Orientador: Carlos A. Gasparetto

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Nesta pesquisa foi estudado o processo de incrustação de hesperidina nas superfícies dos tubos de evaporadores do tipo TASTE utilizados na produção de suco de laranja concentrado. Foi empregado um modelo baseado no princípio de que a incrustação é controlada por transferência de massa, calor...

Resumo: Nesta pesquisa foi estudado o processo de incrustação de hesperidina nas superfícies dos tubos de evaporadores do tipo TASTE utilizados na produção de suco de laranja concentrado. Foi empregado um modelo baseado no princípio de que a incrustação é controlada por transferência de massa, calor e quantidade de movimento, e que é dependente de efeitos interfaciais. A partir desse modelo foi utilizado um algoritmo que simula o processo de incrustação. Determinaram-se experimentalmente as seguintes propriedades físico-químicos do suco de laranja e de hesperidina: reologia do suco; solubilidade, densidade e difusividade da hesperidina. Para a descrição reológica utilizaram-se os modelos de Ostwald-de Waelle, Casson e Mizrahi-Berk. Os resultados mostraram que, dentro da faixa de interesse prático da concentração de sólidos solúveis e de temperatura, os parâmetros desses modelos puderam ser descritos por equações do tipo Arrhenius e de regressão polinomial. A concentração de hesperidina em amostras de suco extraído no laboratório variou entre 71,7 e 87,6 mg/100 ml; nas amostras de suco industrial essa concentração variou entre 87,4 e 100,1 mg/100 ml. A concentração de saturação variou entre 111,9 mg/100 ml a pH 3,0 até 118,0 mg/100 ml a pH 3,5. Foi observado que a solubilidade da hesperidina no suco depende fortemente dos óleos essenciais, porém como eles são evaporados logo no início da concentração do suco, a solubilidade do flavonóide fica muito reduzida, favorecendo o processo de incrustação. A simulação do processo mostrou que a maior parte da hesperidina tende a incrustar no segundo e terceiro estágios do evaporador, onde as condições locais favorecem o processo de difusão.

Abstract: The fouling fonnation on heat transfer surfaces of "TASTE" evaporators, used for the production of concentrated orange juice, was studied in this research. The fouling model employed assumes that the process is controlled by mass, heat and momentum transfer phenomena, and also that it is...

Abstract: The fouling fonnation on heat transfer surfaces of "TASTE" evaporators, used for the production of concentrated orange juice, was studied in this research. The fouling model employed assumes that the process is controlled by mass, heat and momentum transfer phenomena, and also that it is dependent on interfacial effects. An algorithm, which simulates the fouling process, was utilized. The following physical¬chemical properties of orange juice and hesperidin were experimentally determined:juice rheology; hesperidin solubility, density and difusivity. The juice rheology was described through the models of Ostwald-de Waelle, Casson and Mizrahi-Berk. The results showed that, within the appropriate range of soluble solids concentration and temperature, the parameters of these models can be described by Arrhenius type and polynomial regression equations. The hesperidin concentration of juice samples prepared in the laboratory varied between 71,7 e 87,6 mg/100ml. For industrial juice samples this concentration varied between 87,4 e 100,1 mg/100ml. The hesperidin concentration that caused juice saturation with the flavonoid varied from 111,9 mg/100ml at pH 3,0 to 118,0 mg/100ml at pH 3,5. Experimental data showed a strong dependence of hesperidin solubility in juice form essential oils, but as they evaporate at the beginning of the concentration process, the flavonoid solubility becomes sharply reduced, favouring the fouling formation. Process simulation showed that most part of the hesperidin contents in the juice tend to deposit in the second and third stages of the evaporator, where local conditions favour the difusion process.