Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002Bitstream added on 2014-06-13T20:46:45Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_ja_dr_guara.pdf: 976132 bytes, checksum: 3d4e175f5aca733de9311c6483ffc385 (MD5) / Com a evolução tecnológica e maior competitividade entre as empresas, aliadas as maiores exigências do mercado consumidor, tornou-se imprescindível, na avaliação e aceitação de secadoras, a necessidade de se fabricar equipamentos que operem com maior rendimento e menor consumo de energia. Tais fatos motivam a estudar e analisar o desempenho de sistemas suspensos de secagem de uso doméstico, com relação às características de funcionamento e eficiência no processo de desumidificação de tecidos, pois os parâmetros que influenciam o desempenho dos secadores e os mecanismos de secagem devem ser conhecidos nos graus de precisão requeridos para cada aplicação. Os parâmetros avaliados neste trabalho foram os seguintes: conteúdos de umidade do tecido na entrada e na saída do secador, condições de transferência de calor, temperatura, a velocidade, a direção e a umidade absoluta do fluxo do meio de fornecimento de calor, e a distribuição de temperatura superficial do tecido. As previsões teóricas são comparadas com os resultados experimentais obtidos em uma bancada de testes onde, conforme configurações apresentadas, simularam-se as condições reais de trabalho do sistema. Foram selecionados os tecidos mais utilizados para manufatura de vestuário: Jeans índigo, Flanela, Cotton-Lycra, Brim, Tergal, Viscose e Linho. / Due to the technologic evolution and a higher competition among the companies, with the bigger requirements of the consuming market, it turned out necessary the manufacturing of equipment with higher performance and lower energy consumption. These aspects are motivation for studying and analyzing the performance of suspended household drying systems, regarding to their functioning features and efficiency on the cloth dehumidification process, since the parameters which influence the dryer performance and the drying mechanisms must be well known on the required accuracy degrees for each application. The parameters evaluated by this thesis were: cloth moisture contents at the dryer input and output; heat transfer conditions; speed, direction and absolute humidity of the heat supplying mean; and the cloth surface temperature distribution. The theoretical predictions are compared to the experimental results obtained from a test bench, where real system work conditions were simulated. The most utilized kinds of cloth for clothing manufacturing were selected, such as: blue-jeans, flannel, cotton-spandex, canvas, polyester, viscose rayon and linen.

A produção de soja é uma das principais atividades econômicas na Região Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. As perdas de produto em condições de comercialização ocasionadas nas atividades de secagem e armazenamento são significativas, justificando a pesquisa e aprimoramento destes processos. Nesta tese foram pesquisados dois problemas: 1. Modelamento matemático dos processos de secagem, utilizando parâmetros conhecidos de soja e 2. Modelamento matemático do problema de aeração para o cálculo da distribuição da pressão e da velocidade do ar na massa de grãos em unidades de armazenamento de soja. No problema de secagem foi desenvolvido um sistema composto de quatro equações diferenciais parciais hiperbólicas acopladas não-lineares, que descreve o comportamento da temperatura e do teor de umidade do ar e dos grãos em função do tempo. Para resolver o sistema foram utilizados os métodos das diferenças finitas (p. ex., métodos de MacCormack e Crank- Nicolson.) e o método dos volumes finitos. A análise dos resultados permitiu recomendar o método mais adequado para cada tipo do problema. Para determinação da intensidade do fluxo de massa e de calor foram utilizados os dados experimentais de camada fina obtidos da literatura e complementados com dados experimentais desta tese. Foi desenvolvido um equipamento para obtenção das curvas de secagem de grãos em secador de leito fixo, a fim de identificar o modelo para secagem em camada espessa. A comparação entre os resultados experimentais e das simulações numéricas mostrou que o modelo descreve razoavelmente a dinâmica de secagem No problema de aeração foi desenvolvido um modelo matemático que descreve o escoamento do ar em sistemas de armazenamento de grãos, baseado em relações experimentais entre velocidade e gradiente de pressão. Para resolver o problema de aeração foi utilizado o método dos elementos finitos e desenvolvido um programa computacional. Um teste realizado com o programa mostrou que os resultados da solução numérica convergem para uma solução analítica conhecida. As simulações realizadas mostraram que o programa computacional pode ser usado como instrumento auxiliar para o projeto de silos, possibilitando o cálculo e a visualização gráfica da distribuição das pressões e das linhas de corrente em diferentes seções do armazém.

A secagem é uma etapa importante no complexo de produção de sementes. É considerada uma das operações mais críticas que está diretamente relacionada com as perdas de qualidade fisiológica. As sementes de milho são sementes ortodoxas, em que a dessecação, tanto natural, quanto artificial, é essencial para finalizar o programa de desenvolvimento e preparálas para eventos germinativos após reidratação. A intensidade das perdas de qualidade das sementes está associada principalmente ao teor de água inicial das sementes, temperatura do ar de secagem e a genética do material. No presente trabalho, o objetivo foi avaliar a sensibilidade de secagem de diferentes genótipos de milho colhidos em espigas, realizando a secagem artificial em diferentes teores de água e temperatura de secagem. Foram cultivadas 6 linhagens de milho da empresa DuPont, divisão Pioneer Sementes Ltda, no distrito de Morrinhos - GO. As espigas foram colhidas manualmente em três graus de umidade (40, 35 e 30%) e secas artificialmente em dois secadores de pequena escala a 35 ou 43 °C até atingirem teor de água de 10 a 12%. Após a secagem as espigas foram debulhadas manualmente e, em seguida, tratadas com fungicidas e enviadas ao laboratório para os testes de germinação, teste de frio e teste frio modificado. Foram observadas diferenças estatísticas nas variáveis avaliadas, permitindo concluir que a sensibilidade de secagem de sementes de milho colhidas em espiga é dependente da linhagem. Ao iniciar a secagem artificial com teores de água mais elevados e temperaturas de secagem do ar mais baixa obtém-se melhores resultados em termos de qualidade fisiológica das sementes de milho. A temperatura do ar de secagem de 43 °C reduz a qualidade fisiológica das sementes. / Drying is an important step in the complex of seed production and is considered one of the most critical operations and is directly related to loss physiological quality. Corn seeds are orthodox seeds and desiccation either natural or artificial is essential to complete the developmental stages and prepare the seeds for germination after rehydration events. The intensity of seed quality losses is mainly associated to water content of the seeds, air drying temperatures and genotypes. In this study the objective was to assess the sensitivity of different genotypes to drying processes as harvested corn cobs, carrying out artificial drying at different water contents and drying temperatures. Six maize genotypes were grown by DuPont, division Pioneer Seeds Ltda., at Morrinhos-GO. The corn cobs were manually harvested at three different levels of humidity (40, 35 and 30%) and dried artificially in two smallscale dryers with hot air at 35 or 43 °C to a water content of 10-12%. Afterwards the cobs were shelled manually and then treated with fungicides and sent to the laboratory for testing by means of the warm test, cold test and modified cold test. Statistical differences were determined on the variables, which led to conclude that the sensitivity to drying of corn kernels harvested on the cob is dependent on the genotype. Best results in terms of physiological maize seed quality are obtained starting artificial drying with higher water contents and lower air temperatures. Air temperatures of 43 °C for drying reduce the physiological quality of the seeds.

As proteínas vegetais vêm sendo largamente utilizadas na indústria alimentícia como substitutas da proteína animal, além de agir como um ingrediente funcional nos mais variados produtos. Dentre as proteínas mais utilizadas encontra-se a proteína texturizada de soja. Seu processamento envolve uma etapa de secagem que é uma das operações unitárias mais relevantes e desafiadoras para a indústria alimentícia. Neste trabalho, determinaram-se as curvas de secagem de três diferentes tipos de proteína texturizada de soja (PTS), através de diferentes experimentos, variando-se a temperatura do ar de secagem (T) – 90, 110 e 130°C – a velocidade do ar de secagem (v) – 100, 125 e 150 cm.s-1 – e a altura da camada de produto (h) – 3 e 6 cm para a PTS Tipo I, 2,5 e 5 cm para a PTS Tipo II e 5 e 10 cm para a PTS Tipo III. A partir dos dados experimentais obtidos de teor de umidade em função do tempo, fez-se o ajuste a um modelo exponencial de duas constantes. Todas as combinações de parâmetros apresentaram ajustes de boa qualidade, cujos coeficientes de correlação foram superiores a 0,99. Uma das constantes obtidas (C1) apresentou valores muito próximos à unidade para todos os casos (e para os três tipos de PTS), enquanto que a outra constante (C2) apresentou valores variáveis. Realizouse, então, uma análise estatística (Teste F), a fim de verificar quais dos parâmetros estudados (bem como seus efeitos de interação) eram significativos para a determinação da constante C2 do modelo exponencial. Para as PTS tipos I e II, a um nível de 95% de significância, todos os parâmetros e efeitos de interação apresentaram-se significativos para a determinação de C2 e desenvolveu-se, então, um modelo estatístico de dez constantes em função destes Obteve-se um ótimo ajuste dos dados de C2 em função dos parâmetros aos modelos testados, atingindo-se valores de erro médio relativo (EMR) sempre inferiores a 10% e coeficientes de correlação elevados. Para a PTS Tipo III apenas dois dos parâmetros testados, somados a dois efeitos de interação, mostraram-se significativos. Apesar disso, foram obtidos os melhores ajustes através, novamente, do modelo de 10 constantes. Assim, para os três tipos de PTS, foi possível a obtenção de um modelo que prevê o tempo de processo de cada tipo de PTS, para que se atinja uma determinada umidade final, ou vice-versa, em função da umidade inicial da amostra, de sua umidade de equilíbrio e dos parâmetros de processo (T, v e h). Paralelamente, determinaram-se as isotermas de sorção de dois tipos de PTS (um contendo cerca de 20% de açúcares e outro não contendo açúcares) para quatro temperaturas (10, 20, 30 e 40°C). Para o ajuste dos dados experimentais foram utilizados os modelos de Oswin, Halsey, BET, GAB, Peleg e Darcy-Watt. Os modelos de Peleg e GAB foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais, embora outros modelos como Halsey e Oswin também se mostraram representativos para temperaturas mais elevadas. As isotermas de sorção da PTS que continha açúcar apresentaram uma inversão de comportamento em uma atividade de água em torno de 0,9, enquanto que as curvas obtidas para a outra PTS não se cruzaram em nenhum momento. O calor de sorção foi estimado, pela equação de Clausius-Clapeyron, para ambos os tipos de PTS e este aumentou com a diminuição de umidade. Estimaram-se valores de umidade de monocamada, através do ajuste dos dados ao modelo de GAB, entre 4,6 e 7,4% para a PTS Tipo I e entre 4,4 e 5,4% para a PTS Tipo IV; os valores de umidade de monocamada diminuíram com o aumento de temperatura.

A soja é um grão rico em proteínas e a sua inclusão na alimentação das pessoas possibilita uma maior fonte de proteína que alimentos comuns como o arroz e o feijão. Entretanto, para possibilitar o armazenamento e transporte sem afetar a qualidade dos grãos, há a necessidade de um processo de secagem que normalmente é otimizado para produção de óleo de soja, e não há preocupação em preservar a parte proteica dos grãos. Tratamentos térmicos aplicados a alimentos, como a secagem, podem modificar a funcionalidade das proteínas. Logo, torna-se necessário estudar as melhores condições da utilização do processo de secagem que possibilitem minimizar a desnaturação proteica dos grãos de soja. Neste estudo foram realizados, inicialmente, experimentos de secagem de grãos de soja variando o tipo de secador, a altura de camada da amostra, assim como a velocidade e a temperatura do ar de secagem, para avaliar o processo em função da redução do teor de umidade. Com os resultados obtidos nestes experimentos, foi avaliado o ajuste de modelos matemáticos retirados da literatura através da análise do percentual do erro médio relativo (EMR) e do coeficiente de determinação (R2) obtidos via regressão nãolinear. Para os dois secadores avaliados (secador piloto e estufa de secagem), o modelo que melhor se ajustou às curvas de secagem obtidas foi o modelo da Aproximação da difusão. A partir dos resultados obtidos nestes experimentos, outros foram realizados para assim avaliar como a secagem influencia na desnaturação proteica dos grãos. Utilizou-se o método de Kjeldahl modificado para quantificar as proteínas totais e dispersáveis dos grãos. Por meio dos resultados obtidos, foi possível observar que a temperatura do ar e o tempo de processo são parâmetros primordiais para o processo. Contudo, a melhor condição de secagem não pode ser determinada sem levar-se em consideração o custo energético e o tempo disponível para o processo. Por exemplo, se houver a possibilidade de utilizar um tempo maior para secar os grãos de soja, a temperatura de 60°C mostrou-se como uma boa opção para manter alto o teor de proteína dispersável, 29 kg de proteína dispersável/100 kg de sólidos secos (s. s.), em 30 minutos de secagem. Caso seja economicamente viável, utilizar ar a 100°C também se mostrou como uma boa opção de secagem, sendo obtidos grãos de soja com aproximadamente 29,5 kg de proteína dispersável/100 kg de s. s. em apenas 6 minutos de secagem. Adicionalmente, foram determinadas experimentalmente isotermas de sorção de umidade para os grãos de soja nas temperaturas de 10 e 25ºC. Modelos de isoterma de sorção de umidade foram selecionados da literatura para ajuste aos dados experimentais obtidos, avaliando-se o percentual do erro médio relativo (EMR), coeficiente de determinação (R2) e valor de chi-quadrado (χ2) como indicadores da qualidade do ajuste. Foi observado que o modelo de GAB obteve o melhor ajuste aos dados obtidos (EMR = 4,1643%, R2 = 0,9937 e χ2 = 1,6684). A partir destes resultados, foi determinado o calor total de sorção, onde foi observado que o mesmo diminuiu com o aumento do teor de umidade de equilíbrio dos grãos, atingindo o valor correspondente ao calor de vaporização da água em um teor de umidade dos grãos de soja de aproximadamente 23% (base seca). Por fim, através dos resultados obtidos, é possível afirmar que a temperatura do ar e o tempo de secagem são parâmetros primordiais para o processo de secagem dos grãos de soja visando a produção de proteínas de soja, não permitindo eleger uma melhor condição de secagem sem levar em consideração o custo energético e o tempo disponível para o processo. / Soybean is a grain rich in proteins and their inclusion in the diet of people provides a greater source of protein than common foods like rice and beans. However, to enable storage and transport without affecting grain quality, there is a need for a drying process which is normally optimized for the production of soybean oil, and there is no concern for preserving the protein content of the grains. Heat treatment applied to foods, such as drying, can modify the functionality of the proteins. Therefore, it becomes necessary to study conditions for the best utilization of the drying process, enabling to minimize protein denaturation of the soybean. This study was conducted initially with soybean drying experiments varying the type of dryer, the height of the sample layer as well as the drying air velocity and temperature, evaluating the process according to the reduction of moisture content. With the results of these experiments, it was evaluated the fit of mathematical models taken from the literature by examining the percentage of mean relative deviation (MRD) and the coefficient of determination (R2) obtained using nonlinear regression. For the two dryers evaluated (pilot-scale dryer and oven), the model that best fitted the drying curves obtained was Approximation of diffusion model. Using the results obtained in these experiments, others were conducted so as to evaluate how drying influences protein denaturation of the grains. It was used a modified Kjeldahl method to quantify the total and dispersible protein content of the grains. From the obtained results, it was observed that the air temperature and the process time are essential parameters for the process. However, the best drying condition cannot be determined without taking into account the energy cost and the time available for the process. For example, if there is the possibility of using a longer time to dry soybeans, the temperature of 60°C proved to be a good choice to maintain a high dispersible protein content, 29 kg of dispersible protein /100 kg dry solids (d. s.) in 30 minutes of drying. If economically feasible, using air at 100°C was also a good option for drying, obtaining soybeans with approximately 29.5 kg of dispersible protein /100 kg d. s. within 6 minutes. Additionally, moisture sorption isotherms for soybeans were experimentally determined in the temperatures of 10 and 25°C. Models of moisture sorption isotherms were selected from the literature to fit the experimental data obtained by assessing the percentage of mean relative deviation (MRD), the coefficient of determination (R2) and chi-square value (χ2) as quality indicators of the fitting. It was observed that the GAB model had the best fit to the data obtained (MRD = 4.1643%, R2 = 0.9937 and χ2 = 1.6684). From these results, it was determined the total heat of sorption, where it was observed to decrease with the increase of the equilibrium moisture content of the beans, reaching the value corresponding to the heat of vaporization of water at a moisture content of approximately 23% (dry basis). Finally, from the results obtained, it can be stated that the air temperature and drying time are vital parameters for the process of drying the soybeans in order to produce soy proteins, not being possible however to elect a best drying condition without taking into account the energy costs and the time available for the process.

nÃo hà / Drying is a way to preserve fruits. Drying processes are simple techniques that can be used to perverse the fruits after harvest. Pre-treatments can be applied prior to the drying process to enhance the sensory quality of the fruit leading to a higher acceptability of the fruit by the costumers. Osmotic dehydration and sonification are forms of pre-treatments that can be applied, with great success, by small producers without requiring high investments. The drying process and the pre-treatment have two main goals: to preserve the fruit and to add value to the product. The dehydrated fruit has a commercial value around R$ 35,00 to R$ 100,00 per kg, while the price of the in natura product would be of R$ 9,00 (papaya) to R$ 30,00 (sapota)/kg (in dry basis). Most studies on fruit culture deals with traditional fruits that have a very high production and market and that are sold both internally and externally. Regional fruits (exotic fruits) have not received much attention by researchers. However, these fruits can be commercially sold as exotic fruits and may provide a considerable gain for the producer. Brazil, especially in the North and Northeast regions, has a wide variety of fruits, most of them produced in small properties. Fruits like sapota, siriguela, graviola, mangaba, genipap, malay apple (jambu) and several other that can be commercially explored. The sensory quality of the dried fruit is changed during processing and has to be studied as to be accepted by the costumers. / Uma das formas de conservar frutas à atravÃs da secagem. Os processos de secagem sÃo tÃcnica simples que podem ser utilizadas na conservaÃÃo da fruta apÃs sua colheita. O processo de secagem pode receber prÃ-tratamentos especÃficos para aprimorar a qualidade sensorial da fruta resultando em melhor aceitabilidade por parte dos consumidores. A desidrataÃÃo osmÃtica e/ou sonificaÃÃo sÃo formas de prÃ-tratamento que podem ser empregadas com sucesso pelos pequenos produtores em sua propriedade ou em cooperativas sem que haja necessidade de grandes investimentos. A secagem e os prÃ-tratamentos teriam, no caso das frutas regionais, duas funÃÃes: primeiro o de conservar a fruta; segundo de agregar valor à fruta, uma vez que uma fruta desidratada tem um valor comercial que gira em torno de R$ 35,00 a R$ 100,00 kg, enquanto o preÃo do produto in natura equivalente em base seca seria de R$ 9,00 (mamÃo) a R$ 30,00 kg (sapoti). A maior parte dos estudos com fruticultura està concentrada em frutas com grande escala de produÃÃo, direcionados e venda interna e externa (exportaÃÃo). Frutas regionais tidas como exÃticas em muitas partes do mundo nÃo tÃm sido foco de grande atenÃÃo pelos pesquisadores brasileiros. Estas frutas, se exploradas comercialmente, especialmente para exportaÃÃo, podem render ao produtor um lucro considerÃvel. O Brasil, especialmente nas regiÃes Norte e Nordeste possui uma grande variedade de frutas regionais, plantadas em pequenas propriedades, que sÃo pouco conhecidas no restante do paÃs. Frutas como sapoti, siriguela, graviola, mangaba, jenipapo, jambo e vÃrias outras podem ser mais bem exploradas comercialmente. Quanto à qualidade da fruta desidratada, existem problemas sensoriais ligados ao sabor, textura e coloraÃÃo destas frutas, que, dependendo do tratamento, sofrem modificaÃÃes que podem ou nÃo ser aceitas pelo consumidor, e portanto tambÃm devem ser estudadas.

A secagem é uma etapa importante no complexo de produção de sementes. É considerada uma das operações mais críticas que está diretamente relacionada com as perdas de qualidade fisiológica. As sementes de milho são sementes ortodoxas, em que a dessecação, tanto natural, quanto artificial, é essencial para finalizar o programa de desenvolvimento e preparálas para eventos germinativos após reidratação. A intensidade das perdas de qualidade das sementes está associada principalmente ao teor de água inicial das sementes, temperatura do ar de secagem e a genética do material. No presente trabalho, o objetivo foi avaliar a sensibilidade de secagem de diferentes genótipos de milho colhidos em espigas, realizando a secagem artificial em diferentes teores de água e temperatura de secagem. Foram cultivadas 6 linhagens de milho da empresa DuPont, divisão Pioneer Sementes Ltda, no distrito de Morrinhos - GO. As espigas foram colhidas manualmente em três graus de umidade (40, 35 e 30%) e secas artificialmente em dois secadores de pequena escala a 35 ou 43 °C até atingirem teor de água de 10 a 12%. Após a secagem as espigas foram debulhadas manualmente e, em seguida, tratadas com fungicidas e enviadas ao laboratório para os testes de germinação, teste de frio e teste frio modificado. Foram observadas diferenças estatísticas nas variáveis avaliadas, permitindo concluir que a sensibilidade de secagem de sementes de milho colhidas em espiga é dependente da linhagem. Ao iniciar a secagem artificial com teores de água mais elevados e temperaturas de secagem do ar mais baixa obtém-se melhores resultados em termos de qualidade fisiológica das sementes de milho. A temperatura do ar de secagem de 43 °C reduz a qualidade fisiológica das sementes. / Drying is an important step in the complex of seed production and is considered one of the most critical operations and is directly related to loss physiological quality. Corn seeds are orthodox seeds and desiccation either natural or artificial is essential to complete the developmental stages and prepare the seeds for germination after rehydration events. The intensity of seed quality losses is mainly associated to water content of the seeds, air drying temperatures and genotypes. In this study the objective was to assess the sensitivity of different genotypes to drying processes as harvested corn cobs, carrying out artificial drying at different water contents and drying temperatures. Six maize genotypes were grown by DuPont, division Pioneer Seeds Ltda., at Morrinhos-GO. The corn cobs were manually harvested at three different levels of humidity (40, 35 and 30%) and dried artificially in two smallscale dryers with hot air at 35 or 43 °C to a water content of 10-12%. Afterwards the cobs were shelled manually and then treated with fungicides and sent to the laboratory for testing by means of the warm test, cold test and modified cold test. Statistical differences were determined on the variables, which led to conclude that the sensitivity to drying of corn kernels harvested on the cob is dependent on the genotype. Best results in terms of physiological maize seed quality are obtained starting artificial drying with higher water contents and lower air temperatures. Air temperatures of 43 °C for drying reduce the physiological quality of the seeds.

A soja é um grão rico em proteínas e a sua inclusão na alimentação das pessoas possibilita uma maior fonte de proteína que alimentos comuns como o arroz e o feijão. Entretanto, para possibilitar o armazenamento e transporte sem afetar a qualidade dos grãos, há a necessidade de um processo de secagem que normalmente é otimizado para produção de óleo de soja, e não há preocupação em preservar a parte proteica dos grãos. Tratamentos térmicos aplicados a alimentos, como a secagem, podem modificar a funcionalidade das proteínas. Logo, torna-se necessário estudar as melhores condições da utilização do processo de secagem que possibilitem minimizar a desnaturação proteica dos grãos de soja. Neste estudo foram realizados, inicialmente, experimentos de secagem de grãos de soja variando o tipo de secador, a altura de camada da amostra, assim como a velocidade e a temperatura do ar de secagem, para avaliar o processo em função da redução do teor de umidade. Com os resultados obtidos nestes experimentos, foi avaliado o ajuste de modelos matemáticos retirados da literatura através da análise do percentual do erro médio relativo (EMR) e do coeficiente de determinação (R2) obtidos via regressão nãolinear. Para os dois secadores avaliados (secador piloto e estufa de secagem), o modelo que melhor se ajustou às curvas de secagem obtidas foi o modelo da Aproximação da difusão. A partir dos resultados obtidos nestes experimentos, outros foram realizados para assim avaliar como a secagem influencia na desnaturação proteica dos grãos. Utilizou-se o método de Kjeldahl modificado para quantificar as proteínas totais e dispersáveis dos grãos. Por meio dos resultados obtidos, foi possível observar que a temperatura do ar e o tempo de processo são parâmetros primordiais para o processo. Contudo, a melhor condição de secagem não pode ser determinada sem levar-se em consideração o custo energético e o tempo disponível para o processo. Por exemplo, se houver a possibilidade de utilizar um tempo maior para secar os grãos de soja, a temperatura de 60°C mostrou-se como uma boa opção para manter alto o teor de proteína dispersável, 29 kg de proteína dispersável/100 kg de sólidos secos (s. s.), em 30 minutos de secagem. Caso seja economicamente viável, utilizar ar a 100°C também se mostrou como uma boa opção de secagem, sendo obtidos grãos de soja com aproximadamente 29,5 kg de proteína dispersável/100 kg de s. s. em apenas 6 minutos de secagem. Adicionalmente, foram determinadas experimentalmente isotermas de sorção de umidade para os grãos de soja nas temperaturas de 10 e 25ºC. Modelos de isoterma de sorção de umidade foram selecionados da literatura para ajuste aos dados experimentais obtidos, avaliando-se o percentual do erro médio relativo (EMR), coeficiente de determinação (R2) e valor de chi-quadrado (χ2) como indicadores da qualidade do ajuste. Foi observado que o modelo de GAB obteve o melhor ajuste aos dados obtidos (EMR = 4,1643%, R2 = 0,9937 e χ2 = 1,6684). A partir destes resultados, foi determinado o calor total de sorção, onde foi observado que o mesmo diminuiu com o aumento do teor de umidade de equilíbrio dos grãos, atingindo o valor correspondente ao calor de vaporização da água em um teor de umidade dos grãos de soja de aproximadamente 23% (base seca). Por fim, através dos resultados obtidos, é possível afirmar que a temperatura do ar e o tempo de secagem são parâmetros primordiais para o processo de secagem dos grãos de soja visando a produção de proteínas de soja, não permitindo eleger uma melhor condição de secagem sem levar em consideração o custo energético e o tempo disponível para o processo. / Soybean is a grain rich in proteins and their inclusion in the diet of people provides a greater source of protein than common foods like rice and beans. However, to enable storage and transport without affecting grain quality, there is a need for a drying process which is normally optimized for the production of soybean oil, and there is no concern for preserving the protein content of the grains. Heat treatment applied to foods, such as drying, can modify the functionality of the proteins. Therefore, it becomes necessary to study conditions for the best utilization of the drying process, enabling to minimize protein denaturation of the soybean. This study was conducted initially with soybean drying experiments varying the type of dryer, the height of the sample layer as well as the drying air velocity and temperature, evaluating the process according to the reduction of moisture content. With the results of these experiments, it was evaluated the fit of mathematical models taken from the literature by examining the percentage of mean relative deviation (MRD) and the coefficient of determination (R2) obtained using nonlinear regression. For the two dryers evaluated (pilot-scale dryer and oven), the model that best fitted the drying curves obtained was Approximation of diffusion model. Using the results obtained in these experiments, others were conducted so as to evaluate how drying influences protein denaturation of the grains. It was used a modified Kjeldahl method to quantify the total and dispersible protein content of the grains. From the obtained results, it was observed that the air temperature and the process time are essential parameters for the process. However, the best drying condition cannot be determined without taking into account the energy cost and the time available for the process. For example, if there is the possibility of using a longer time to dry soybeans, the temperature of 60°C proved to be a good choice to maintain a high dispersible protein content, 29 kg of dispersible protein /100 kg dry solids (d. s.) in 30 minutes of drying. If economically feasible, using air at 100°C was also a good option for drying, obtaining soybeans with approximately 29.5 kg of dispersible protein /100 kg d. s. within 6 minutes. Additionally, moisture sorption isotherms for soybeans were experimentally determined in the temperatures of 10 and 25°C. Models of moisture sorption isotherms were selected from the literature to fit the experimental data obtained by assessing the percentage of mean relative deviation (MRD), the coefficient of determination (R2) and chi-square value (χ2) as quality indicators of the fitting. It was observed that the GAB model had the best fit to the data obtained (MRD = 4.1643%, R2 = 0.9937 and χ2 = 1.6684). From these results, it was determined the total heat of sorption, where it was observed to decrease with the increase of the equilibrium moisture content of the beans, reaching the value corresponding to the heat of vaporization of water at a moisture content of approximately 23% (dry basis). Finally, from the results obtained, it can be stated that the air temperature and drying time are vital parameters for the process of drying the soybeans in order to produce soy proteins, not being possible however to elect a best drying condition without taking into account the energy costs and the time available for the process.

As proteínas vegetais vêm sendo largamente utilizadas na indústria alimentícia como substitutas da proteína animal, além de agir como um ingrediente funcional nos mais variados produtos. Dentre as proteínas mais utilizadas encontra-se a proteína texturizada de soja. Seu processamento envolve uma etapa de secagem que é uma das operações unitárias mais relevantes e desafiadoras para a indústria alimentícia. Neste trabalho, determinaram-se as curvas de secagem de três diferentes tipos de proteína texturizada de soja (PTS), através de diferentes experimentos, variando-se a temperatura do ar de secagem (T) – 90, 110 e 130°C – a velocidade do ar de secagem (v) – 100, 125 e 150 cm.s-1 – e a altura da camada de produto (h) – 3 e 6 cm para a PTS Tipo I, 2,5 e 5 cm para a PTS Tipo II e 5 e 10 cm para a PTS Tipo III. A partir dos dados experimentais obtidos de teor de umidade em função do tempo, fez-se o ajuste a um modelo exponencial de duas constantes. Todas as combinações de parâmetros apresentaram ajustes de boa qualidade, cujos coeficientes de correlação foram superiores a 0,99. Uma das constantes obtidas (C1) apresentou valores muito próximos à unidade para todos os casos (e para os três tipos de PTS), enquanto que a outra constante (C2) apresentou valores variáveis. Realizouse, então, uma análise estatística (Teste F), a fim de verificar quais dos parâmetros estudados (bem como seus efeitos de interação) eram significativos para a determinação da constante C2 do modelo exponencial. Para as PTS tipos I e II, a um nível de 95% de significância, todos os parâmetros e efeitos de interação apresentaram-se significativos para a determinação de C2 e desenvolveu-se, então, um modelo estatístico de dez constantes em função destes Obteve-se um ótimo ajuste dos dados de C2 em função dos parâmetros aos modelos testados, atingindo-se valores de erro médio relativo (EMR) sempre inferiores a 10% e coeficientes de correlação elevados. Para a PTS Tipo III apenas dois dos parâmetros testados, somados a dois efeitos de interação, mostraram-se significativos. Apesar disso, foram obtidos os melhores ajustes através, novamente, do modelo de 10 constantes. Assim, para os três tipos de PTS, foi possível a obtenção de um modelo que prevê o tempo de processo de cada tipo de PTS, para que se atinja uma determinada umidade final, ou vice-versa, em função da umidade inicial da amostra, de sua umidade de equilíbrio e dos parâmetros de processo (T, v e h). Paralelamente, determinaram-se as isotermas de sorção de dois tipos de PTS (um contendo cerca de 20% de açúcares e outro não contendo açúcares) para quatro temperaturas (10, 20, 30 e 40°C). Para o ajuste dos dados experimentais foram utilizados os modelos de Oswin, Halsey, BET, GAB, Peleg e Darcy-Watt. Os modelos de Peleg e GAB foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais, embora outros modelos como Halsey e Oswin também se mostraram representativos para temperaturas mais elevadas. As isotermas de sorção da PTS que continha açúcar apresentaram uma inversão de comportamento em uma atividade de água em torno de 0,9, enquanto que as curvas obtidas para a outra PTS não se cruzaram em nenhum momento. O calor de sorção foi estimado, pela equação de Clausius-Clapeyron, para ambos os tipos de PTS e este aumentou com a diminuição de umidade. Estimaram-se valores de umidade de monocamada, através do ajuste dos dados ao modelo de GAB, entre 4,6 e 7,4% para a PTS Tipo I e entre 4,4 e 5,4% para a PTS Tipo IV; os valores de umidade de monocamada diminuíram com o aumento de temperatura.

Orientador: Satoshi Tobinaga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:49:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paschoaleti_ClaudiaCristina_M.pdf: 1735630 bytes, checksum: 30fdb256e7643980481bf304f0d7444b (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Desenvolveu-se um estudo experimental de secagem do cogumelo, tipo champignon (Agaricus bisporus). As corridas experimentais foram conduzidas em secador hermético com corrente de ar a temperatura de 35°C, com umidade relativa média de 9,8% e velocidade de l,05m/s. Na faixa de umidade de 95-12% (em base seca), a curva de secagem não apresentou a fase de taxa constante, e apresentou 2 fases na taxa decrescente, e os cogumelos apresentaram escurecimento e enragamento de suas superfícies. A solução analítica foi obtida adotando a lei de Fick com difusividade efetiva constante para geometria semi-esférica. Para cada instante, o valor do perfil médio de umidade foi obtido utilizando os softwares EUREKA e o Lotus 1-2-3 versão 4, Os perfis de umidade assim calculados foram comparados com os experimentais, obtendo-se uma boa concordância entre eles, com erro mínimo médio de 1,8% paia o período de taxa decrescente. Os valores de difusividade efetiva obtidos do ajuste do perfil de umidade experimental e calculado foram de 2,0x10-3 cm2/h para a 1ª fase da taxa decrescente e de l,0x l0-3 cm2/h para a 2ª fase / Abstract: Wide champignons (Agaricus hisporus) were dryed in an airtight chamber with air at 35ºC, 9.8% relative humidity and 1.05 m/s average velocity. During the experiments champignons were dryed from 95% to 12% (dry basis) and drying curves exhibited two decreasing ranges only. The final product showed intense browning and surface shrinking. The process was assumed controlled by diffusion and therefore theoretical analysis was made based on Ficks'second law with constant effective diffusivity applied to semi-spherical geometry. The time dependent moisture profile was evaluated from spatial average of exact solution by use of EUREKA and version 4 Lotus 1-2-3 softwares. Analytical solution for humidity profile fitted very well to the experimental data. Average minimal error was 1,8% for decreasing range. The results obtained for effective difusivity were 2,0 x 10-3 and 1,0 x 10-3 in the first and second phases of dreping curve respectivelly / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos