treated papayas showed that more energy was necessary to remove water from osmotically dehydrated samples and the dessorption of blanched fruits needed lower quantity of energy. Blanching damaged the cellular structure of papaya resulting in higher moisture diffusivities than the fresh fruits during drying. Osmotic dehydration and the coating applied at the surface of the fruits also resulted in higher moisture diffusion coefficients in relation to the fresh samples. Coating presented a protective effect on carotenoids content of the samples when applied at fresh fruits surface. Retention of vitamin C of fresh coated fruits was higher than the non-coated fresh and blanched papayas. Osmotic treatment did not have a protective effect on nutritional compounds of papayas, resulting in dried fruits with reduced vitamin C content / Orientador: Maria Aparecida Mauro / Coorientador: Mieko Kimura / Banca: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: Roger Darros-Barbosa / Banca: Celso Costa Lopes / Banca: Joel Fernando Nicoleti / Doutor

nÃo hà / As frutas desidratadas ou frutas secas, como tambÃm sÃo conhecidas, sÃo utilizadas em diversas situaÃÃes e Ãpocas do ano. Na verdade, esses alimentos tÃo saborosos, sÃo tambÃm muito ricos nutricionalmente. Os mamÃes da variedade formosa sÃo especialmente apreciados pela qualidade de sua polpa e indicado para quem possui o estÃmago sensÃvel, por ser uma grande fonte de fibras ajuda no funcionamento do intestino. Desta forma o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da desidrataÃÃo osmÃtica assistida por ultrassom na qualidade do mamÃo formosa. As duas primeiras etapas da pesquisa consistiram em analisar parÃmetros de cor do mamÃo apÃs o processo de sonicaÃÃo e desidrataÃÃo osmÃtica utilizando agentes osmÃticos tais como: glicose, frutose e sacarose em diferentes temperaturas (60ÂC, 70ÂC e 80ÂC). Os resultados obtidos mostraram que as ondas ultrassÃnicas aliadas a agentes osmÃticos favoreceram a remoÃÃo de Ãgua da fruta e a perda de sÃlidos quando o aumento da concentraÃÃo osmÃtica e tempo de ultrassom foram elevados. As etapas seguintes tiveram como objetivo analisar a textura e a atividade das enzimas do fruto processado. Os resultados obtidos nestas etapas mostraram que o ultrassom promoveu a reduÃÃo da dureza e resistÃncia à compressibilidade do mamÃo tornando-o mais macio e mais fÃcil de mastigar e promoveu a inativaÃÃo das enzimas do mamÃo formosa. / The dried fruit or dried fruit, as they are also known, are used in different situations and seasons. In fact, these foods so tasty, are also very rich nutritionally. Papayas the beautiful variety is particularly appreciated for the quality of its pulp and indicated for those with sensitive stomach, because it is a great source of help fibers in bowel function. So the objective of this study was to evaluate the effect of ultrasound-assisted osmotic dehydration on the quality of Formosa papaya. The first two stages of the study consisted of evaluating color parameters after the sonication and osmotic dehydration using glucose, fructose and sucrose as osmotic agents at different temperatures (60ÂC, 70ÂC and 80ÂC). The results showed that ultrasonic waves coupled with osmotic agents like sucrose, fructose and glucose have favored removal of water and gain of solids when the osmotic concentration and time of ultrasound are high. The following steps aimed to analyze the texture and activity of enzymes of the processed fruit. The results obtained in these steps showed that ultrasound caused a reduction of hardness and compressibility of papaya making it softer and easier to chew and promoted the inactivation of papaya enzymes.

A cenoura (Daucus carota L.) està entre os vegetais mais consumidos e cultivados do mundo. Isso se deve principalmente ao seu elevado teor de &#946;-caroteno, precursor da vitamina A, que faz a cenoura ser considerada a melhor fonte vegetal dessa vitamina. A cenoura in natura tem por volta de 90% de umidade e este alto teor a torna um produto com vida de prateleira reduzida. Uma alternativa para reduzir as perdas dos vegetais à a secagem, um mÃtodo de preservaÃÃo que possibilita uma extensÃo da vida de prateleira pela reduÃÃo do conteÃdo de Ãgua do produto, alÃm de diminuir os custos com o armazenamento e transporte. Aliados a secagem, a desidrataÃÃo osmÃtica e o ultrassom utilizados como prÃ-tratamentos minimiza as perdas na qualidade, pois remove Ãgua do produto, e o tempo de exposiÃÃo e temperatura de secagem sÃo reduzidos. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do ultrassom e da desidrataÃÃo osmÃtica como prÃ-tratamentos seguida de secagem de cenoura em estufa de circulaÃÃo de ar. As soluÃÃes osmÃticas utilizadas foram: sacarose 25ÂBrix, sacarose 50ÂBrix, cloreto de sÃdio 1%, cloreto de sÃdio 5% e Ãgua destilada. Os tempos de imersÃo foram 10, 20 e 30 min e a temperatura de secagem foi 60ÂC em estufa com circulaÃÃo de ar. Foi realizado tambÃm um ensaio de secagem sem desidrataÃÃo osmÃtica e sem ultrassom. Os resultados analisados foram perda de Ãgua, ganho de sÃlidos, reduÃÃo de peso, taxa de secagem, umidade em base seca, atividade de Ãgua e difusividade efetiva da Ãgua. Os resultados mais elevados com relaÃÃo à perda de Ãgua foram obtidos quando a sacarose 50ÂBrix foi utilizada durante 20 e 30 minutos (11,79%  0,23 e 14,09%  0,29, respectivamente) e o cloreto de sÃdio 5% durante 30 minutos (8,34%Â0,28) em ultrassom. Os maiores valores de difusividade efetiva da Ãgua foram encontrados quando a sacarose 25ÂBrix foi usada como agente osmÃtico durante 30 e 20 min em banho ultrassÃnico (4,80 x 10-10 m2/s e 4,50 x 10-10 m2/s, respectivamente). Menor tempo necessÃrio para reduzir a atividade de Ãgua da cenoura para 0,6 foi encontrado quando a sacarose 50ÂBrix foi usada como agente osmÃtico durante 20 min em ultrassom (5 h) e o segundo menor tempo foi observado quando o cloreto de sÃdio 5% foi usado como meio de imersÃo durante 20 minutos em banho ultrassÃnico (6 h) e sacarose 25ÂBrix durante 30 min de imersÃo em ultrassom. O ultrassom combinado com desidrataÃÃo osmÃtica utilizados como prÃ-tratamentos apresentaram-se como alternativas interessantes para reduÃÃo do tempo de secagem e dos custos de processo. / Carrot ( Daucuscarota L.) is among the most cultivated and consumed vegetables in the world. This is mainly due to its high content of &#946; - carotene, precursor of vitamin A, which makes t he carrots to be considered the best plant source of this vitamin. Carrots are highly perishable crops which naturally deteriorate few days after harvest due to its high moisture content. An alternative to reduce post - harvest losses is drying, a method of preservation that enables an extension of shelf life by reducing the water content of the product, reducing the costs of storage and transportation. However, drying also causes unpleasant effects such as reduced nutritional value and changes in color, tast e and texture of food. Therefore, the osmotic dehydration and ultrasound has been used as pre - treatments to minimize losses in quality, as processing time and drying temperature are reduced. This study aimed to evaluate the effects of ultrasound and osmoti c dehydration pretreatments followed by air - drying of carrots. The osmotic solutions used were: sucrose (25 - 50  Brix), sodium chloride (1 - 5%) and distilled water. The immersion times were: 10, 20 and 30 minutes. The forced circulating air - drying oven was set at 60ÂC with air moisture content at 18%. Control assays, without pre - treatment. W ater loss, solid gain, weight reduction, drying rate, water activity and effective diffusivity of water were evaluated. The higher water loss was obtained for 50ÂBrix su crose sonicated for 20 and 30 minutes (11.79%  0.23 and 14.09  0.29%, respectively) and sodium chloride 5% sonicated during 30 minutes (8.34%  0.28). The highest values of effective diffusivity of water were found when 25  Brix sucrose was used as os motic agent and the samples were sonicated for 30 and 20 minutes (4.80 x 10 - 10 m 2 /s, 4.50 x 10 - 10 m 2 /s respectively). The shortest time necessary to reduce water activity of carrot to 0.6 was found when 50 Brix sucrose was used as an osmotic agent for a sonication time of 20 minutes (5 hours of drying). Reductions in water activity were also observed for treatments with sodium chloride 5% and 20 minutes of sonication (6 hours of drying) and 25  Brix sucrose for 30 minutes of sonication. The osmotic dehyd ration combined with ultrasound used as pre - treatment was a viable alternative to reduce drying time and process costs

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: 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

Orientador: Antonio Marsaioli Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T14:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_NadiaRosa_D.pdf: 2441787 bytes, checksum: 905d577c0be232df49ad4362e6f6452b (MD5) Previous issue date: 2007 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Miriam Dupas Hubinger / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:19:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valente_PedroPauloSanchesdaSilva_M.pdf: 3191977 bytes, checksum: 731b43d00710015dd299fd041f47df3c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar a secagem de pedaços de abacaxi (Ananás Comosus (L.) Merril) variedade Pérola, com e sem pré-tratamento osmótico, utilizando um secador de bandejas convectivo. Para a definição das melhores condições de desidratação osmótica para o abacaxi foram realizados dois planejamentos fatoriais completos 22 com 4 pontos axiais e 3 repetições do ponto central, um para a sacarose como agente osmótico e outro similar para a maltose, tendo como variáveis independentes a concentração de soluto na solução osmótica (40 a 60ºBrix) e a temperatura (30 a 50ºC), enquanto o tempo de processo foi estabelecido em 2 horas e a agitação em 100 rpm. Os pedaços de abacaxi na dimensão de 20 x 30 x 10 mm foram tratados osmoticamente segundo o planejamento experimental acima, no qual foram avaliadas as perdas de água e de massa, incorporação de sólidos na fruta e a atividade de água. Para o tratamento osmótico do abacaxi, a solução hipertônica de sacarose a 40ºBrix e temperatura de 35ºC durante o processo foi escolhida como a mais adequada; já para o tratamento osmótico com maltose a concentração de solução de 50ºBrix e temperatura de 30ºC mostraram-se mais eficientes na relação ganho de sólidos por perda de água da fruta. Definida as condições de pré- tratamento do abacaxi, a secagem foi realizada para a fruta com e sem pré-tratamento osmótico nas temperaturas de 50, 60 e 70ºC, com velocidade do ar constante a 1,5 m/s para todos os ensaios. Os valores de difusividade efetiva foram calculados de acordo com o modelo de Fick e variaram entre 5,82 x 10-10 e 1,44 x 10-9 m2/s, enquanto o modelo de Page foi o que melhor predisse a cinética de secagem do abacaxi. Em relação à qualidade do produto final, as frutas secas pré-tratadas osmoticamente apresentaram uma menor alteração da cor e uma dureza final menos acentuada, destacando-se as amostras tratadas com soluções de maltose / Abstract: The purpose of this work was to study the drying process of pineapple peaces (Ananás Comosus (L.) Merril) Pearl (Pérola) variety, with and without pre-osmotic treatment, using a tray dryer with convective. To define the best conditions for pineapple osmotic dehydration two complete factorial 2² planning methods were used with four axial points and three repetitions of the central point, one for sucrose as the osmotic agent and a similar one for maltose, with the solute concentration in the osmotic solution (40 to 60° Brix) and the temperature variation (30 to 50°C) as independent variables, while the process time was established as 2 hours and the shaking speed as100 rpm. The peaces of pineapple, dimensioned 20x30x10 mm, were treated osmotically following the experimental arrangement quoted above, in which were analyzed the water and weight lost, the fruit¿s solid incorporation and the water activity. For the pineapple osmotic treatment, the hypertonic sucrose solution of 40°Brix and temperature at 35°C was chosen as the most adequate, however for the maltose osmotic treatment the solution concentration of 50°Brix and temperature at 30°C showed better efficiency in the fruit graph of solid retention by water loss. Once defined the pineapple¿s best pretreatment conditions, the dehydration process was applied with and without the pre-osmotic treatment with temperatures at 50, 60 and 70°C, but with constant air speed of 1,5m/s through every test. The effective diffusivity values were calculated according to the Fick's model and the results varied between 5,82 x 10-10 and 1,44 x 10-9 m²/s, while the Page model was the one that better described the drying kinetics of pineapples. The dry pineapple with pre-osmotic treatment showed less overall color change and a less pronounced final hardness, and the best results were observed for the samples treated with maltose solution / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos