A busca de novas soluções em produtos e processos guia o desenvolvimento da indústria de alimentos. Os produtos desidratados apresentam vantagens em relação à facilidade de manuseio, custos de transporte e armazenagem e, em geral, maior durabilidade quando comparados às suas formas hidratadas. O iogurte é muito bem aceito pela sociedade brasileira e, se desidratado, pode vir a ser utilizado como ingrediente em diversos alimentos industrializados, propiciando o desenvolvimento de novos produtos. Este trabalho procura estabelecer condições ótimas para a secagem de iogurte natural por atomização (spray drying) em equipamento com disco rotativo em escala piloto. A caracterização do sistema e de suas respostas foi feita com auxílio de projetos fatoriais e metodologia de superfícies de respostas. Por meio de otimização multiobjetivo foi determinada a fronteira de Pareto de soluções ótimas para um modelo ponderado com funções compostas de atributos de qualidade do produto cor, temperatura do ar de saída da câmara de secagem, span e umidade; e de índices de desempenho do processo, com base na quantidade de material seco quantidade de produto obtido, material retido na parede da câmara de secagem e perdas no equipamento. Em virtude da natureza do iogurte houve depósito de produto na parede da câmara, o que motivou a pesquisa de aditivos para auxiliar a secagem. Foi estudada a influência de maltodextrinas DE 5, DE 10 e EMPCAP -, goma acácia, leite em pó desnatado e sílica pirogênica. A sílica pirogênica interferiu na formação de pontes sólidas entre as partículas, reduzindo a quantidade de material depositado na parede e aumentando a recuperação de produto. Para condições operacionais de velocidade de rotação do disco de 26000 rpm, temperatura do ar de entrada na câmara de secagem de 160 °C e depressão na câmara de secagem de 140 mmH2O, as condições ótimas de processo foram encontradas nas seguintes vazões de alimentação de iogurte natural batido adicionado de 3% (m/m) de sílica pirogênica: para o ótimo de qualidade produto, 10,3 kg/h; para o ótimo de desempenho de processo, 3,5 kg/h; e para a condição de pesos iguais entre produto e processo, 6,2 kg/h. A comparação dos resultados previstos pela otimização e os verificados experimentalmente mostrou que o modelo proposto foi adequado. / The search for new solutions in products and processes guide the development of the food industry. Dried products have advantages for ease of handling, transportation and storage costs, and in general, better durability when compared to their hydrated forms. Brazilian society accepts Yoghurt very well and, if dehydrated, could be used as an ingredient in many processed foods, promoting the development of new products. The aim of this paper is to establish optimal conditions for spray drying yoghurt on a wheel pilot plant atomizer. The system characteristics and outputs were established through factorial design and surface response methodology. Multi-objective optimization produced a Paretos optimal solution set for a weighted model built of composite functions. One composite function was consisted of product quality attributes: color, drying chamber output air temperature, span and moisture. The other composite function was made by drying process performance indexes: dry mass recovery, dry mass adhered on the wall and dry mass loss in equipment. The stickiness behavior of yoghurt led the search for drying aid additives. The influence of maltodextrins DE 5, DE 10 and EMCAP, acacia gum, skimmed milk powder and fumed silica was studied. Fumed silica has a negative influence in solid bridges formation between particles, thereby reducing the amount of dry mass adhered on the wall and increasing product recovery. For operating conditions of rotating speed of 26000 rpm, inlet air temperature of 160 °C and 140 mmH2O depression in drying chamber and a feed rate of beaten yoghurt with 3% (w/w) fumed silica concentration, optimal process conditions were found: product quality optimum, 10.3 kg/h; process performance optimum, 3.5 kg/h, and equal weights for product and process optimum, 6.2 kg/h. Experimental verification of the proposed optimization model suggests its adequacy.

A busca de novas soluções em produtos e processos guia o desenvolvimento da indústria de alimentos. Os produtos desidratados apresentam vantagens em relação à facilidade de manuseio, custos de transporte e armazenagem e, em geral, maior durabilidade quando comparados às suas formas hidratadas. O iogurte é muito bem aceito pela sociedade brasileira e, se desidratado, pode vir a ser utilizado como ingrediente em diversos alimentos industrializados, propiciando o desenvolvimento de novos produtos. Este trabalho procura estabelecer condições ótimas para a secagem de iogurte natural por atomização (spray drying) em equipamento com disco rotativo em escala piloto. A caracterização do sistema e de suas respostas foi feita com auxílio de projetos fatoriais e metodologia de superfícies de respostas. Por meio de otimização multiobjetivo foi determinada a fronteira de Pareto de soluções ótimas para um modelo ponderado com funções compostas de atributos de qualidade do produto cor, temperatura do ar de saída da câmara de secagem, span e umidade; e de índices de desempenho do processo, com base na quantidade de material seco quantidade de produto obtido, material retido na parede da câmara de secagem e perdas no equipamento. Em virtude da natureza do iogurte houve depósito de produto na parede da câmara, o que motivou a pesquisa de aditivos para auxiliar a secagem. Foi estudada a influência de maltodextrinas DE 5, DE 10 e EMPCAP -, goma acácia, leite em pó desnatado e sílica pirogênica. A sílica pirogênica interferiu na formação de pontes sólidas entre as partículas, reduzindo a quantidade de material depositado na parede e aumentando a recuperação de produto. Para condições operacionais de velocidade de rotação do disco de 26000 rpm, temperatura do ar de entrada na câmara de secagem de 160 °C e depressão na câmara de secagem de 140 mmH2O, as condições ótimas de processo foram encontradas nas seguintes vazões de alimentação de iogurte natural batido adicionado de 3% (m/m) de sílica pirogênica: para o ótimo de qualidade produto, 10,3 kg/h; para o ótimo de desempenho de processo, 3,5 kg/h; e para a condição de pesos iguais entre produto e processo, 6,2 kg/h. A comparação dos resultados previstos pela otimização e os verificados experimentalmente mostrou que o modelo proposto foi adequado. / The search for new solutions in products and processes guide the development of the food industry. Dried products have advantages for ease of handling, transportation and storage costs, and in general, better durability when compared to their hydrated forms. Brazilian society accepts Yoghurt very well and, if dehydrated, could be used as an ingredient in many processed foods, promoting the development of new products. The aim of this paper is to establish optimal conditions for spray drying yoghurt on a wheel pilot plant atomizer. The system characteristics and outputs were established through factorial design and surface response methodology. Multi-objective optimization produced a Paretos optimal solution set for a weighted model built of composite functions. One composite function was consisted of product quality attributes: color, drying chamber output air temperature, span and moisture. The other composite function was made by drying process performance indexes: dry mass recovery, dry mass adhered on the wall and dry mass loss in equipment. The stickiness behavior of yoghurt led the search for drying aid additives. The influence of maltodextrins DE 5, DE 10 and EMCAP, acacia gum, skimmed milk powder and fumed silica was studied. Fumed silica has a negative influence in solid bridges formation between particles, thereby reducing the amount of dry mass adhered on the wall and increasing product recovery. For operating conditions of rotating speed of 26000 rpm, inlet air temperature of 160 °C and 140 mmH2O depression in drying chamber and a feed rate of beaten yoghurt with 3% (w/w) fumed silica concentration, optimal process conditions were found: product quality optimum, 10.3 kg/h; process performance optimum, 3.5 kg/h, and equal weights for product and process optimum, 6.2 kg/h. Experimental verification of the proposed optimization model suggests its adequacy.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-05T22:23:13Z No. of bitstreams: 1 FelipeRodriguesDeFreitasNeto_DISSERT.pdf: 3950431 bytes, checksum: e745e9e8d88a352ca3889ccb553a2f82 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-15T23:47:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FelipeRodriguesDeFreitasNeto_DISSERT.pdf: 3950431 bytes, checksum: e745e9e8d88a352ca3889ccb553a2f82 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-15T23:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FelipeRodriguesDeFreitasNeto_DISSERT.pdf: 3950431 bytes, checksum: e745e9e8d88a352ca3889ccb553a2f82 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / A crescente necessidade por alimentos ? algo que preocupa o mundo, que possui uma popula??o que cresce a uma progress?o geom?trica enquanto seus recursos cresce a uma progress?o aritm?tica. Para amenizar este problema h? algumas propostas, entre elas aumentar a produ??o de alimentos ou reduzir seu desperd?cio. Diversos estudos s?o realizados no mundo com o objetivo de reduzir o desperd?cio de alimentos que pode chegar a 40% da produ??o, dependendo da regi?o. Para isto, t?cnicas s?o utilizadas para retardar a degrada??o dos alimentos, entre elas a secagem. O presente trabalho apresenta um projeto de um secador de frutas hibrido que utiliza energia solar e energia el?trica com uma automatiza??o do processo. Para realizar os testes de secagem foram escolhidos frutas t?picas, com boa aceitabilidade como frutas processadas. Durante os experimentos foram medidos valores de temperatura em pontos distintos. Tamb?m foram medidos valores de umidade, radia??o solar e massa. Foi constru?do um sistema de aquisi??o de dados utilizando um Ardu?no para a obten??o das temperaturas. Os dados eram enviados para um programa nomeado Secador de Frutas, feito no presente trabalho, para plotar os mesmo. O volume da c?mara de secagem foi de 423 litros e apesar do tamanho incomum os teste utilizando espelhos para aumentar a incid?ncia de radia??o direta, mostraram que o secador ? competitivo quando comparado a outros secadores solares produzidos no Laborat?rio de Maquinas Hidr?ulicas e Energia Solar (LMHES) da UFRN. O secador foi constru?do com um custo de 3 a 5 vezes menor do que secadores industriais que operam com a mesma carga de frutas. E o custo energ?tico para produzir frutas secas mostrou-se mais vi?vel comparado a tais secadores,que utilizam GLP como fonte de energia. No entanto o tempo de secagem foi maior. / The growing need for food is something that worries the world, which has a population that is growing at a geometric progression while their resources grows at an arithmetic progression. To alleviate this problem there are some proposals, including increased food production or reduce waste thereof. Many studies have been conducted in the world in order to reduce food waste that can reach 40% of production, depending on the region. For this purpose techniques are used to retard degradation of foods, including drying. This paper presents a design of a hybrid fruit dryer that uses solar energy and electric energy with automation of the process. To accomplish drying tests were chosen Typical fruits with good acceptability as processed fruits. During the experiments were measured temperature values at different points. Were also measured humidity values, solar radiation and mass. A data acquisition system was built using a Arduino for obtaining temperatures. The data were sent to a program named Secador de Frutas, done in this work, to plot the same. The volume of the drying chamber was 423 liters and despite the unusual size test using mirrors to increase the incidence of direct radiation, showed that the drier is competitive when compared with other solar dryers produced in Hydraulic Machines and Solar Energy Laboratory (LMHES ) UFRN. The drier has been built at a cost of 3 to 5 times smaller than industrial dryers that operate with the same load of fruit. And the energy cost to produce dried fruits was more feasible compared with such dryers that use LPG as an energy source. However, the drying time was longer.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaLMA_DISSERT.pdf: 2070963 bytes, checksum: 8737d2089d54ecd693e3e4e80b1eae4b (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Tropical fruits have been extensively studied due to their functional potential attributed to the presence of natural bioactive compounds. The exotic fruit jambolan (Syzygium cumini) has been reported for its appreciable amount of phenolic compounds, especially anthocyanins and antioxidant capacity. Nevertheless, there are hardly any derived jambolan products in the Brazilian market. In addition to that, considerable volumes of fruit are lost due to their high perishability. Dried fruits have become an important fruit market segment due to its weight and volume reduction and decreased transportation and storage costs. Thus, this study evaluated the jambolan pulp submitted to spouted bed drying (JLJ) and lyophilization (JLI), besides assessing the drying impact on the final product. In order to achieve this, the process performance was calculated and compared, as well the physicochemical and bioactive characteristics (moisture, water activity (aw), solubility, hygroscopicity, density, color, structure through images obtained by scanning electron microscopy (SEM), concentration of bioactive (total phenolic compounds (TPC), anthocyanins, proanthocyanidins and ascorbic acid) and antioxidant activity. The results showed drying efficiency higher than 60% for both products and that JLJ group showed higher moisture and water activity when compared to the JLI group (p<0.05). The two types of drying were able to produce stable final product in the microbiological point of view, given that both showed aw < 0.6. The final products exhibited high solubility (73.7 to 81.6%) and low hygroscopicity (9.8 to 11.6%), desirable characteristics for dehydrated foods. Despite the losses caused by drying, the dried jambolan pulp by both methods showed high TPC (468.6 to 534.0 mg GAE/100g dm), anthocyanins (from 491.9 to 673.4 mg. eq. cyanidin-3-glicoside/100g dm), proanthocyanidins (66.9 to 76.6 mg QTE/g dm) and ascorbic acid (156.4 to 186.8 mg/100 g dm). Taken together, the results of this study reveal spouted dried and freeze dried jambolan pulp as bioactive-rich natural products with suitable physicochemical and functional characteristics to be used as food ingredients. The data also demonstrate the drying techniques as rational strategies for the exploitation of the exotic fruit jambolan / As frutas tropicais t?m sido extensivamente estudadas devido a seu potencial funcional atribu?do ? presen?a de compostos naturais bioativos. A fruta ex?tica jambol?o (Syzygium cumini) ? reportada por sua apreci?vel quantidade de compostos fen?licos, sobretudo antocianinas, al?m de significativa capacidade antioxidante. Apesar disso, praticamente n?o existem produtos derivados de jambol?o no mercado brasileiro e volumes consider?veis da fruta s?o perdidos devido a sua elevada perecibilidade. Sabe-se tamb?m que as frutas desidratadas s?o um importante segmento do mercado de frutas processadas, justificada pela praticidade de comercializa??o, redu??o de peso e volume e diminui??o dos custos com transporte e armazenamento do produto final. Dessa forma, o presente estudo produziu e avaliou a polpa de jambol?o desidratada por secagem em leito de jorro (JLJ) e liofiliza??o (JLI), al?m de verificar o impacto dos dois processos de secagem sobre o produto final. Para isso, os rendimentos dos processos foram calculados e comparados, al?m das caracter?sticas f?sico-qu?micas (umidade, atividade de ?gua (aw), solubilidade, higroscopicidade, densidade e cor, estrutura atrav?s de imagens obtidas por microscopia eletr?nica de varredura (MEV)), concentra??o de bioativos (compostos fen?licos totais (CFT), antocianinas, proantocianidinas e ?cido asc?rbico) e atividade antioxidante. Os resultados demonstraram que os dois produtos alcan?aram rendimento de secagem superior a 60% e que o JLJ apresentou maior umidade e atividade de ?gua quando comparado ao grupo JLI (p<0,05). Os dois tipos de secagem foram capazes de produzir produto final est?vel sob o ponto de vista microbiol?gico, tendo em vista que ambos apresentaram aw < 0,6. Os produtos finais apresentaram elevada solubilidade (73,7 a 81,6%) e baixa higroscopicidade (9,8 a 11,6%), caracter?sticas desej?veis para alimentos desidratados. Apesar das perdas ocasionadas pela secagem, a polpa de jambol?o desidratada pelos dois m?todos investigados apresentou elevados teores de CFT (468,6 a 534,0 mg GAE/100g bs), antocianinas (491,9 a 673,4 mg. eq. cianidina-3-glicos?dio/100g bs), proantocianidinas (66,9 a 76,6 mg QTE/ g bs) e ?cido asc?rbico (156,4 a 186,8 mg/100g bs). Tomados em conjunto, os resultados do presente trabalho apresentam a polpa de jambol?o liofilizada e seca em leito de jorro como produtos naturais com elevada concentra??o de bioativos e caracter?sticas f?sico-qu?micas e funcionais apropriadas para seu uso como ingrediente alimentar. Os dados aqui apresentados tamb?m demonstram a secagem como estrat?gia racional de aproveitamento para a fruta ex?tica jambol?o

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1410495 bytes, checksum: 297a35ec22dfac08098347ad18406247 (MD5) Previous issue date: 2010-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Drying is one of the most widely used commercial processes for the preservation of agricultural products, whose maximum objective is to maintain its qualities. On the other hand, for the optimal design and control of processes and equipments it is necessary a clear understanding of the involved phenomena and the transport properties of the product being handled. In this sense two mathematical models were developed, in the configuration of an infinite plane plate, with the aim of studying the process of drying food. The first model was based on Fick's second law, to model the process of mass transfer, treated by the Classical Integral Transform Technique (CITT). The second model was developed for the analysis of the simultaneous heat and mass transfer using the equations of Luikov, where the distributions of temperature and moisture content inside the food were obtained following the formalism inherent to the Generalized Integral Transform Technique (GITT). In both models, the thermophysical properties are considered constant. The results obtained in the two models were compared and found that they are able to describe the process of drying food. The influence of thermophysical parameters relating to the simultaneous heat and mass transfer was also analyzed. The accuracy of the calculations of a heat and mass balance depends on the precision as that is known the properties of the product and the choice of reliable data for these properties is an important part to any careful analysis engineering. Thus, an inverse problem of parameters estimation, for the mass transfer, was solved through the Levenberg-Marquardt's minimization algorithm. The results obtained through the solution of the inverse problem for the effective mass diffusivity are the same order magnitude of those reported in the literature. Key words - food drying, Fick law, Luikov, GITT, inverse method. / A secagem é um dos processos comerciais mais usados na conservação de produtos agropecuários, cujo objetivo máximo é a manutenção de suas qualidades. Por outro lado, para o dimensionamento e controle ótimos dos processos e dos equipamentos é necessário um claro entendimento dos fenômenos envolvidos e das propriedades de transporte do produto que está sendo manuseado. Neste sentido, foram desenvolvidos dois modelos matemáticos, na configuração de uma placa plana infinita, com o objetivo de se estudar o processo de secagem de alimentos. O primeiro modelo foi baseado na segunda lei de Fick, para modelar o processo de transferência de massa, tratado através da Técnica da Transformada Integral Clássica (CITT). O segundo modelo foi desenvolvido para a análise da transferência simultânea de calor e massa usando-se as equações de Luikov, onde as distribuições de temperatura e teor de umidade no interior do alimento foram obtidas segundo os formalismos inerentes à Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT). Em ambos os modelos as propriedades termofísicas são consideradas constantes. Os resultados obtidos nos dois modelos foram comparados e constatou-se que os mesmos são capazes de descrever o processo de secagem de alimentos. Avaliou-se também a influência dos parâmetros termofísicos referentes à transferência simultânea de calor e massa. A exatidão dos cálculos de um balanço de calor e massa depende da precisão com que se conhecem as propriedades do produto e, a escolha de dados confiáveis dessas propriedades é uma parcela importante para qualquer análise cuidadosa de engenharia. Desta forma, um problema inverso de estimação de parâmetros, para a transferência de massa, foi resolvido através do algoritmo de minimização de Levenberg-Marquardt. Os resultados obtidos através da solução do problema inverso para a difusividade efetiva de massa são da mesma ordem de grandeza dos reportados na literatura.