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MARCELLO MAIA DE ALMEIDA - TESE PPGEP 2004..pdf: 16341545 bytes, checksum: 6b12541c4495c47b84602868e8133365 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T13:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2004-12-06 / Neste trabalho estudou-se inicialmente a secagem de fatias de goiabas cortadas no
sentido polar da fruta, os resultados obtidos mostraram que o produto apresentou
alterações desfavoráveis a comercialização, apresentando alteração significativa na cor,
escurecimento, como também, na textura das fatias. Numa segunda etapa utilizou-se os
processos combinados de leito fixo/leito de jorro e de leito fixo/leito fluidizado para a
secagem de pedaços cúbicos de goiaba obtidos do mesocarpo da fruta. Inicialmente, fez-se um estudo fluidodinâmico dos pedaços cúbicos de goiaba em leito de jorro e leito
fluidizado o qual mostrou a viabilidade do uso dessas técnicas, embora as propriedades
físicas do material após pré-secagem em leito fixo tenham afetado sensivelmente a
fluidodinâmica dos leitos, os quais sofreram modificações estruturais. No estudo
fluidodinâmico em leito de jorro foram determinadas a velocidade mínima de jorro e a
altura máxima capaz de manter o jorro estável. Os resultados obtidos
experimentalmente foram comparados com correlações da literatura e mostraram boa
concordância. Em leito fluidizado determinou-se a velocidade de mínima fluidização
experimental os resultados obtidos apresentaram boa com os determinados através de
correlações empíricas. Posteriormente, realizou-se um estudo das propriedades físicas,
propriedades térmicas e um estudo do equilíbrio higroscópico dos pedaços cúbicos da
fruta. Os resultados encontrados da massa específica e do diâmetro mostraram que estes
se enquadram na categoria D, segundo a classificação de Geldart, o que favorece a um
jorro e fluidização incipiente. Em relação ao estudo do encolhimento dos cubos
observou-se um comportamento linear com o volume par todos os níveis de umidade do
produto durante a secagem. Contudo, para umidade de 1,5 em base seca, durante a
secagem em leito de jorro, duas regiões bem distintas foram caracterizadas pela
mudança na inclinação da curva. Em relação às propriedades térmicas estas
apresentaram a mesma tendência, ou seja, aumentando com a elevação da umidade
passando por um máximo correspondente ao máximo encontrado na massa específica.
No estudo do equilíbrio higroscópico, observou-se que as isotermas, dentro da faixa de
temperatura estudada, foram ajustadas ao modelo de Henderson apresentando um ajuste
satisfatório, não se observando efeito da temperatura. No estudo da cinética de secagem
utilizou-se o modelo difusional para esferas, truncado em quatro termos levando-se em
conta o efeito do encolhimento, os resultados obtidos para leito fixo/leito de jorro
ajustou bem os dados experimentais. Por outro lado, este modelo não prediz
satisfatoriamente o comportamento da secagem em leito fixo/leito fluidizado haja vista
o fator encolhimento não ter sido utilizado no modelo. O coeficiente de difusão efetivo
para níveis de umidades mais elevados apresentaram a mesma ordem de grandeza para
ambos os processos independente da altura do leito. A hipótese de controle difusional
externo desprezível foi confirmada a partir do número de Biot de massa que foi muito
elevado. O desempenho dos secadores foi realizado a partir da determinação das perdas
de vitamina C e da eficiência de energética do processo. Verificou-se que a degradação
do ácido ascórbico é mais acentuada em leito de fluidizado. Com relação a eficiência
energética valores mais elevados foram encontrados em níveis de umidade mais
acentuadas. De maneira geral, podemos afirmar que o sistema combinado de secagem
de pedaços cúbicos de goiaba aponta de forma promissora para a produção de um novo
produto obtido a partir de uma tecnologia simples, obtendo-se produtos com
características adequadas à comercialização. / Initially, the objective of this work was to study the drying of whole guava slices
cut in the fruit polar direction. The results pointed out that this process introduced
adverse aspects for commercialization, such as significant alteration in color, darkness,
and slices texture. Looking for a better product quality, studies on combined process
fixed bed/spouted bed and fixed bed/fluidized bed for guava cubic pieces drying were
performed in a second step. The guava slices were obtained by cutting the fruit pith in
approximately 1cm cubic form. A fluid-dynamic study in spouted bed and fluidized bed
showed the feasibility of this technique, although the physical properties of guava cubic
pieces after pre-drying in fixed bed affected the fluid-dynamics behavior causing
structural alteration. The minimum spouting velocity, the maximum spoutable height
and the minimum fluidization velocity as well, were determined and the obtained results
showed good agreement with literature correlations. In order to characterize the fruit
cubic pieces, the physical properties, thermal properties and hygroscopic equilibrium
were determined as a function of the moisture content. The results of density and
diameter pointed out that the particles were classified as type D according Geldart. In
such situation, one may expect a stable spouting with incipient fluidization. In relation
to the study of the shrinking and deformation it was observed a linear volume
contraction with the moisture reduction at all levels of product moisture content during
drying, together with a rapid rounding of the cube vertices. Spite the linear behavior,
two distinct regions, limited by 1,5 (db) moisture content, had been observed during the
spouted bed drying, characterized by the change in the curve slope. The thermal
properties, thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat, were measured as
a function of moisture content. All three presented the same trend: it was observed a
region of increasing value of the property with the moisture content with a maximum in
the region of maximum density. The Henderson model was adjusted to the hygroscopic
equilibrium isotherms; the results showed a good fitting and little effect of temperature
was observed within the studied temperature range. A diffusional model for spheres was
proposed to describe the drying kinetics. The Fick's solution, truncated in four terms of
the series and including the shrinking effect, was used in the modeling. The fixed
bed/spouted bed experimental data showed a good fitting whereas this model does not
satisfactorily predict the drying behavior in the fixed bed/fluidized bed system. The
failure in this case is probably due to the shrinking factor was not considered in the
model for fixed/fluidized bed. The effective diffusion coefficient for high levels of
moisture presented the same order of magnitude for both processes, independent of the
bed height. The internal diffusional control hypothesis for the mass transfer was then
confirmed by the high mass Biot number, calculated for both processes. The driers
performance was evaluated by means of analysis of the vitamin C loss and process
energetic efficiency. It was verified that the acid ascorbic degradation is more
significant in the fluidized bed, probably due to the instable behavior of this
configuration. With regard to the energy efficiency higher values were found for the
highest moisture content levels. In general, it is concluded that the combined system
fixed/spouted or fixed/fluidized bed drying of guava pieces is an expecting suitable
process to obtain a new product by a simple technology, getting products with adequate
characteristics to the commercialization.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/1858 |
| Date | 01 October 2018 |
| Creators | ALMEIDA, Marcello Maia de. |
| Contributors | ALSINA, Odelsia Leonor Sanchez de., PASSOS, Maria Laura de Azevedo., MEDEIROS, Maria de Fátima Dantas de., SILVA, Fávio Luiz Honorato da., SILVA, Osvaldo Soares da. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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