Orientador: Osvaldir Pereira Taranto

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A cenoura está entre as hortaliças com maior cultivo no cenário nacional consumida tanto na forma in natura quanto processada. Esta hortaliça apresenta elevado valor nutritivo e destaca-se pelo alto teor de ?-caroteno. Contudo, como a cenoura in natura é um produto perecível este vegetal tem...

Resumo: A cenoura está entre as hortaliças com maior cultivo no cenário nacional consumida tanto na forma in natura quanto processada. Esta hortaliça apresenta elevado valor nutritivo e destaca-se pelo alto teor de ?-caroteno. Contudo, como a cenoura in natura é um produto perecível este vegetal tem sido utilizado na forma desidratada como ingrediente para a formulação de produtos industrializados. A secagem é uma operação unitária que possibilita maior vida de prateleira, além de redução dos custos com armazenamento e transporte. Um método alternativo para a secagem de alimentos é a secagem com aplicação de micro-ondas, pois o calor é gerado no interior do material diferente da secagem convencional com ar quente, o que resulta em menor tempo de processamento. Este trabalho teve como objetivo o estudo da secagem convectiva de cenoura combinada com aplicação de micro-ondas em secador de leito fixo. Para tanto, técnicas de planejamento experimental e análise estatística dos resultados foram empregadas para avaliar a influência da temperatura do ar de secagem e da potência de micro-ondas na qualidade do produto em termos de umidade final, cor, textura e encolhimento. Foram efetuados dois planejamentos experimentais, sendo que no Planejamento A, a energia de micro-ondas foi aplicada durante todo o processo de secagem, enquanto que para o Planejamento B, a radiação foi aplicada após 30 minutos iniciais de secagem convectiva a 80 °C. Além disso, foi realizada a secagem de cenoura somente por convecção a 70 e 80 °C. A cinética de secagem apresentou um período de taxa constante, seguido de um período de taxa decrescente, tanto para a secagem com aplicação de micro-ondas quanto para a secagem puramente convectiva. A secagem com aplicação contínua de micro-ondas acelerou a retirada da umidade em relação à secagem convectiva, reduzindo o tempo de processo em pelo menos 60%. Já para o Planejamento B, em que a radiação foi aplicada a partir dos 30 minutos iniciais de secagem, o tempo de processo foi reduzido em pelo menos 50% comparado ao processo convectivo. O Planejamento A resultou em menor tempo de processo e maiores taxas de secagem em relação ao Planejamento B, sendo que em ambos foram obtidos valores para o conteúdo final de umidade, na faixa de 7,18 a 14,57% (b.u.). O aumento da potência de micro-ondas proporcionou menor encolhimento e umidade final, porém foi observada maior degradação da cor e textura mais dura, para ambos os planejamentos. A temperatura do ar, por sua vez, apresentou uma influência secundária na secagem quando micro-ondas foram incorporadas ao processo. As melhores condições de secagem obtidas para o Planejamento A, de acordo com a análise das curvas de nível e função desejabilidade global foram: temperatura do ar de 50 °C e potência de micro-ondas de 100 W. O segundo planejamento diferiu apenas quanto à temperatura do ar, apresentando como melhores condições de secagem: temperatura do ar de 45 °C e potência de micro-ondas de 100 W, mantendo-se a secagem inicial convectiva a 80 °C durante 30 minutos

Abstract: Carrot is among the most cultivated vegetables on the national scenery, being consumed fresh or in the processed form. This vegetable presents a high nutritional value and is distinguished by its high content of ?-carotene. However, since carrot is a perishable product, it has been used in...

Abstract: Carrot is among the most cultivated vegetables on the national scenery, being consumed fresh or in the processed form. This vegetable presents a high nutritional value and is distinguished by its high content of ?-carotene. However, since carrot is a perishable product, it has been used in dried form, as an ingredient in the formulation of industrial products. Drying is a unit operation which allows longer shelf-life and reduces storage and transportation costs. Microwave drying represents an alternative method for food drying, once that the heat is generated inside the material differing from conventional drying by hot air, which results in shorter processing time. The aim of this work was to investigate microwave assisted convective air drying of carrots in a fixed bed dryer. Therefore, experimental design techniques and statistical analysis of the results were performed to analyze the influence of the air temperature and microwave power level on the product quality in terms of final moisture content, color, texture and shrinkage. Two experimental designs were performed which in the experimental design A, microwave power was applied during the whole drying process, while in the experimental design B, radiation was applied after 30 minutes of convective drying with air temperature at 80 °C. Moreover, it was also performed the drying of carrot only by convective drying with air at 70 and 80 °C. Drying kinetics showed a constant drying rate period, followed by decreasing drying rate period for both microwave and convective drying. Microwave continuous drying accelerated the removal of moisture content compared to convective drying, reducing at least 60% of the process time. In which the application of radiation was carried out after 30 minutes of drying, the process time was reduced by at least 50% compared to the convective drying. The experimental design A resulted in shorter process time and higher drying rates in relation to experimental design B, once that both were obtained values for the final moisture content in the range from 7.18 to 14.57% (w.b.). The increase on microwave power level provided less shrinkage and final moisture, however greater color degradation and harder texture were observed for both experimental designs. On the other hand, the air temperature showed a secondary effect on the drying process when the microwaves were incorporated into the process. The best conditions obtained for experimental design A, according to the analysis of contour curves and global desirability function were: air temperature at 50 °C and microwave power level of 100 W. The second experimental design differed only in the air temperature, presenting the best drying conditions: air temperature at 45 °C and microwave power level of 100 W, maintaining initial convective drying at 80 °C for 30 minutes