Neste trabalho, estudou-se o impacto de dois pré-tratamentos: ultrassom, pulso de vácuo e a combinação de ultrassom seguido de pulso de vácuo, sobre a cinética de secagem da banana verde a (50 e 60) °C. Na secagem a 50 °C constatou-se que, a aplicação de uma única técnica foi mais favorável que a combinação dos pré-tratamentos (20 min de ultrassom, seguido de 60 min de pulso de vácuo), sendo que os melhores resultados foram obtidos com 20 min de ultrassom na potência volumétrica ultrassônica de (9,38 ± 0,60) W/L. Os valores da difusividade efetiva da água, da primeira e segunda fases de taxa decrecente foram de (7,03 ± 0,09 e 3,84 ± 0,09) × 10-9 m2/s para (12,10 ± 0,47 e 6,84 ± 0,28) × 10-9 m2/s, respectivamente, com a aplicação do ultrassom por 20 min. Na secagem a 60 °C, para a primeira fase de taxa decrescente, o pré-tratamento de 25 min de ultrassom resultou mais favorável. Já para a segunda fase de taxa decrescente o pré-tratamento com 25 min de ultrassom e a técnica combinada (25 min de ultrassom, seguido de 60 min de pulso de vácuo) foram os mais eficientes. Desta forma, a hipótese inicial de que micro-canais gerados pelo ultrassom e o gradiente de pressão nos pulsos de vácuo promoveriam maior migração de umidade não foi comprovada. A 60 °C, o aumento dos valores de difusividade efetiva de água, em relação aos ensaios sem prétratamento, foram menores se comparados aos aumentos obtidos nos ensaios a 50 °C. Consequentemente, a 60 °C, o efeito da temperatura prevaleceu, e os efeitos causados pelos pré-tratamentos foram menos evidentes em relação aos ensaios a 50 °C. O modelo de Midilli resultou no melhor modelo para o ajuste dos dados experimentais de secagem com r2>=0,999, RMSE<=0,0119 e ?2<=0,00012. O processo aplicando 20 min de ultrassom na potência volumétrica ultrassônica de (9,38 ± 0,60) W/L e temperatura de secagem de 50 °C diminuiu 30 min o tempo de secagem. A economia do custo de energia sob essas condição iria de (1,12 para 1,05) R$/kg de matéria-prima processada. Embora, uma redução da quantidade de energia necessária para a gelatinização foi observada, devido a aplicação do ultrassom por 20 min e secagem a 50 °C, não foi observada redução significativa do teor de amido resistente, assim, a principal característica da farinha de banana verde, por causa de seu efeito positivo sobre a saúde humana, foi preservada. Constatou-se que, aplicação de 20 min de ultrassom (9,38 ± 0,60) W/L em rodelas imersas em água (hidratadas) ou embaladas a vácuo (não hidratadas) não influenciou significativamente os valores de difusividade efetiva da água, o conteúdo de AR, nem a formação dos micro-canais. Os efeitos do ultrassom foram evidentes independentemente do ganho de água, acontecido devido à imersão das rodelas de banana verde em água. / In this work, the impact of two pre-treatments: ultrasound, pulsed-vacuum and the combination of ultrasound followed by pulsed-vacuum, on the drying kinetics of unripe banana at (50 and 60) ° C were studied. For air-drying at 50 °C, the application of a single technique was more favorable for water migration than the combination of pre-treatments (20 min of ultrasound, followed by 60 min of pulsed-vacuum); the best results were observed with ultrasound for 20 min at ultrasonic volumetric power of (9.38 ± 0.60) W/L. For this condition, the values of effective water diffusivity for the first and second phases of decreasing rate were (7.03 ± 0.09 and 3.84 ± 0.09) × 10-9 m2/s to (12.10 ± 0.47 and 6.84 ± 0.28) × 10-9 m2/s, respectively. At 60 °C, for the first phase of decreasing rate, 25 min of ultrasound resulted more favorable, whereas, for the second phase of decreasing rate, ultrasound for 25 min and the combined technique (25 min ultrasound, followed by 60 min pulsed-vacuum) resulted favorable. Thus, the initial hypothesis that micro-channels from ultrasound pre-treatment and pressure gradient from pulsed-vacuum pre-treatment would help moisture migration was not observed. At 60 °C, the increase of the values of effective water diffusivity were lower than those obtained at 50 °C. Consequently, at 60 °C, the effect of temperature prevailed, and the effects caused by pretreatments were less evident with respect to the assays at 50 °C. The Midilli model was the best model for adjusting the experimental drying data with r2>=0.999, RMSE<= 0.0119 and x2<=0.00012. The process applying 20 min of ultrasound at ultrasonic volumetric power of (9.38 ± 0.60) W/L and air-drying at 50 °C saved 30 min of air-drying time. The economy of energy cost under these conditions would represent a value from (1.12 to 1.05) R$/kg of processed raw material. Although a reduction in the amount of energy required for gelatinization was observed due to the application of ultrasound for 20 min and air-drying temperature at 50 °C, no significant reduction of resistant starch content was observed; thus, the main characteristic of unripe banana flour, because of its positive effect on human health, was preserved. It was verified that the application of 20 min of ultrasound (9.38 ± 0.60) W/L in unripe banana slices, immersed in water (hydrated) or vacuum-packed (non-hydrated), did not influence significantly the values of effective water diffusivity, resistant starch content and the formation of micro-channels. The effects of ultrasound were evident independent of water gain, which occurs due to the immersion of unripe banana slices into water.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-20072017-144412 |
| Date | 10 May 2017 |
| Creators | Carla Ivonne La Fuente Arias |
| Contributors | Carmen Cecilia Tadini, Livia Chaguri e Carvalho, Pedro de Alcântara Pessoa Filho, Sueli Rodrigues |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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