Desidratação osmótica de frutas:estudo do processo e desenvolvimento de um sistema piloto para o pré-processamento de jaca (artocarpus integrifolia l.) e cupuaçú (theobroma grandiflorum)

Abstract

Uma planta piloto foi desenvolvida para desidratação osmótica, visando o préprocessamento de frutas. Foram realizadas 3 etapas de pesquisa: 1ª etapa, experimentos em escala de bancada para desidratação osmótica; 2ª etapa, simulação da desidratação osmótica de frutas e 3ª etapa, teste na planta piloto desenvolvida com base nas condições ótimas obtidas na escala de bancada. Como frutas modelo para o estudo da desidratação osmótica em escala de bancada foram utilizadas amostras de cupuaçu iv (Theobroma grandiflorum) e jaca (Artocarpus integrifolia L.). Foi utilizada a metodologia da superfície de resposta e a função objetivo com a finalidade de se determinar as condições ótimas para a desidratação osmótica do cupuaçú e da jaca. A partir das condições ótimas estabelecidas, os experimentos do ponto ótimo foram repetidos em escala de laboratório. Usando o Software Visual Studio Express for Windows Desktop versão 11.0.50727.42, foi desenvolvido um pacote computacional para otimização da desidratação osmótica de frutas, baseado no algoritmo de Derringer e Suich (1980) para otimização de várias variáveis dependentes. O pacote computacional permite determinar sobre que condições, de temperatura e concentração, a desidratação osmótica pode ser acelerada, alcançando uma elevada perda de água e um baixo ganho de sólidos em tempos inferiores, por exemplo, a duas horas. Além disso, ele ainda permite a alteração do objetivo da desidratação por determinar sobre que condições ótimas outros produtos, como frutas cristalizadas, possam ser obtidas. Durante o estudo da desidratação foi desenvolvido um novo modelo de coeficiente de transferência de massa de água, chamado de modelo CMC (Castro, Mattedi e Chaves), que une a termodinâmica dos processos irreversíveis e a lei de Fick em um único modelo. Também foi discutido, com base nas equações que levaram ao desenvolvimento do modelo CMC, que a simulação da desidratação osmótica só será confiável se o sinergismo entre o ganho de sólidos e a perda de água for incorporado ao modelo. Para simulação do processo da desidratação osmótica de frutas foram realizadas modificações no modelo desenvolvido por Toupin e Marcotte(1989) e posteriormente modificado por Marcotte et al. (1992). As modificações propostas nesse trabalho incluíram a utilização das equações obtidas durante o desenvolvimento do modelo CMC e a utilização de novos modelos descritos na literatura para o potencial químico da água em soluções de sacarose. As modificações incorporadas ao modelo, permitiram que a simulação atingisse satisfatoriamente o objetivo da desidratação osmótica, mostrando uma boa correlação entre os dados de bancada e os resultados da simulação. Para testar a planta piloto de desidratação osmótica foram utilizadas amostras de jaca. Os resultados foram comparados com os resultados da escala de bancada e da simulação.