Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Londrina Departamento Acadêmico de Alimentos SECAGEM Profa. Marianne Ayumi Shirai Secagem Aplicação de calor sob condições controladas para remover, por evaporação, a maioria da água normalmente presente em um alimentos; Objetivos: reações químicas, enzimáticas microbianas; Reduzir peso e volume dos produtos: transporte, embalagens e armazenamento; Conveniência para consumidor e fabricante. 1
Alimentos desidratados Produtos desidratados não são estéreis; Tratamento prévio: branqueamento, pasteurização ou esterilização; Embalagens impermeáveis ao vapor de água; Alimentos porosos são sensíveis oxidação (lipídeos, pigmentos, vitaminas e substâncias aromáticas): embalagem a vácuo, impermeável O 2, opaca ou atmosfera inerte N 2. Atividade de água (Aw) Interações da água com solutos Água livre Água ligada O termo atividade de água foi criado para designar o quanto de água está disponível no alimento. Classificação dos alimentos em função da Aw: Alimentos com baixa umidade (Aw < 0,60) Alimentos com umidade intermediária (0,60 < Aw < 0,90) Alimentos com alta umidade (Aw > 0,90) 2
Velocidade das reações em função da atividade de água Labuza (1968) Atividade de água para diversos alimentos Alimentos Atividade de água (Aw) Frutas frescas e vegetais > 0,97 Carnes frescas > 0,95 Ovos 0,97 Pão 0,95 0,96 Arroz 0,80 0,87 Farinha de trigo 0,67 0,87 Mel 0,54 0,75 Cereais 0,10 0,20 Açúcares 0,10 3
Alterações nos alimentos Encolhimento (Shrinkage); Perda da capacidade de rehidratação; Escurecimento enzimático, caramelização, reação de Maillard; Cristalização de açúcares (são solúveis em água); Perda de nutrientes e aroma; Endurecimento superficial (case hardening). Encolhimento (Shrinkage) 4
Changes of a plant cell at microstructural level during dehydration (a) fresh cell; (b) shrinkage and plasmolysis; (c) cell to cell debonding and (d) cell rupture and cavity formation. Mayor, Pissarra, Sereno. Journal of Food Engineering, 2008. Secagem com ar quente É a secagem pelo calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e circulação de ar controlados; O ar é o mais usado meio de secagem por causa de sua abundância, conveniência e porque o seu controle no aquecimento do alimento não apresenta maiores problemas; Fatores que controlam a capacidade do ar de remover água de um alimento: UR do ar Temperatura do ar Velocidade do ar Espessura Área exposta 5
Mecanismo de secagem 1) Ar quente cede calor para água na superfície do alimento; 2) Água evapora e difunde no ar em movimento; 3) Ar carrega a umidade da superfície do alimento; 4) Um gradiente de pressão de vapor de água é estabelecido entre o interior do alimento úmido e ar seco; 5) Gradiente de umidade => força motriz para remoção da água Carta psicrométrica Pressão Barométrica: 101,325 kpa = 760 mmhg Umidade Absoluta 6
Ws (Kg H 2 O/Kg sólido seco) 28/05/2017 Curvas de secagem Tempo Períodos: A-B: Estabilização das condições superficiais do sólido com o ar de secagem (temperatura); B-C: Período de velocidade constante, ocorre a secagem da umidade presente na superfície externa do sólido; C-D: Período de velocidade decrescente, o líquido migra dentro dos poros do sólido e quando chega à superfície evapora; D-E: segundo período de velocidade decrescente, o restante do líquido presente no interior do sólido evapora nos poros e difunde como vapor até alcançar a superfície. Isoterma de sorção e dessorção A = teor de água na monocamada B = teor de água na multicamada C = água livre 7
Tipos de secadores 1) Secadores adiabáticos: calor conduzido por meio de ar quente: secador de cabine ou bandejas, de túnel, rotativo, atomizador ( spray drier ), leito fluidizado, fornos secadores; 2) Secadores com transferência de calor por superfície sólida: geralmente trabalha-se com vácuo: secador de tambor ( drum-drier ) e outros secadores a vácuo; 1) Liofilização: remoção de água por sublimação (com congelamento e sob vácuo). 8
Secagem natural Exposição do produto ao sol e vento; Antes de expor o alimento ao sol deve-se fazer um tratamento antioxidante para evitar escurecimento enzimático; O tempo de secagem para cada produto depende do seu teor de água, do total de irradiação solar, mas pode-se calcular como sendo de 2 a 12 dias para climas tropicais; Exemplos: café, cacau. Secagem solar 9
Secador em batelada de bandejas https://www.youtube.com/watch?v=vwoykpq1ro0&index=2&list=pln s1dskkpt7r5b_jfb8gteysongxnqogn Secador contínuo de túnel 10
Secador contínuo de esteira https://www.youtube.com/watch?v=ewjqpkcztmy&index=5&list=plns1dskkpt 7R5B_jfb8gteySonGXnqogn Secador de leito fluidizado https://www.youtube.com/watch?v=sq719ohznbk&list=plns1 DSKKpT7R5B_jfb8gteySonGXnqogn&index=1 11
Secagem por atomização ou pulverização https://www.youtube.com/watch?v=wr6s3pqrktq&index=3&list=p Lns1DSKKpT7R5B_jfb8gteySonGXnqogn Classificação dos secadores de acordo com o movimento de atomização 12
DISCO GIRADOR DISCO GIRADOR 13
Ciclone: Recuperação de finos arrastados pelo ar Secagem por contato direto com uma superfície quente https://www.youtube.com/watch?v=wpzz6ahp0yg 14
Liofilização 15
Liofilizadores 16