ESTUDO DA CINÉTICA DE SECAGEM DO BAGAÇO DO PEDUNCULO DO CAJU IN NATURA E ENRIQUECIDO, COM APLICAÇÃO DO MODELO DIFUSIONAL DE FICK.

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1 ESTUDO DA CINÉTICA DE SECAGEM DO BAGAÇO DO PEDUNCULO DO CAJU IN NATURA E ENRIQUECIDO, COM APLICAÇÃO DO MODELO DIFUSIONAL DE FICK. N. M. RIBEIRO FILHO 1 ; R. C. SANTOS 3 ; O. L. S. d ALSINA ; M. F. D. MEDEIROS 1. 1 Univrsidad Fdral do Rio Grand do Nort, Natal-PB/Brasil Univrsidad Fdral d Campina Grand, Campina Grand-PB/Brasil 3 Univrsidad Fdral da Paraíba, Aria-PB/Brasil RESUMO - O cajuiro (Anacardium occidntal L.) é nativo do Nordst do Brasil. O caju é composto por 10% d castanha 90% d pdúnculo. Dsts, o pdúnculo aprsnta a mnor prcntagm d industrialização. Estima-s qu o su aprovitamnto sja apnas d 15% da produção do pdúnculo é utilizada. No procssamnto do pdúnculo é grado como rsíduo o bagaço, qu pod sr aprovitado na alimntação animal através d nriqucimnto protéico, por via frmntativa. O objtivo dst trabalho foi d studar a cinética d scagm do bagaço do pdúnculo d caju, in natura nriqucido por via frmntativa. O psudofruto foi procssado m liquidificador industrial prnsado m pnira, para xtração do suco, m sguida, foi ralizada a cinética d scagm m stufa com circulação forçada d ar. Part do matrial inicialmnt procssado, foi submtido ao procsso frmntativo com 1% (m/m) d lvduras Saccharomycs crvisia a uma tmpratura d 33ºC utilizando um tmpo d frmntação d 4h; sqüncialmnt, ralizada a cinética d scagm dst à 60 C. Obsrvas qu apsar do bagaço do caju nriqucido não aprsnta príodo d taxa constant, ating a umidad d quilíbrio ao msmo tmpo qu o bagaço in natura, a aproximadamnt 300 minutos. Ambos os matriais, in natura nriqucido, aprsntam difusividad aparnt d 1,83 x10-8 m /min 1,46 x 10-8 m /min, rspctivamnt. Palavras-chav: Bagaço d Caju, Enriqucimnto Protéico, Cinética d Scagm. 1. INTRODUÇÃO O Brasil é o maior produtor mundial d frutas tropicais, graças às suas condiçõs d solo d clima divrsificadas, pod também ddicar-s ao plantio d frutiras d clima tmprado subtropical, produtos com lvado potncial para o mrcado xtrno (MORGADO t al., 004). Dst potncial, rsulta norm quantidad d rsíduos subprodutos da agricultura da agroindústria, com caractrísticas d uso na alimntação d ruminants (PRADO & MOREIRA, 00). A utilização d fonts altrnativas d nutrints, d baixo prço, pod colaborar na diminuição do custo d produção da carn bovina. Além do aspcto d agrssão ambintal qu os rsíduos agroindustriais aprsntam, o não aprovitamnto dos msmos constitui dsprdício, uma vz qu os rsíduos podm sr fonts nutritivas para os ruminants, pois são capazs d substituir componnts normalmnt utilizados m raçõs, sm compromtr o dsmpnho dos animais qu a starão consumindo (MAGGIONI & MARQUES, 007). Entr os principais rsíduos agroindustriais stá o caju, oriundo do cajuiro, qu tm su aprovitamnto industrial ralizado principalmnt na rgião Nordst. Est aprovitamnto visa, o bnficiamnto d castanha m mnor scala o aprovitamnto do pdúnculo. Msmo o Brasil sndo o pioniro lídr no qu diz rspito ao aprovitamnto do

2 pdúnculo do caju, considrando o aprovitamnto, dst, m forma d sucos, docs, gléias, néctars, farinhas frmntados, só 15% da produção do pdúnculo é utilizada. Uma das causas dst baixo aprovitamnto stá rlacionada ao tmpo d dtrioração do pdúnculo, qu ocasiona xcssivas prdas no campo na indústria (CAMPOS, 003). Para minimizar o impacto ambintal dos rsíduos industriais do procssamnto d alimntos agrgar valor ao produto final, inúmros studos têm sido ralizados utilizando os rsíduos das indústrias alimntícias (CAMPOS t al., 005; CORREIA, 004; HOLANDA, 1998). A ficiência da convrsão protéica por lvduras dpnd d fators como tmpratura, suprimnto d oxigênio disponibilidad d nutrints o tmpo médio para dobrar o tor d protína é d 5 horas m sistma d frmntação por batlada (WORGAN, 1973). Divrsos produtos têm sido usados com sucsso para procssamnto protéico por frmntação microbiana. YANG (1988) sugr qu, para sr conomicamnt viávl comptitiva, a bio-convrsão protéica tm d sr procssada no mio rural. Após o procsso d nriqucimnto é importantíssima a aplicação do procsso d scagm, para o dvido armaznamnto dsts matriais nriqucidos, garantindo a vida d útil, sm prda dos nutrints agrgados plo procsso frmntativo, por srm matriais biológicos com baixa rsistência ao calor. Para o procsso d scagm as isotrmas d dssorção têm maior rlvância, uma vz qu nst procsso a umidad é rmovida do produto. O procsso d nriqucimnto antrior ao procsso d scagm surg como uma altrnativa viávl d minimizar a prda do rsíduo do psudofruto do caju, agrgando valor ao produto, podndo st sr futuramnt utilizado como ração animal. O objtivo dst trabalho foi d studar a cinética d scagm do bagaço do pdúnculo d caju, in natura nriqucido por via frmntativa.. METODOLOGIA Os xprimntos foram ralizados no Laboratório d Psquisa m Mios Porosos Sistmas Particulados Laboratório d Engnharia Bioquímica, ambos, da Unidad Acadêmica d Engnharia Química da Univrsidad Fdral d Campina Grand (UFCG)..1. Prparo do rsíduo Foi utilizado psudofruto d caju (Anacardium occidntal L.) maduro, adquirido na EMPASA da cidad d Campina Grand-PB. O caju foi transportado m caixots d madira, lavado m solução clorada a 10%, m sguida com água corrnt provnint da rd d abastcimnto da CAGEPA (Companhia d Água Esgotos da Paraíba), dpois sparados, pdúnculo castanha. O pdúnculo foi procssado m liquidificador industrial pnirado para sparação do suco... Frmntação smi-sólida O nriqucimnto protéico do bagaço do pdúnculo do caju foi ralizado m cultivo smi-sólido, usando concntração da lvdura Saccharomycs crvisia, Frmnto Flischmann Royal. A concntração da lvdura adicionada foi 1% a tmpratura d

3 cultivo usada foi 33 C m stufa d circulação forçada d ar, d acordo com a otimização dscrita por CAMPOS (003). A utilização da Saccharomycs crvisia no cultivo smisólido do bagaço do pdúnculo d caju viabiliza a obtnção do concntrado protéico, lvando sta concntração m até,5 vzs..3. Cinética d scagm do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido. Os dois matriais m studo, foram submtidos ao scagm m cadinhos d alumínio, prviamnt psados, lvados a stufa com circulação forçada d ar, a 60 C. Est procsso s rptiu m fas d rvzamnto das 3 amostras até qu atingida a umidad d quilíbrio, a partir dst ponto as 3 amostras foram lvadas a stufa, sm circulação d ar, a 105 C por 4 horas para dtrminação da umidad d quilíbrio (bas sca) por método gravimétrico, fazndo uso da Equação 1. m m (1) i f bs m f Com os dados xprimntais da scagm foram calculados os valors da razão d umidad, Equação : () RU 0 Ond: RU - razão d umidad adimnsional; - umidad absoluta, bas sca, bs; - umidad d quilíbrio, bs; 0 - umidad inicial, bs..4. Calculo da Difusividad Aparnt O coficint d difusão aparnt foi calculado a partir da solução analítica da ª Li d Fick para placa plana, considrando apnas um trmo da séri (Equação 3). Dsta solução, quando linarizada, pod-s obtr a inclinação das curvas d ln (- / 0 - ) m função do tmpo d scagm. O critério utilizado para acitar a adquação linar sobr os pontos xprimntais foi à obtnção d um coficint linar d dtrminação R >0,90 para o príodo dcrscnt d scagm, utilizando a Equação 4. (3) 0 8 n o n 1 1 xp n 1 L D ap t 8 D t (4) ap ln ln 0 L Ond: - umidad absoluta, bas sca, bs; - umidad d quilíbrio, bs; 0 - umidad inicial, bs; D ap difusividad aparnt; L spssura para uma placa plana (L) Os valors d difusividad aparnt foram calculados comparando a quação 4 à quação da rta, considrando a Equação 5: D ap (5) a K L Ond: a coficint angular.

4 3. RESULTADOS 3.1. Cinética d scagm do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido. As figuras, 1, aprsntam o contúdo d umidad contra o tmpo no procsso d scagm do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido. Figura 1: Contúdo d umidad contra o tmpo no procsso d scagm do psudofruto do caju, in natura. Figura : Contúdo d umidad contra o tmpo no procsso d scagm do psudofruto do caju, nriqucido. Apsar da umidad inicial (1,5486 g d água/g do sólido sco) obsrvada no bagaço do psudofruto nriqucido sr mnos qu a mtad do valor ncontrado para o bagaço d psudo fruto in natura (4,6577 g d água/g do sólido sco), o tmpo ncssário para atingir o quilíbrio foi praticamnt o msmo para ambos os matriais, aproximadamnt 300 minutos. As figuras, 3 4, aprsntam a taxa d scagm do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido, m função do contúdo d umidad. Figura 3: Taxa d scagm do bagaço do psudofruto do caju, in natura, m função do contúdo d umidad Figura 4: Taxa d scagm do bagaço do psudofruto do caju, nriqucido, m função do contúdo d umidad

5 Obsrva-s na Figura 3 a prsnça do príodo d taxa constant d scagm no bagaço in natura com uma umidad crítica d 1,0051 (bs). Entrtanto o matrial nriqucido, Figura 4, não aprsntou príodo d taxa constant, dvido a qu a scagm foi iniciada com umidad d 1,5486 (bs), possivlmnt abaixo da crítica. Est fato ocorru dvido a qu, após o nriqucimnto, o matrial foi submtido a um procsso d inativação das lvduras ralizado por horas a 60 C, msma tmpratura d scagm, o qu provocou uma diminuição important da umidad do matrial. Comparando a scagm do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido, a partir da umidad d 1,0051 1,0309 (b.s), rspctivamnt, obsrva-s qu a taxa d scagm do matrial nriqucido é maior m torno d 0,03 kg/m.min m média, nquanto o matrial in natura a partir dsta umidad aprsnta taxa d 0,004 kg/m.min m média. O fato da taxa d scagm do matrial nriqucido sr maior qu a do matrial in natura, s dv provavlmnt à caractrística hidrofóbica d algumas protínas adquiridas plo matrial após o procsso d nriqucimnto. 3.. Aplicação do modlo difusional A Tabla 1 aprsnta a aplicação d ajust do modlo difusional a partir dos dados d cinética do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido. Tabla 1: Dados obtidos com a aplicação d ajust do modlo difusional a partir dos dados d cinética do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido. Parâmtros K* Dap (x10 8 m /min) R P (%) In natura 0,00 ± 0,00 1,8 0,9850 7,69 Enriqucido 0,016 ± 0,001 1,46 0,9850 0,77 Os valors ncontrados para difusividad aparnt do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido, são rspctivamnt, 1,83 x10-8 m /min 1,46 x 10-8 m /min, aprsntando R por volta d 0,98. Em todos os modlos mpíricos obsrvam-s pqunas difrnças no parâmtro K, quando comparados ao valor ncontrado do coficint angular (K) do modlo difusional d Fick. O modlo d Pag, nst parâmtro para ambos os matriais, foi qu aprsntou maiors divrgências quando comparado ao modlo difusional, dvido ao tipo d quação, ond o tmpo não aparc linarmnt. 4. CONCLUSÃO Apsar da umidad inicial d scagm do bagaço do psudofruto d caju in natura (4,6577 b.s) sr bm maior qu a umidad inicial d scagm do bagaço nriqucido (1,5486 b.s), ambos atingm umidad d quilíbrio (b.s) a aproximadamnt 300 minutos; Abaixo da umidad crítica, a taxa d scagm do bagaço do psudofruto do caju nriqucido (0,03 kg/m.min m média) é maior qu a taxa d scagm do bagaço do psudofruto in natura (0,004 kg/m.min m média);

6 Difusividad aparnt do bagaço do psudofruto do caju, in natura nriqucido, são rspctivamnt, 1,83 x10-8 m /min 1,46 x 10-8 m /min, aprsntando R por volta d 0,98; 5. REFERENCIAS CAMPOS, A.R.N. Enriqucimnto protéico do bagaço do pdúnculo d caju (Anarcadium occidntal L.) por frmntação smi-sólida. Campina Grand, Paraíba, 003, 87p. (Dissrtação) - Univrsidad Fdral d Campina Grand. CAMPOS, A.R.N.; SANTANA, R.A.C.; DANTAS, J.P.; OLIVEIRA, L.S.C.; SILVA, F.L. H. Enriqucimnto Protéico do Bagaço do Pdúnculo d Caju por Cultivo Smi- Sólido. Rvista d Biologia Ciência da Trra, Blo Horizont, v. 5, n., p. 7-8, 005. CORREIA, R. T. P. Estudo do cultivo smi-sólido d Saccaharomycs crvisia Rhizopus oligosporus m rsíduo d abacaxi f. Ts (Doutorado m Tcnologia d Procssos Bioquímicos) Univrsidad Fdral do Rio Grand do Nort, Natal. HOLANDA, J.S.; OLIVEIRA, A.J.E.; FERREIRA, A. C. Enriqucimnto protéico d pdúnculos d caju com mprgo d lvduras, para alimntação animal. Psquisa Agropcuária Brasilira.v.33,n.5,p.79, MAGGIONI, Danil & MARQUES, Jair d Araújo. Rsíduos agroindustriais na alimntação d ruminants: uma rvisão. PUBVET, Publicaçõs m Mdicina Vtrinária Zootcnia. Disponívl: V. 1, N. 6, Nov, ISSN , 007. MORGADO, I.F., AQUINO, C.N.P., TERRA, D. C. T. Aspctos conômicos da cultura do abacaxi: sazonalidad d prços no Estado do Rio d Janiro. Rvista Brasilira d Fruticultura, v. 6, n.1, 004. Disponívl m: Acsso m: 05/06/007. MOURA, R.S.F; GOUVEIA, J.P.G.; ALMEIDA, F.A.C.; SOUSA,A.G.; SILVA, M.M.; OLIVEIRA, A.M. A.V. Modlagm matmática para isotrmas m polpa d caju. Rvista d biologia ciências da trra. ISSN Volum 4 - númro - º Smstr 004. PRADO, I.N. & MOREIRA, F.B. Suplmntação d Bovinos no Pasto Alimntos Altrnativos Usados na Bovinocultura. Maringá PR. EDUEM UEM, p. TEDESCO, J.M.; GIANELLO, C.; BISSANI, C.A.; BOHNEN, H.; VOLKWEISS, S. J. Análiss d Solo, Plantas outros Matriais. Boltim Técnico n 5. Dpartamnto d Solos, Faculdad d Agronomia. UFRS. Porto Algr-RS WORGAN, J.T. Protin production by microorganisms from carbohydrat substrats. In: JONES, J.G.W. (Ed.). Th biological fficincy of protin production. Cambridg: Univ. Prss, p YANG, S.S. Protin nrichmnt of swt potato rsidu with amylolitic yasts by solid-stat frmntation. Biotchnology and Bionginring, Nw York, v.3, p , 1988.

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