Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20694
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Estudo da secagem de resíduos de acerola em tambor rotativo acoplado a micro-ondas
Alternate title (s): Study of the drying of residues of acerola in rotary drum coupled to microwave
Author: Ramadan, Lina
First Advisor: Duarte, Claudio Roberto
Second Counselor: Barrozo, Marcos Antonio de Souza
First member of the Committee: Ataíde, Carlos Henrique
Second member of the Committee: Santana, Ricardo Corrêa de
Third member of the Committee: Souza, Claudia Regina Fernandes de
Summary: A fruticultura é um segmento de destaque no agronegócio brasileiro. Aproximadamente 53% da produção são comercializadas como frutas frescas e 47% destinam-se às indústrias de fabricação de sucos, doces e geleias. O Brasil se encontra entre os maiores produtores mundiais de frutas, inclusive de acerola, alimento rico em vitaminas e compostos antioxidantes. O processamento de frutas gera, anualmente, toneladas de resíduos que, normalmente, não possuem descarte adequado. O reaproveitamento desses resíduos, além de evitar impactos negativos ao meio ambiente, possibilita a obtenção de compostos antioxidantes, que podem ser reutilizados pelas indústrias alimentícias e farmacêuticas. Entretanto, esse material possui elevado teor de umidade, que dificulta seu manuseio e reduz a vida útil do produto. A desidratação é uma operação unitária que envolve transferência de calor e de massa e pode ser aplicada para reduzir o teor de umidade a um nível que evite a proliferação microbiana e possibilite o reaproveitamento dos compostos bioativos. O método de secagem por micro-ondas vem sendo muito aplicado devido à redução do tempo de processo e do consumo energético. Porém, devido ao aquecimento heterogêneo, a associação com outro secador que confira movimento às partículas é uma opção que pode resultar em melhorias no processo. Diante do exposto, foi projetado, na FEQUI/UFU, um sistema composto por micro-ondas associado a tambor rotativo, a fim de aproveitar a eficiência de aquecimento do micro-ondas e a agitação fornecida pelo tambor rotativo. O objetivo do trabalho é avaliar a eficiência do sistema na homogeneização e secagem de resíduos de acerola. Primeiramente, foi estudada a mistura em diferentes condições de velocidade de rotação, grau de enchimento do tambor rotativo e umidade do resíduo, através da avaliação do comportamento transiente do índice de segregação. Constatou-se que velocidades elevadas e graus de enchimento baixos favoreceram o processo. Além disso, a variação de umidade não influenciou expressivamente os resultados. Posteriormente, as amostras foram submetidas à secagem em tambor rotativo acoplado a micro-ondas, e o produto final foi analisado em termos de remoção de umidade e concentração de compostos bioativos (fenólicos, flavonoides e ácido ascórbico). Foi proposto um planejamento experimental (3K) variando velocidade de rotação e potência do micro-ondas, enquanto o grau de enchimento foi fixo em 13%. Maiores concentrações de compostos antioxidantes foram obtidas a elevadas velocidades (30 e 45 rpm) e potência de 300 W. A seguir, foi estruturado um Planejamento Composto Central para analisar o efeito do grau de enchimento e da velocidade de rotação, mantendo a potência constante em 300 W. Novamente, maiores teores de compostos bioativos foram obtidos em velocidades altas e em baixos e intermediários graus de enchimento. Praticamente todas as concentrações de compostos bioativos das amostras após a secagem foram maiores que da amostra in natura. Portanto, os resultados obtidos mostraram interessante desempenho do novo equipamento, tanto na remoção de umidade quanto na qualidade do produto final, apresentando-se como um método viável para ser aplicado em processos de secagem. Dessa forma, o tambor rotativo contribui para a redução da heterogeneidade, característica apontada na literatura como limitante no processo de secagem em micro-ondas.
Abstract: Fruit growing is an important segment of Brazilian agribusiness. Approximately 53% of the production are marketed as fresh fruit and 47% are intended to produce juices, jams and jellies in manufacturing industries. Brazil is among the largest producers of fruits, including acerola, which is rich in vitamins and antioxidants. Fruit processing generates annually tons of residues that normally do not have proper disposal. Reusing agri-industrial residues avoids negative impacts on environment and enables antioxidant compounds acquisition, which can be applied in food and pharmaceutical industries. However, this material has high moisture content that turns its handing more difficult and reduces product life. Dehydration is a unit operation that involves heat and mass transfer and may be applied to reduce moisture content to a level that prevents microbial proliferation and allows the reuse of bioactive compounds. The microwave drying method has been widely utilized due to reduced process time and energy consumption. However, because of uneven heating, association with another dryer that provides motion of particles is an option that may result in process improvements. Therefore a system composed by microwave associated to rotating drum was designed at FEQUI / UFU in order to take advantage of heating efficiency by microwave and stirring provided by rotating drum. The aim is to evaluate the efficiency of the system in homogeneity and drying acerola residue. Firstly, mixing was studied at different conditions of rotational speed, fill degree and residue moisture, through the evaluation of the transient behavior of the segregation index. It was found that high speeds and low fill degrees favored the process. In addition, moisture variation did not significantly influence the results. Subsequently, samples were submitted to microwave associated to rotating drum drying, and the final product was analyzed in terms of removal moisture and bioactive compounds concentration (phenolic, flavonoids and ascorbic acid). An experimental design (3K) was proposed varying rotation speed and microwave power. Fill degree was set at 13%. Higher concentrations of antioxidant compounds were obtained at high speeds (30 and 45 rpm) and microwave power of 300 W. A Central Composite Planning was structured to analyze the effect of fill degree and rotation speed at 300 W. Again, higher levels of bioactive compounds were obtained at high speeds and low and intermediate fill degree. Practically in all cases bioactive compounds concentration of samples after drying were above of the residue in natura. Therefore, results showed interesting performance of the new equipment in the moisture removal and final product quality, presenting a viable method to be applied in drying processes. Thus, rotating drum contributes to heterogeneity reduction, a characteristic pointed in literature as a limiting in microwave drying.
Keywords: Engenharia química
Acerola - Secagem
Resíduos industriais
Micro-ondas
Resíduos agroindustriais
Compostos antioxidantes
Tambor rotativo
Drying
Agri-industrial residue
Antioxidant compounds
Microwave
rotary drum
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: RAMADAN, Lina. Estudo da secagem de resíduos de acerola em tambor rotativo acoplado a micro-ondas. 2017 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: .
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20694
Date of defense: 21-Feb-2017
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
EstudoSecagemResiduos.pdfDissertação3.04 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.