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Title: Otimização da desidratação osmo-convectiva de cubos de mandioca.
???metadata.dc.creator???: PESSOA, Thayze Rodrigues Bezerra.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: AOUAR, Anoar Abbas El.
???metadata.dc.contributor.referee2???: MARTINS, Pierre Corrêa.
???metadata.dc.contributor.referee3???: AMORIM, Joselma Araújo de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: OLIVEIRA, Laercio Gomes de.
Keywords: Mandioca;Desidratação osmótica;Secagem;Processo híbrido de secagem;Cassava;Osmotic dehydration;Drying;Hybrid drying process
Issue Date: 30-Nov-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: PESSOA, Thayze Rodrigues Bezerra. Otimização da desidratação osmo-convectiva de cubos de mandioca. 195 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018.
???metadata.dc.description.resumo???: O presente trabalho teve como objetivo estudar o processo híbrido de desidratação osmótica e secagem convectiva de cubos de mandioca (Manihot esculenta Crantz.). O processo de desidratação osmótica foi estudado através do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) a diferentes condições de temperatura do processo (19-63°C), concentração de soluto (23-67% p/p), tempo de operação (70-190 min.) e concentração de NaCl (0-20 % p/p). A otimização do processo foi verificada através das relações de mínimo ganho de sólidos com as máximas perdas de umidade e redução de atividade de água do material. A secagem convectiva foi realizada a diferentes temperaturas do ar de secagem (50 a 70°C), com velocidade de 1,35 m/s e umidade absoluta de 0,060 g água/g ar seco. A condição otimizada escolhida para a desidratação osmótica dos cubos de mandioca foi: 52°C, 56% em peso de soluto, 10% em peso de cloreto de sódio, 190 minutos e 180 rpm de agitação. As menores faixas de redução de volume e de área superficial dos cubos de mandioca desidratados osmoticamente ocorreram em baixas temperaturas de operação (30°C) e de concentrações de NaCl (5%), e as máximas faixas de redução destes parâmetros ocorreram em altas temperaturas de operação (52°C) e de concentração de NaCl (15%). A redução dos cubos de mandioca no processo de desidratação osmótica apresentou comportamento anisotrópico. As difusividades efetivas médias de umidade e de sólidos para a desidratação osmótica dos cubos de mandioca na condição otimizada foram da ordem de 10-8 m2/s. As isotermas de dessorção para os cubos de mandioca in natura e desidratados osmoticamente apresentaram a forma sigmoidal do tipo II e o modelo de GAB apresentou o melhor ajuste (R² > 98% e P% < 10%) para os dois tipos de amostras analisadas. A secagem convectiva dos cubos de mandioca desidratados osmoticamente à diferentes temperaturas produziram produtos com baixo conteúdo de umidade (inferior a 13% em base úmida). Na secagem a 60°C foram obtidos produtos desidratados osmoticamente e secos com menor alteração de cor e conteúdo de umidade desejável (faixa de 10 a 11%). As difusividades efetivas médias de umidade obtidas através do modelo de Fick para a secagem convectiva dos cubos de mandioca in natura e desidratados osmoticamente para faixa de 50 a 70°C foram da ordem de 10-10 m2/s. O processo híbrido nas melhores condições de operação gerou um produto seco com 10,2% de umidade, 15,2% de sacarose, 5,3% de cloreto de sódio e 44,94% de amido. O produto obtido do processo híbrido dos cubos de mandioca pode ser empregado na produção de alimentos a base de mandioca.
Abstract: The present work had as objective to study the hybrid process of osmotic dehydration and convective drying of cassava cubes (Manihot esculenta Crantz.). The osmotic dehydration process was studied through the Rotational Central Compound Design (DCCR) at different conditions of the temperature process (19-63°C), solute concentration (23-67% w/w), operating time (70- 190 min.) and NaCl concentration (0-20% w/w). The optimization process was verified through the fraction of minimum solids gain with the maximum moisture loss and the material water activity reduction. Convective drying was performed at different temperatures of the drying air (50 to 70°C), 1.35 m/s air velocity and 0,060 g water/g dry mass absolute humidity. The optimum condition chosen for osmotic dehydration of cassava cubes was: 52°C, 56% by weight solute, 10% by weight sodium chloride, 190 minutes and 180 stirring. The lower ranges of volume reduction and surface area of the osmotically dehydrated cassava cubes occurred at low operating temperatures (30°C) and NaCl concentrations (5%), and the maximum ranges of reduction of these parameters occurred at high operation temperatures (52°C) and NaCl concentration (15%). The cassava cubes reduction in the osmotic dehydration process presented anisotropic behavior. The average effective moisture and solids diffusivity for the osmotic dehydration of the cassava cubes in the optimized condition were in the order of 10-8 m2/s. The desorption isotherms to the cassava cube “in natura” and osmotically dehydrated has presented sigmoidal form II and the GAB model presented the best fit (R² > 98% and P% <10%) for the two types of samples analyzed. The connective drying of the cassava cubes dehydrated osmotically at different temperatures has produced products with low moisture value ( within 13% humidity base). Drying at 60°C were obtained products dehydrated osmotically and dry with lower color change and humidity accepted value ( from 10 to 11%). The effective diffusivity moisture obtained by the Fick model for the convective drying of the manioc cubes in natura and dehydrated osmotically to the 50°C to 70°C were in the order of 10-10 m2/s. The hybrid process at better operation conditions has generated a dry product with 10.2% humididy, 15.2% sucrose, 5.3% sodium choride and 44.94% starch. The obtained product from the cassava cubes hybrid process can be used in the food production at cassava base.
Keywords: Mandioca
Desidratação osmótica
Secagem
Processo híbrido de secagem
Cassava
Osmotic dehydration
Drying
Hybrid drying process
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23561
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