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

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

O descarte do pseudocaule da bananeira após a retirada do fruto é uma prática constante que tem como objetivo evitar a propagação da Cosmopolites Sordidus (popularmente conhecido como broca), que é um inseto que se prolifera em regiões com abundância deste tipo de cultivo. O Brasil, terceiro maior produtor mundial de bananas, é responsável pelo descarte de milhões de toneladas por ano de pseudocaules. Dentre as várias possibilidades de utilização deste material de descarte, algumas comunidades como a da Região de Itariri, litoral sul de São Paulo, estão aproveitando o pseudocaule para a fabricação artesanal de papeis especiais. No entanto as limitações inerentes às comunidades carentes, a escassez de recursos energéticos e as restrições ambientais são obstáculos às possibilidades de crescimento de suas produções. O conhecimento dos processos utilizados pelas grandes indústrias de papel e celulose, associado ao estudo das condições específicas da fábrica artesanal de Itariri pode fornecer subsídios e alternativas aplicáveis aos processos artesanais. Um estudo dos processos de transferência de calor e massa para os casos aqui propostos fornece uma estimativa para o desempenho da produtividade da fábrica artesanal estudada, mais precisamente o desempenho da secagem, que é o ponto crítico (gargalo) do processo de fabricação artesanal. No processo atual, os fabricantes locais dependem das condições climáticas, principalmente da irradiação solar, para a secagem. Ao final do trabalho é proposto um processo alternativo de secagem do papel empregando os cálculos aqui desenvolvidos, que visa minimizar o consumo energético e a diminuição da dependência das condições climáticas. / The discharging of the banana tree´s pseudostalk after the withdrawal of the fruit is one practical mesure that has as the main objective of preventing the propagation of the Cosmopolites Sordidus (popularly known as broca, wich means drill), wich is an insect that proliferates in regions with abundance of this type of plantation. Brazil, third world-wide producer of bananas, is responsible for the discharging of millions of metric tons per year of pseudostalk. Among several possibilities for using the discharging material, some communities, as the one from Itariri´s area, São Paulo´s southern coast, are using the pseudostalk for special paper sheets. However the inherent limitations of the needy communities, as the local shortage of energy resources and restrictive environment rules are the main hurdles to the possibilities of local paper productions growth. The knowledge of processes used by the pulp and paper industries, associated with the study of specific conditions of the small artisan production of Itariri, can provide subsidies and results in alternatives to the artisan processes. A fundamental study of heat and mass transport for the cases considered here can provide an estimative of the performance of the productivity of the studied case. The work is focused on the papersheets drying process performance, which is the critical stage in the process of artisan manufacture. In the current process, the local manufacturers depend on the climatic conditions for the drying, mainly the solar irradiation. In the end of this work, an alternative process for the paper drying is proposed using the calculation procedure here developed, having the aim at reducing the energy consumption and eliminating the climatic conditions dependence.

O descarte do pseudocaule da bananeira após a retirada do fruto é uma prática constante que tem como objetivo evitar a propagação da Cosmopolites Sordidus (popularmente conhecido como broca), que é um inseto que se prolifera em regiões com abundância deste tipo de cultivo. O Brasil, terceiro maior produtor mundial de bananas, é responsável pelo descarte de milhões de toneladas por ano de pseudocaules. Dentre as várias possibilidades de utilização deste material de descarte, algumas comunidades como a da Região de Itariri, litoral sul de São Paulo, estão aproveitando o pseudocaule para a fabricação artesanal de papeis especiais. No entanto as limitações inerentes às comunidades carentes, a escassez de recursos energéticos e as restrições ambientais são obstáculos às possibilidades de crescimento de suas produções. O conhecimento dos processos utilizados pelas grandes indústrias de papel e celulose, associado ao estudo das condições específicas da fábrica artesanal de Itariri pode fornecer subsídios e alternativas aplicáveis aos processos artesanais. Um estudo dos processos de transferência de calor e massa para os casos aqui propostos fornece uma estimativa para o desempenho da produtividade da fábrica artesanal estudada, mais precisamente o desempenho da secagem, que é o ponto crítico (gargalo) do processo de fabricação artesanal. No processo atual, os fabricantes locais dependem das condições climáticas, principalmente da irradiação solar, para a secagem. Ao final do trabalho é proposto um processo alternativo de secagem do papel empregando os cálculos aqui desenvolvidos, que visa minimizar o consumo energético e a diminuição da dependência das condições climáticas. / The discharging of the banana tree´s pseudostalk after the withdrawal of the fruit is one practical mesure that has as the main objective of preventing the propagation of the Cosmopolites Sordidus (popularly known as broca, wich means drill), wich is an insect that proliferates in regions with abundance of this type of plantation. Brazil, third world-wide producer of bananas, is responsible for the discharging of millions of metric tons per year of pseudostalk. Among several possibilities for using the discharging material, some communities, as the one from Itariri´s area, São Paulo´s southern coast, are using the pseudostalk for special paper sheets. However the inherent limitations of the needy communities, as the local shortage of energy resources and restrictive environment rules are the main hurdles to the possibilities of local paper productions growth. The knowledge of processes used by the pulp and paper industries, associated with the study of specific conditions of the small artisan production of Itariri, can provide subsidies and results in alternatives to the artisan processes. A fundamental study of heat and mass transport for the cases considered here can provide an estimative of the performance of the productivity of the studied case. The work is focused on the papersheets drying process performance, which is the critical stage in the process of artisan manufacture. In the current process, the local manufacturers depend on the climatic conditions for the drying, mainly the solar irradiation. In the end of this work, an alternative process for the paper drying is proposed using the calculation procedure here developed, having the aim at reducing the energy consumption and eliminating the climatic conditions dependence.