PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FRUTOS DE MAMONA DURANTE A SECAGEM

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Ana do Carmo de Sá Faria
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1 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FRUTOS DE MAMONA DURANTE A SECAGEM André Luís Duarte Goneli 1, Paulo César Corrêa 1, Osvaldo Resende 2, Fernando Mendes Botelho 1 1 Universidade Federal de Viçosa, andregoneli@vicosa.ufv.br, copace@ufv.br, fernando_eaa@yahoo.com.br; 2 Universidade Federal de Rondônia, osvresende@yahoo.com.br RESUMO - O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da variação do teor de água nas propriedades físicas dos frutos de mamona, variedade Guarani. A massa específica aparente foi determinada diretamente utilizando-se uma balança de peso hectolitro. A massa específica unitária foi determinada pela divisão entre a massa de um fruto pelo seu volume. A porosidade foi determinada indiretamente em função das massas específicas aparente e unitária. Com base nos resultados encontrados, conclui-se que a redução no teor de água pela secagem influencia as propriedades físicas dos frutos de mamona. Os valores das massas específicas aparente e unitária sofreram redução de seus valores com a redução do teor de água, diferentemente da maioria dos produtos agrícolas. Os valores de porosidade também foram reduzidos com o decréscimo do teor de umidade. INTRODUÇÃO A mamona (Ricinus communis L.) é uma planta oleaginosa de relevante importância econômica e social. É uma cultura encontrada em várias regiões do Brasil, sendo produzida tradicionalmente em pequenas e médias propriedades, gerando emprego e renda, em razão de suas inúmeras possibilidades de aplicação na área industrial, além da perspectiva de potencial energético na produção de biodiesel, tornando-se um agronegócio bastante promissor. Visando-se o estabelecimento de uma agricultura mais competitiva e lucrativa, torna-se necessário o emprego de tecnologias que possibilitem a otimização do processo. Neste sentido, o conhecimento sobre as propriedades físicas de produtos agrícolas é de fundamental importância para uma correta conservação, bem como para o dimensionamento e operação de equipamentos para as principais operações pós-colheita de produtos agrícolas. Alterações de características físicas como tamanho, volume, massas específicas unitária e aparente e porosidade, em função do teor de umidade e outros fatores, durante e depois da secagem, tem sido adequadamente investigado por diversos autores para vários produtos agrícolas. A secagem é o processo mais utilizado para assegurar a qualidade e estabilidade dos produtos agrícolas. Assim, a diminuição da quantidade de água do material reduz a atividade biológica e as mudanças físico-químicas que ocorrem durante o armazenamento. As variações das propriedades físicas em função do teor de umidade e de outros fatores durante a secagem de vários produtos têm sido investigadas por diversos autores (AMIN et al., 2004; BARYEH, 2002; RIBEIRO et al., 2005).

2 A redução do teor de água dos grãos envolve simultaneamente processos de transferência de calor e massa, o que pode alterar de forma substancial a qualidade e as propriedades físicas do produto, dependendo do método e das condições de secagem (HALL, 1980). Ante ao exposto e devido a grande importância do conhecimento e variabilidade existente nas propriedades físicas dos produtos agrícolas, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do processo de secagem nas propriedades físicas dos frutos de mamona. MATERIAL E MÉTODOS O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Propriedades Físicas e Avaliação de Qualidade de Produtos Agrícolas do Centro Nacional de Treinamento em Armazenagem (CENTREINAR), localizado no Campus da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa - MG. Foram utilizados frutos de mamona, da variedade Guarani, com teor de água inicial de aproximadamente 71 % b.u. A secagem foi realizada à temperatura controlada de 50ºC, até que o teor de água final de aproximadamente 12 % b.u., fosse atingido. O conteúdo de água dos produtos foi determinado pelo método da estufa, a 105 ± 1 C, durante 24 horas, em três repetições. Ao término de cada tratamento de secagem as amostras foram homogeneizadas e encaminhadas para determinação das propriedades físicas. A massa específica aparente (ρ ap ) foi determinada utilizando-se uma balança de peso hectolitro, com capacidade de um litro, em três repetições, sendo os resultados expressos em kg -3. A massa específica unitária (ρ u ) foi determinada pela divisão da massa de um fruto pelo seu volume, em 25 repetições, sendo os resultados expressos em kg -3. Para o cálculo do volume de cada fruto, foram realizadas medidas dos eixos ortogonais referentes a largura (a), comprimento (b) e altura (c) de cada fruto, com o auxílio de um paquímetro digital com resolução de 0,01 mm, sendo o volume (V) calculado de acordo com a seguinte expressão (MOHSENIN, 1986): π a b c V= 6 A porosidade (ε), expressa em %, foi obtida em função da massa específica aparente e da massa específica unitária de acordo com a equação descrita por Mohsenin (1986): (1)

3 ρ uρ ap ε = (2) Os dados obtidos foram submetidos à análise de regressão e seleção do modelo matemático adequado para expressar a relação entre as variáveis estudadas. RESULTADOS E DISCUSSÃO Nas Figuras 1 e 2, são apresentados, respectivamente, os valores das massas específicas aparente e unitária dos frutos de mamona em função do teor de umidade. De acordo com as Figuras 1 e 2, verifica-se que ocorreu a diminuição da massa específica aparente e da massa específica unitária das sementes de mamona com a redução do teor de umidade, diferentemente do que foi observado, por diversos autores, para a maioria dos produtos agrícolas (AMIN et al., 2004; BARYEH, 2002; RIBEIRO et al., 2005). De acordo com Goneli et al. (2005), essas diferenças devem-se, provavelmente, à reduzida contração do tegumento das sementes de mamona durante o processo de secagem, diferentemente do que ocorre com o conjunto embrião e endosperma, localizado na parte interior da semente. Os frutos de mamona são constituídos em sua maior proporção por sementes, variando de três a quatro a quantidade de sementes por fruto. A relação direta das massas específicas aparente e real, com o teor de água, também foi encontrada por Afonso Júnior (2001) trabalhando com frutos e grãos de café. Os valores encontrados para os frutos de mamona variaram de 358,80 a 309,06 kg.m -3 e de 1138,03 a 654,84 kg.m -3, respectivamente, para as massas específicas aparente e unitária, na faixa de umidade de 71,36 a 11,63 % b.u. Na Figura 3, são apresentados os valores observados e estimados da porosidade dos frutos de mamona em função do teor de água (% b.u.). De acordo com a Figura 3, observa-se que a porosidade dos frutos de mamona descreve comportamento semelhante à maioria dos produtos agrícolas, apresentando redução dos seus valores com a diminuição da umidade. Os valores variaram de 68,47 a 52,80 %, para a faixa de umidade de 71,36 a 11,63 % b.u. Esses valores assemelham-se aos os observados por Afonso Júnior (2001) trabalhando com frutos e grãos de café. Na Tabela 1, encontram-se os modelos ajustados aos dados de massa específica aparente, de massa específica unitária e de porosidade, em função do teor de água (U), para os frutos de mamona, com seus respectivos coeficientes de determinação (R2). Os modelos mostraram-se

4 adequados em estimar as variáveis analisadas, representando satisfatoriamente o fenômeno em estudo. CONCLUSÕES Para a variedade de mamona estudada, pode-se concluir que a redução do teor de água, durante a secagem, promove a redução das massas específicas aparente e unitária e da porosidade dos frutos. Além disso, pode-se concluir que os modelos utilizados descrevem satisfatoriamente os fenômenos estudados. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS AFONSO JÚNIOR, P.C. Aspectos físicos, fisiológicos e de qualidade do café em função da secagem e do armazenamento. Viçosa, UFV, p. (Dissertação - Doutorado em Engenharia Agrícola). AMIN, M.N.; HOSSAIN, M.A; ROY, K.C. Effects of moisture content on some physical properties of lentil seeds. Journal of Food Engineering, v., n.1, p.83-87, COUTO, S.M.; MAGALHÃES, A.C.; QUEIROZ, D.M.; BASTOS, I.T. Massa específica aparente e real e porosidade de grãos de café em função do teor de umidade. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.3, n.1, p.61-68, 1999 BARYEH, E.A. Physical properties of millet. Journal of Food Engineering, v.51, n.1, p.39-46, GONELI, A.L.D.; CORRÊA, P.C., FIGUEIREDO NETO, A. Influência do processo de secagem sobre as propriedades físicas das sementes de mamona. IN: II CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANTAS OLEAGINOSAS, ÓLEOS, GORDURAS E BIODIESEL, 2005, Varginha, MG. Cd Roon... Universidade Federal de Lavras, UFLA, MOHSENIN, N.N. Physical properties of plant and animal materials. New York: Gordon and Breach Publishers, RIBEIRO, D.M.; CORRÊA, P.C.; RODRIGUES, D.H.; GONELI, A.L.D. Análise da variação das propriedades físicas dos grãos de soja durante o processo de secagem. Revista Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v.25, n.3, p , 2005.

5 Massa específica aparente (kg.m -3 ) Valores observados Valores estimados Teor de água (% b.u.) Figura 1. Valores observados e estimados da massa especifica aparente dos frutos de mamona em função do teor de água Massa específica unitária (kg.m -3 ) Valores observados Valores estimados Teor de umidade (% b.u.) Figura 2. Valores observados e estimados da massa especifica unitária dos frutos de mamona em função do teor de água Porosidade (%) Valores observados Valores estimados Teor de água (% b.u.)

6 ** ε Figura 3. Valores observados e estimados da porosidade dos frutos de mamona em função do teor de água. Tabela 1. Modelos de regressão ajustados aos valores observados das massas específicas aparente (ρap1) e unitária (ρu1) com seus respectivos coeficientes de determinação (R2) e níveis de significância. Teste Equações R 2 (%) Massa específica aparente ρ ap = ** ** ** 2 227, ,0549 U - 0,0689 U 89,71 ++ Massa específica unitária ρ = ** ** ** 2 u 498, ,4167 U - 0,0662 U 99,35 ++ Porosidade = 49, ,21 43 U 88,19 ++ **Significativo a 1% de probabilidade, pelo teste t. ++ Significativo a 1% de probabilidade, pelo teste F.

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