Resumo:
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.
