Secagem de tomates em fatias

6.2.3.1 Secador

Foi desenvolvido um secador de bandejas de material chapa de aço e pintado com tintura branca inerte, o secador mostrado na Figura 6.10 foi desenvolvida com dimensões externas de 195 x 68,5 x 77 cm com proteção exterior por madeira compensada de 24 mm de espessura. Este secador interiormente está dividido em duas áreas chamadas de câmaras, a primeira câmara está na parte inferior do secador onde foi instalado o trocador de calor de

aquecimento, a segunda é a câmara de secagem para 10 badejas para uma carga máxima de 50 kg de tomates como é mostrada na Figura 6.11. As dimensões da câmara de secagem são 70 x 58,5 x 89 cm.

Figura 6.11: Secador de bandeja com capacidade para 50 kg de produto.

O aquecimento do ar que entra ao secador consta de um trocador de calor descrito anteriormente e na parte posterior do secador está instalada outro trocador de calor que é parte do condensador do segundo ciclo do sistema de bomba de calor em cascata (ciclo de alta pressão), este trocador está conectado a outro trocador de calor a placas brasadas ou condensador do ciclo de alta pressão responsável pelo aquecimento da água do tanque reservatório de água quente.

Como está apresentado na Figura 6.12, desde o tanque reservatório de água quente (A) produzida pelo segundo circuito (alta pressão) da bomba de calor em cascata, com auxilio de uma bomba centrifuga (B) modelo QB-60, é transportada a água quente à temperatura programada no secador de bandejas (C) para manter uma temperatura constante na câmara de secagem, está água circula através do trocador de calor da primeira câmara do secador a uma

Figura 6.12: Sistema de aquecimento por água quente. A = tanque reservatório; B = bomba centrífuga; C = secador de bandejas; D = rotâmetro.

Foi instalado no secador como ser observado na Figura 6.13 um sistema de tubulação de material plástico com diâmetro interior de 200 mm (B) com a finalidade produzir una recirculação de ar quente no secador (A), onde estão instaladas chaves na entrada (D) e saída do secador (E) que permitem controlar a recirculação de ar de recirculação no secador.

O fluxo máximo de ar quente no secador e na entrada da primeira bandeja é de 0,23

m3/s, produzidas por dois ventiladores axiais marca Elco, Modelo N10-20/734BR, de 10/36W

– 1300/1550 RPM, para fonte de alimentação de 220V, 60Hz, 0,30A. Instalados uma na entrada e a outra na saída do secador. Para a medição do fluxo de ar no secador foi utilizando um tubo de Pitot conectado a um transdutor de pressão marca Cole Parmer, modelo Vernon Hills, IL 60061 e instalado na Placas A/D CAD 12/32-32.

As bandejas utilizadas no secador são de aço inoxidável com perfuração de 2,50 mm de diâmetro e com dimensões de 57 x 68 cm.

A

C

D

Figura 6.13: Secador com sistema de recirculação do ar de secagem. A = secador; B = recirculação do ar; C = entrada ar ambiente; D saída do ar quente.

6.2.3.2 Modelação empírica para a operação da instalação Planejamento experimental

Realizou-se um planejamento experimental para determinação da importância relativa dos fatores envolvidos no funcionamento da instalação em estudo, onde foram identificadas as variáveis independentes ou fatores. Os fatores são listados a seguir de forma codificada, utilizando letras:

A = Temperatura de entrada (o C) variando entre 60 e 75 o C, com o símbolo T para a variável natural;

B = Fluxo de ar ambiente entrando na instalação (Fa, símbolo para a variável natural), variando entre 50 e 100 % do fluxo possível (m3 s-1);







 B

A







 C





 D

C = Fluxo de ar na saída do secador (Fs, símbolo para a variável natural), variando entre 50 e 100 % do fluxo possível (m3 s-1);

D = Fluxo de ar de recirculação (Fc, símbolo para a variável natural), variando entre 50 e 100 % do fluxo possível (m3 s-1);

E = Fluxo de ar do ventilador 1 (F1, símbolo para a variável natural), variando entre 0 e 100 % do fluxo possível (m3 s-1);

F = Fluxo de ar do ventilador 2 (F2, símbolo para a variável natural), variando entre 50 e 100 % do fluxo possível (m3 s-1);

G = Carga no secador (kg), com M como símbolo da variável natural. Este fator foi estudado entre 3,0 e 6,0 kg.

Uma maneira conveniente de estudar um número grande de fatores utilizando um reduzido número de experimentos tem-se o planejamento fracionário (2k-p). Este tipo de planejamento experimental tem sua máxima importância nas primeiras etapas de qualquer pesquisa que é justamente quando o número de possíveis fatores a serem levados em conta fica grande (MONTGOMERY & WILEY, 2001).

A base do planejamento é escolher uma ou mais termos de interações numa apropriada função objetivo, que segundo o pesquisador devem ter uma chance muito pequena de existir e no seu lugar estudar fatores adicionais mantendo o mesmo número inicial de experimentos.

Como o objetivo deste experimento foi determinar a influência relativa dos fatores acima listados sobre a atividade da água (Aw definido por SILLIKER, 1980) na secagem de tomates, onde foi escolhido um planejamento fracionário saturado 27-4, que permite estudar 7 fatores com só 8 experimentos.

A precisão do planejamento foi acrescentada com um segundo planejamento 27-4, mais

esta vez com os contrastes geradores ternários com os sinais contrários (BARROS et al., 2001).

Atendendo ao anterior planejamento, a função objetivo é apresentada pela Equação 6.5:

Aw = b0 + b1A + b2B + b3C+ b12AB + b23BC + b13AC + b123ABC (6.5)

Considerando que nenhuma interação vai resultar significativa (na faixa experimental escolhida), se estabelecem as condições de planejamento que vão dar lugar aos contrastes geradores.

As condições do primeiro planejamento 27-4 foram: D = AB; E = BC; F = AC e G = ABC

Os contrastes geradores correspondentes são: (1, ABD, BCE, ACF, ABCG).

O segundo planejamento 27-4 apresenta as mesmas condições de planejamento, mais com os sinais contrários com exceção de G:

D = - AB; E= - BC; F = - AC e G = ABC

O que dá lugar ao seguinte grupo de contrastes geradores: (1, - ABD, - BCE, - ACF, ABCG)

Desse modo, os efeitos dos 7 fatores podem ser determinados livres de associações com interações ternárias e como por outro lado estamos considerando que as interações ternárias e superiores são iguais a zero, cada efeito principal fica totalmente determinado.

A discussão é dividida em duas partes: a) Análise do planejamento saturado; b) Análise do modelo de regressão.

6.2.3.3 Instrumentação e controle

O secador possui um sistema de medição de temperatura o qual é composto por dois termopares de tipo “T” ligados a um indicador de temperatura digital (Cole-Parmer Instrumental – Indústria Brasileira). Um termopar é ligado logo abaixo da amostra para se obter a temperatura do ar de secagem na entrada da bandeja. Um segundo é instalado a 20 cm acima da bandeja com o fruto em secagem, obtendo-se a temperatura de saída do ar de secagem. O secador também possuiu um instrumento programador de temperatura (COEL, TLZ10), o qual permite controlar a temperatura de trabalho desejado no secador.

Para a medição do fluxo de ar no secador foi instalado um tubo de Pitot conectado a um transdutor de pressão marca Cole Parmer, modelo Vernon Hills, IL 60061 e ligado na Placa A/D CAD 12/32-32.

Antes do início de cada ensaio, o equipamento foi colocado em funcionamento nas condições de secagem. O sistema foi ligado combinando-se o trocador de calor com fluido refrigerante e a água quente para atingir a temperatura exigida.

6.2.3.4 Processo de secagem de tomates em segmentos

Na secagem de tomates em segmentos de oito unidades foi realizado utilizando a metodologia utilizada no Capitulo III de secagem.

A variedade de tomate utilizada é Débora no estado de maturação maduro com coloração vermelha foi determinada visualmente, e tamanho médio de 64 mm de diâmetro medidos com paquímetro digital (Mitutoyo 500-144B, +/-0,03mm, Ind. Brasileira), e de massa média de 140 g, utilizando uma balança semi-analítica (MARTE A51000C N°252528, +/- 0,01). Foram feitas as seguintes determinações: umidade, pH, acidez e sólidos solúveis (°Brix) segundo métodos utilizados por PACCO (2003). A sanitização dos tomates foi realizada em água clorada, a 0,5% de cloro ativo, para eliminar a contaminação por microorganismos (MOURA et al., 1998, citados por CAMARGO & QUEIROZ, 2003), e foi realizada após a lavagem com água da rede pública. Depois da drenagem da água da lavagem os tomates foram cortados manualmente com a ajuda de uma faca de aço inoxidável em segmentos de 8 na forma de gomos de laranja segundo o ensaio programado, seguidamente, com ajuda de uma colher, foram retiradas as sementes, colocados em bandejas na quantidade de massa (3 a 6 kg) segundo programado, e levado para o secador com a temperatura (60 e 75°C) e fluxo de ar (0,20 a 0,23 m3/s) programado para cada ensaio.

A saída de água do produto no tempo de secagem foi medida utilizando uma balança de relógio de marca Vicris, com divisões de 20 gramas, e com capacidade de carga máxima de 20 kg.

A umidade final do produto seco depois do tempo programado para a secagem, foi seguindo a metodologia utilizada por PACCO (2003). Foi realizada a determinação de

atividade de água (Aw) utilizando o aparelho portátil denominado Decagon de marca BrasEq, modelo Pawkit com série N° P03325, faixa de medição (Aw) de 0,00 a 1,00, exatidão 0,02.

6.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO