CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
LADY BRUNA LIMA SILVA NASCIMENTO
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO PRODUÇÃO DE FARINHA DE BANANA VERDE
Orientadora: Profa. Dra. Camila Gambini Pereira
Natal/RN Maio/2019
PRODUÇÃO DE FARINHA DE BANANA VERDE
Trabalho de conclusão de curso submetido à Coordenação do Curso de Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito para obtenção do título de Engenheira de Alimentos.
Orientadora: Profa. Dra. Camila Gambini Pereira
Natal/RN Maio/2019
Dedico este trabalho às minhas filhas, Laura e Luísa. Através de vocês conheci o amor mais puro e belo, um amor maior do que sonhei, um amor que vem de Deus e por vocês quero ser uma pessoa melhor todos os dias. Vocês são a minha inspiração! Amo-as além do infinito!
À Deus, por sempre me guiar no bom caminho, por me dar forças e me inspirar todos os dias. Aos meus pais, Francisco e Conceição, por todo apoio, amor, educação, dedicação e carinho que sempre me deram. Amo vocês.
Ao meu amado marido, Rodolfo, pela cumplicidade, incentivo e por sempre acreditar em mim. Essa conquista é nossa!
À minha irmã, Brena, minha melhor companhia, dona de um coração gigantesco, sempre disposta a se doar pelo bem estar daqueles que ama. São incontáveis os bons momentos que passamos juntas. Ao meu irmão, Cássio, por sempre estar disposto a ajudar e por seu carinho.
À minha orientadora, Camila Gambini Pereira, por toda sua orientação, compreensão e incentivo. Às professoras Beatriz Salomão e Kátia Matsui, por tantos ensinamentos, companheirismo e experiências compartilhadas durante os anos de graduação.
À doutoranda Suzara Rayanne de Castro Sena, por participar da banca e ser tão amável e compreensiva.
Ao meu amigo Tiago Bulhões por sua presteza e amizade.
Aos meus amigos de graduação, principalmente à melhor turma do mundo, por todos os momentos, boas conversas e experiências trocadas.
À todos os amigos que estiveram juntos comigo nesta jornada.
À todos os professores da UFRN que compartilharam seus conhecimentos ao longo da minha graduação. Muito obrigada.
A secagem de frutos para a produção de farinha é uma boa alternativa para reduzir as perdas pós-colheitas desses frutos, uma vez que grande parte da produção se perde ao longo da cadeia produtiva. Este trabalho tem como tema a produção de farinha de banana verde a partir da banana Nanica (Musa cavendish), apresentando dados sobre a produção de bananas no Brasil e seu desperdício. A farinha de banana verde é rica em amido resistente (AR), um polissacarídeo que por não ser digerido durante o processo digestivo apresenta algumas ações benéficas ao organismo humano. O trabalho apresenta também a descrição do processo produtivo da farinha de banana verde, os balanços de massa e de energia envolvidos na produção e uma breve análise de custos.
The drying of fruits for the production of flour is a good alternative to reduce the post-harvest losses of these fruits, since much of the production is lost along the productive chain. This work has as its theme the production of unripe banana flour from the banana Nanica (Musa cavendish), presenting data on banana production in Brazil and its waste. Unripe banana flour is rich in starch resistant (SR), a polysaccharide that because it is not digested during the digestive process presents some beneficial actions to the human organism. The work also presents the description of the production process of unripe banana flour, the mass and energy balance involved in the production and a brief cost analysis.
Figura 1 – Classificação da escala de maturação de Von Loesecke dos frutos da bananeira ... 3
Figura 2 – Produção mundial de banana por continente ... 4
Figura 3 – Produtos derivados do processamento da banana. ... 9
Figura 4 – Fluxograma do processamento de farinha de banana verde. ... 15
Figura 5 – Recepção da matéria-prima ... 16
Figura 6 – Balança digital de plataforma ... 17
Figura 7 – Descascamento da banana. (a) Retirada do pedicelo; (b) Retirada da ponta da banana; (c) Retirada da casca. ... 18
Figura 8 – Fatiadora Skymsen PAIE-N.. ... 19
Figura 9 – Desidratador de bandejas ... 20
Figura 10 – Moinho de martelos... 21
Figura 11 – Embalagens de papel kraft do tipo stand up pouch ... 22
Figura 12 – Layout da indústria de processamento de farinha de banana verde. ... 23
Figura 13: Balanço de massa para a etapa de identificação do estágio de maturação e de despencamento. ... 25
Figura 14: Balanço de massa para a etapa de Lavagem e Sanitização, o ... 26
Figura 15: Balanço de massa para a etapa de Lavagem e Sanitização. ... 27
Figura 16: Balanço de massa para a etapa de secagem. ... 28
Figura 17: Balanço de massa global para a etapa Moagem e de Tamização. ... 30
Figura 18 – Balanço de massa global para o processamento de farinha de banana verde. ... 31
Figura 19 – Balanço de energia global para a etapa de secagem. ... 33
Figura 20: Embalagens comumente encontradas no mercado brasileiro. Fonte: Kodilar (2019) e Vila Alimentos (2019). ... 50
Tabela 1: Ranking dos países produtores de banana mundial. ... 5
Tabela 2: Ranking de produção frutífera no Brasil. ... 6
Tabela 3: Produção de banana por regiões brasileiras. ... 6
Tabela 4: Tipos de bananas preferidas pelo consumidor brasileiro. ... 8
Tabela 5: Características da banana observadas pelo consumidor na hora da compra ... 8
Tabela 6: Teores de amido, glicose e sacarose presentes nas polpas da banana verde e madura. ... 12
Tabela 7: Composição química das bananas madura e verde (100g), variedade Nanica. ... 13
Tabela 8: Composição centesimal da farinha de banana verde, variedade Nanica (Cavendish). ... 14
Tabela 9: Teores médios dos principais minerais presentes na farinha de banana verde, Nanica. ... 14
Tabela 10: Cálculo do Cpi e do Cp total da banana verde descascada. ... 42
Tabela 11: Cálculo do Cpi e do Cp total da banana verde seca. ... 43
Tabela 12: Custo de equipamentos necessários para a produção de farinha de banana verde. ... 45
Tabela 13: Custos com a matéria-prima ... 46
Tabela 14: Custos com embalagem ... 47
Tabela 15: Custos com mão de obra. ... 48
Tabela 16: Custo com energia elétrica. ... 48
ṁ – Vazão mássica total das bananas verde in natura que são recebidas; ṁ – Vazão mássica das bananas e almofadas das pencas descartadas;
ṁ – Vazão mássica das bananas que saem da etapa de identificação do estágio de maturação;
ṁ – Vazão mássica da água clorada e resíduos descartados durante a lavagem; ṁ – Vazão mássica de banana verde in natura após a lavagem;
ṁ – Vazão mássica de cascas de bananas verde;
ṁ – Vazão mássica de banana verde descascada = Vazão mássica da banana verde na entrada do secador;
ṁ – Vazão mássica de banana verde seca que sai do secador;
ṁá – Vazão mássica da água evaporada durante a secagem;
𝑥 ,á – Fração de água presente na água evaporada; 𝑥 , – Fração de água presente na banana verde descascada; 𝑥 , – Fração de água presente na banana verde seca;
ṁ , ó – Vazão mássica de gritz e pó gerados na etapa de moagem e tamização; ṁ – Vazão mássica de farinha de banana verde produzida;
R (%) – Rendimento do processo, em porcentagem; FBV – Farinha de banana verde, em kg;
BVI – Banana verde in natura, em kg; 𝑈𝑅 – Umidade relativa do ar;
𝑇 – Temperatura ambiente na entrada do aquecedor; 𝑇 – Temperatura do ar aquecido na saída do aquecedor; 𝑇 – Temperatura do ar úmido na saída do secador; 𝑇 – Temperatura da banana verde na entrada do secador; 𝑇 – Temperatura da banana verde na saída do secador; 𝑌 – Umidade absoluta do ar na entrada do aquecedor;
𝑌 – Umidade absoluta do ar na saída do aquecedor e na entrada do secador; 𝑌 – Umidade absoluta do ar na saída do secador;
𝑥 , – Fração mássica de água presente no ar úmido de entrada no secador; 𝑥 , – Fração mássica de água presente no ar úmido de saída no secador;
ṁ – Vazão mássica do ar na saída do secador; 𝐶 , – Calor específico da banana verde;
𝑄̇ – Quantidade de calor necessária para aquecer o ar que entra no secador; 𝑄̇ – Quantidade de calor necessária para secar as bananas no secador; 𝑄̇ – Quantidade de calor na etapa de secagem;
ṁ – Vazão mássica do ar na entrada do secador, igual a ṁ ; Ĥ – Entalpia específica do ar úmido na entrada do aquecedor;
Ĥ – Entalpia específica do ar úmido na saída do aquecedor e na entrada do aquecedor; Ĥ – Entalpia específica do ar úmido na saída do secador;
ρ – Densidade do ar; 𝑣 – Velocidade do ar;
𝐴 – Área da seção transversal do ducto por onde passa o ar aquecido no aquecedor; 𝐶 – Concentração molar;
𝑝 – Pressão, em Pascal;
𝑅 – Constante dos gases ideais; 𝑇 – Temperatura, em Kelvin; 𝑀 – Massa molecular; 𝑥 – Fração mássica;
𝜆 – Calor latente de vaporização da água na temperatura de referência; 𝑇 – Temperatura de referência, em Kelvin;
𝐶 , – Calor específico do ar úmido na entrada do aquecedor; 𝐶 , – Calor específico do ar úmido na saída do aquecedor; 𝐶 , – Calor específico do ar úmido na saída do secador.
1 INTRODUÇÃO ... 1
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 3
2.1 BANANA ... 3
2.2 PRODUÇÃO DA BANANA NO BRASIL E NO MUNDO ... 4
2.3 CONSUMO DA BANANA NO BRASIL ... 7
2.4 PRODUTOS BASEADOS NA BANANA ... 9
2.5 BANANA VERDE E SUAS PROPRIEDADES ... 11
2.6 FARINHA DE BANANA VERDE E SUAS APLICAÇÕES ... 13
3 PROCESSAMENTO ... 14
3.1 FLUXOGRAMA ... 14
3.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSAMENTO ... 16
3.2.1 RECEPÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA ... 16
3.2.2 PESAGEM ... 16
3.2.3 IDENTIFICAÇÃO DO ESTÁGIO DE MATURAÇÃO E DESPENCAMENTO ... 17
3.2.4 LAVAGEM E SANITIZAÇÃO ... 17 3.2.5 DESCASCAMENTO ... 18 3.2.6 FATIAMENTO ... 18 3.2.7 TRATAMENTO ANTIOXIDANTE... 19 3.2.8 SECAGEM ... 20 3.2.9 RESFRIAMENTO... 20 3.2.10 MOAGEM E TAMISAÇÃO ... 21 3.2.11 ENVAZE E ARMAZENAMENTO ... 21 4 LAYOUT ... 23
5 BALANÇOS DE MASSA E DE ENERGIA ... 24
5.1 BALANÇO DE MASSA ... 24
5.1.1 IDENTIFICAÇÃO DO ESTÁGIO DE MATURAÇÃO E DESPENCAMENTO ... 24
5.1.2 LAVAGEM E SANITAÇÃO ... 25 5.1.3 DESCASCAMENTO ... 27 5.1.4 SECAGEM ... 28 5.1.5 MOAGEM E TAMIZAÇÃO ... 30 5.1.6 RENDIMENTO DO PROCESSO ... 32 5.2 BALANÇO DE ENERGIA ... 33
5.2.2 BALANÇO DE ENERGIA NO SECADOR ... 38
6 ANÁLISE ECONÔMICA ... 45
6.1 INVESTIMENTO FIXO ... 45
6.2 CUSTOS COM MATÉRIA-PRIMA ... 46
6.3 CUSTOS COM EMBALAGEM ... 47
6.4 CUSTOS COM MÃO-DE-OBRA ... 47
6.5 CUSTO COM ENERGIA ELÉTRICA ... 48
6.6 ESTIMATIVA DO CUSTO UNITÁRIO DO PRODUTO ... 49
6.7 COMPARAÇÃO DE PREÇOS COM PRODUTOS SEMELHANTES NO MERCADO ... 49
7 TRATAMENTO DE RESÍDUOS ... 50
7.1 CASCAS... 50
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 51
1 INTRODUÇÃO
Nos dias atuais a busca por uma alimentação mais saudável é constante. Todos os dias surgem novos alimentos, novos processos de fabricação, novas combinações que trazem inovações na maneira em como nos alimentamos e nos benefícios disso para a nossa saúde. Segundo Méndez e Euphrasio (2017), os consumidores procuram por alimentos mais saudáveis, prestando mais atenção aos ingredientes, a origem dos produtos, como são produzidos e como impactam na sua saúde. Isso faz com que as indústrias busquem novas formulações para se adaptarem às novas necessidades do mercado.
Nesse cenário, surgem novos produtos que vêm ao mercado como alternativa de substituição parcial ou total de ingredientes tradicionais e a farinha de banana verde é um deles.
O Brasil é o terceiro maior exportador mundial de frutas, segundo a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (2017), com destaque para região Nordeste, principal produtora e exportadora de frutas tropicais. A banana é o terceiro produto agrícola mais produzido no estado do Rio Grande do Norte, em especial na região do Vale do Açu, tendo produzido 210.933 toneladas da fruta em 2017, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), fazendo o estado ocupar a nona posição no ranking nacional (TRIBUNA DO NORTE, 2018).
Apesar da grande produção nacional de banana, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA, 2004) estima que as perdas na cadeia produtiva da banana podem chegar a 40% da produção. Entre os fatores que influenciam esse número podem ser citados: a ausência de estruturas para armazenamento, falta de logística, desconhecimento do produtor, uso de embalagens inapropriadas e transporte precário. Dessa forma, a industrialização da banana surge como uma alternativa que pode representar uma forma de minimizar perdas pós-colheita, aumentando a vida-de-prateleira e agregando valor ao produto.
Nesse cenário, passa-se a falar da farinha de banana verde. Um produto que é rico em amido e outros nutrientes, sendo considerada uma alternativa para substituição parcial da farinha de trigo em processos de fabricação de pães e bolos, além de outras utilidades.
A banana, quando verde, é rica em amido resistente que, de acordo com Ranieri e Delani (2014), é um polissacarídeo não digerido pelo processo digestivo e, desta forma, apresenta algumas ações benéficas ao organismo humano, como ser fonte de fibras, fermentação colônica pelas bifidobactérias, aumento do bolo fecal, efeitos sobre a resposta glicêmica, prevenção do câncer de cólon intestinal e outros.
A farinha de banana verde representa uma excelente alternativa de industrialização da fruta, constituindo em um ingrediente de baixo custo e de alto valor nutricional (TRIBESS et al., 2009), a qual reduzirá as perdas pós-colheita e durante o transporte (SARAWONG et al., 2014).
Além disso, o estudo da farinha de banana verde tem crescido ano após ano, com a ampliação e divulgação de suas propriedades benéficas à saúde e nutrição dos indivíduos, sendo amplamente discutido o universo da engenharia de alimentos. Assim, a pesquisa passa a ser mais complexa, pois o tema envolve uma série de variáveis que circundam o tema e outras abordagens de autores variados, vindo a acrescentar ainda mais motivação.
Baseado no que foi exposto, o presente trabalho tem como objetivo descrever as etapas do processo de farinha de banana verde, documentando todo o processo produtivo: a abordagem teórica, o fluxograma de produção, o layout da indústria, os cálculos envolvidos nos balanços de massa e energia e a análise econômica do produto.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 BANANA
A banana é uma fruta tropical amplamente consumida e produzida no mundo. Além de ser uma fonte rica de nutrientes na dieta diária da população, a banana também é uma fonte de renda para inúmeras famílias no Brasil. A banana tem por nome científico Musa sp. pertencendo a família da Musaseae apresentando mais de 30 espécies e centenas de variações (ARAUJO et al., 2014).
Explicar a origem da banana é uma tarefa difícil, pois está presente na mitologia grega e indiana. A corrente mais forte aponta que a banana seja oriunda do Oriente, do sul da China ou da Indochina. Há referências da sua presença na Índia, na Malásia e nas Filipinas, onde tem sido cultivada há mais de 4.000 anos. A história registra a antiguidade dessa cultura (GUERRA, 2010).
Já no Brasil não se sabe ao certo a datação da prática de cultivo e consumo.
As bananeiras existem no Brasil desde antes do seu descobrimento. Quando Cabral aqui chegou, encontrou os indígenas comendo in natura bananas de um cultivar muito digestivo que se supõe tratar-se do ‘Branca’ e outro, rico em amido, que precisava ser cozido antes do consumo, chamado de ‘Pacoba’ que deve ser o cultivar Pacova. A palavra pacoba, em guarani, significa banana. Com o decorrer do tempo, verificou-se que o ‘Branca’ predominava na região litorânea e o ‘Pacoba’, na Amazônica (MOREIRA, 1999 apud PEREZ et al., 2001).
Quanto à suas fases de maturação, a banana apresenta vários estágios, conforme a Figura 1.
Figura 1 – Classificação da escala de maturação de Von Loesecke dos frutos da bananeira. Fonte: Carmo (2015).
Como se trata de uma fruta tropical, a banana sofre influências de uma série de fatores climáticos e do solo onde é cultivada. De acordo com a EMBRAPA (2004), a bananeira exige condições especificas para ter uma boa produção e frutos saudáveis, são elas: a faixa de temperatura ótima para o desenvolvimento dos bananais de 26-28 °C, com mínimas não inferiores a 15 °C e máximas não superiores a 35 °C; a precipitação efetiva anual ideal de 1.200 a 1.800 mm; pode ser cultivada em altitudes que variam de 0 a 1.000 m acima do nível do mar; apresenta melhor desenvolvimento em locais com médias anuais de umidade relativa superiores a 80%; a velocidade do vento deve ser inferior a 40 km/h; a bananeira se adapta bem a diversos tipos de solos, entretanto, as melhores condições para a cultura ocorrem quando cultivada em solos profundos, bem drenados, não sujeitos a inundações, sem restrições ou barreiras físicas e com textura areno-argilosa.
2.2 PRODUÇÃO DA BANANA NO BRASIL E NO MUNDO
Como já foi dito anteriormente a banana é consumida em larga escala no Brasil e no Mundo. Segundo dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (2017), a área de plantio mundial se próxima de 5,4 milhões de hectares e tem uma produção aproximada 114 milhões de toneladas, anualmente. As principais regiões produtoras, conforme é possível observar na Figura 2, são a Ásia, com 55,8% da produção mundial, as Américas, que produzem 24,7% do total mundial e a África, que é responsável por 17,9% da produção de banana no mundo.
Figura 2 – Produção mundial de banana por continente. Fonte: Paraná (2017).
0,3% 1,3%
55,8% 24,7%
17,9%
Como atividade econômica, o processo produtivo da banana gera muitos empregos e garante o sustento de milhares de famílias.
Na Costa Rica, a produção de banana é uma atividade que gera aproximadamente 40.000 empregos diretos e 100.000 indiretos; na província de Limón é a principal fonte de trabalho para 93% da população economicamente ativa e gera o sustento básico de mais de 500.000 pessoas (CORBANA, 2000 apud FIORAVANÇO, 2003).
Atualmente o Brasil é 4º maior produtor de banana do mundo ficando atrás da Índia, que é o maior produtor mundial, respondendo por 26% do total, seguida pela China, com aproximadamente 10% da banana do mundo. Completam a lista as Filipinas, com 8% e o Brasil, com cerca de 6% da banana produzida no planeta, conforme a Tabela 1.
Tabela 1: Ranking dos países produtores de banana mundial.
Posição País Produção (t)
Porcentagem na produção mundial (%)
Total Área (ha)
1º Índia 29.724.550 26 802.570 2º China 11.791.900 10 392.000 3º Filipinas 8.884.857 8 442.751 4º Brasil 6.953.747 6 478.765 - Outros 56.775.097 50 3.277.725 Mundo 114.130.151 5.393.811 Fonte: Paraná (2017).
No Brasil, a indústria da banana tem crescido gradativamente e efetivado seu lugar entre os produtos mais produzidos e comercializados no país. Dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (2017) mostram que a banana, em 2016, ocupou uma área de aproximadamente 465 mil hectares, sendo produzidos cerca de 6,8 milhões de toneladas da fruta. Entre os principais estados produtores, destacam-se a Bahia e São Paulo com 1,125 e 1,124 milhões de toneladas da fruta produzida, respectivamente, ambos respondendo a 33% de toda produção nacional de banana. O Estado de Minas Gerais, com uma produção de 0,773 milhões de toneladas em 2016, o equivalente a 11,4% do total brasileiro, apareceu em terceiro lugar.
Segundo dados da Secretaria de Agricultura do estado do Paraná (2017), a banana é a principal fruta produzida no Brasil, como mostra a Tabela 2.
Tabela 2: Ranking de produção frutífera no Brasil. FRUTAS ÁREA (ha) PRODUÇÃO (t) PRODUÇÃO % Banana 9.888.866 144.797.816 17,4 Melancia 3.477.438 111.009.149 13,4 Maçã 5.051.853 84.630.275 10,2 Uva 7.124.510 74.499.858 9 Laranja 3.885.968 70.856.362 8,5 Demais frutas 33.711.305 344.578.316 41,5 Total 63.139.940 830.371.776 100 Fonte: Paraná (2017).
Pode-se destacar a Região Nordeste como a maior produtora de banana do país, seguida do Sudeste, conforme a Tabela 3.
Tabela 3: Produção de banana por regiões brasileiras.
Região Área Colhida (ha) Quantidade Produzida (t) Rendimento Médio (t/ha) Participação na Produção (%) Norte 79.505 899.546 11,31 13,48 Nordeste 188.041 2.251.907 11,98 33,74 Sudeste 126.939 2.196.993 17,31 32,91 Sul 48.688 1.022.730 21,01 15,32 Centro-Oeste 22.261 303.924 13,65 4,55 Brasil 465.434 6.675.100 75,26 100
Fonte: IBGE – Produção Agrícola Municipal (2017).
De acordo com Manica (1997), o grande volume de banana comercializada nos mercados mundiais pode ser explicado por vários fatores, entre os quais se destacam: a possibilidade de produção continuada durante todo o ano, o elevado rendimento por hectare e ciclo reduzido da cultura, a facilidade de manejo e armazenamento da fruta verde e a simplicidade e rapidez de amadurecimento.
No processo de comercialização da produção de banana, devem ser consideradas as fases as quais o fruto é submetido (INSTITUTO DE PLANEJAMENTO AGRÍCOLA DE SANTA CATARINA, 1995 apud BARROS et al, 2008):
Fase 1: a colheita e transporte dos cachos até o local de beneficiamento, onde o cacho é despencado e as pencas embaladas na folhagem da própria bananeira. Essa fase ocorre dentro da propriedade;
Fase 2: as embalagens são levadas para os locais de comercialização, como Centros Estaduais de Abastecimento (Ceasas), feiras livres etc.
Dessa forma, a banana passa a ser comercializada em todo o Brasil e chega à mesa dos brasileiros. Assim, passa-se a analisar os dados sobre o consumo da fruta no Brasil.
2.3 CONSUMO DA BANANA NO BRASIL
Apesar de não ser natural do Brasil, o cultivo da banana em território brasileiro se espalhou tanto que é considerada a fruta mais consumida no país (SEBRAE, 2008).
O seu consumo por parte da população brasileira é tão alto que já faz parte da cultura popular. E assim como no Brasil, a banana, por possuir uma aparência exuberante e gosto adocicado, é considerada uma das frutas mais apreciadas ao redor do mundo, constituindo um importante componente alimentar e econômico em diversas sociedades (SEBRAE, 2008). Para Manica (1997), trata-se de uma fruta muito saborosa, rica em nutrientes, de fácil preparo e consumo o que torna a banana uma fruta apreciada pela maioria das pessoas.
De acordo com Silva et al. (2015), em 2011 o seu consumo chegou a cerca de 31 quilos de banana por habitante/ano. A fruta tem bastante aceitação no mercado e na mesa dos brasileiros, pois é uma importante fonte de nutrientes e tem um sabor agradável. A banana é a fruta de maior consumo entre população carente, constituindo-se em um alimento básico para esta parcela da sociedade, principalmente no estado brasileiro do Amazonas (CORDEIRO et al., 1998).
A banana serve como fonte de uma parte significativa das vitaminas e minerais necessários no dia a dia do indivíduo, como por exemplo os carboidratos, vitaminas A, B6 e C, Potássio, Fósforo e Cálcio (PLOETZ, 1999).
Para Matsuura et al. (2004), em trabalho realizado sobre as preferências do consumidor de um mercado local, a banana madura é considerada ideal para o consumo quando apresenta penca contendo entre 10 e 12 frutos, cada fruto deve ter tamanho médio ou grande, cascas com presença de quinas e ausência de pintas pretas, polpa com textura firme e cor amarelo-clara ou média, aroma e sabor doce de intensidade média e vida de prateleira, em condições ambientes, de 7 a 10 dias.
Um estudo realizado por Barros et al. (2008), mostrou a preferência do consumidor brasileiro quanto aos tipos de banana mais consumidos, conforme exposto na Tabela 4.
Tabela 4: Tipos de bananas preferidas pelo consumidor brasileiro.
Especificação Pacovan Prata Maçã Nanicão Comprida Outras Não Sabe
Supermercado 23,18% 45,01% 13,37% 0,34% 13,87% 3,72% 0,51%
Feira livre 7,33% 58,22% 13,76% 1,58% 14,46% 3,86% 0,79%
Total 13,18% 53,34% 13,62% 1,12% 14,24% 3,81% 0,69%
Fonte: Adaptado de Barros et al. (2008).
O subgrupo Cavendish, ao qual pertencem as espécies Nanica e Nanicão, é extremamente importante para as exportações de países produtores próximo aos trópicos e para o comércio local dessas regiões. A banana Nanica, também conhecida como caturra, banana-d’água, baé e anã, apresenta um grande potencial de produtividade, sendo bastante utilizada no processamento industrial (OLIVEIRA, 2007).
Além de pesquisar os tipos de bananas preferidos pelos brasileiros, Barros et al. (2008) também pesquisou quais as principais características observadas pelo consumidor ao comprar a fruta, cuja preferência é mostrada na Tabela 5.
Tabela 5: Características da banana observadas pelo consumidor na hora da compra
Especificação
Principais características consideradas pelo consumidor
Sem mancha Tamanho Preço Amadurecimento Outras
Supermercado 22,96% 13,73% 11,36% 26,15% 25,80%
Feira livre 15,96% 15,45% 11,57% 24,89% 32,13%
Total 18,63% 14,79% 11,49% 25,37% 29,72%
Fonte: Barros et al. (2008).
Assim pode-se observar que o consumidor brasileiro possui uma variedade muito grande de preferências sobre a fruta tanto nas suas variedades quanto na hora do consumo. Dessa forma, passamos a tratar de alguns produtos que tem como base a banana.
2.4 PRODUTOS BASEADOS NA BANANA
Segundo Fioravanço (2000), a banana em alguns mercados, principalmente no mercado europeu, tem se tornado uma mercadoria cada vez mais intercambiável, o que colabora com o aumento da quantidade de produtos que podem ser processados a partir da banana.
Outro fator que influencia diretamente o processamento de produtos à base de banana é o excedente e o desperdício da safra já citados anteriormente. Para Jaigobind et al. (2007), a industrialização de um alimento é uma ótima opção quando seu consumo in natura possui muitos aspectos desfavoráveis evidenciados por artigos científicos ou sua produção apresenta excedente. A industrialização de alimentos gera uma nova linha de produtos com o aproveitamento de parte da produção que seria inicialmente desperdiçada e abre caminho para a conquista de novos mercados, além do mercado consumidor do alimento in natura.
Dessa forma, para amenizar esses fatores opta-se pelo processamento de produtos que tem por principal insumo a banana. Esses produtos podem ser de diversos tipos e agradarem a diversos paladares, como pode ser observado na Figura 3.
Figura 3 – Produtos derivados do processamento da banana. Fonte: Silva (1994) apud Folegatti e Matsuura (2004).
Assim, dar-se destaque a alguns desses produtos que podem ser processados e industrializados à base de banana. Jaigobind et al. (2007), elaboraram um dossiê a cerca de alguns desses produtos, são eles (Quadro 1):
Quadro 1: Produção derivados da banana.
Produto Características
Banana-passa
A banana-passa é obtida pelo processo de desidratação, que é um processo relativamente simples, com poucas operações, sem necessidade de equipamentos sofisticados e que utiliza pouca mão de mão-de-obra.
Purê de banana Obtido através do trituramento da banana. O purê pode ser: purê acidificado, purê congelado, purê preservado quimicamente e purê asséptico.
Bananada
Obtida da mistura da banana cozida com açúcar, ácido orgânico e pectina, para que se obtenha uma consistência gelatinosa, sendo posteriormente concentrada. A bananada em pasta é envazada em potes de vidro, enquanto que a bananada de corte é envazada em celofane, latas ou plástico rígido.
Néctar de banana
O néctar da banana é um produto não fermentado e não gaseificado, obtido da homogeneização do purê de banana, açúcar e ácido orgânico, depois pasteurizado ou esterilizado e sendo envazado em embalagens cartonadas, de vidro ou plástico.
Suco de banana
O suco de banana clarificado é obtido a partir do purê de banana hidrolisado com um complexo enzimático clarificante chamado Clarex, posteriormente centrifugado, pasteurizado e envazado.
Licor de banana
Preparado a partir do purê de bananas d’água já maduras, deixado em infusão no álcool por 15 dias, devendo ser agitado diariamente, depois é coado, misturado com água e açúcar, filtrado, envazado e envelhecido.
Banana em calda Obtida a partir de bananas maduras cortadas em rodelas, cozidas e envazadas junto com xarope acidificado, devendo ser pasteurizada em seguida.
Flocos de banana
É o produto obtido da secagem do purê de banana madura, em secadores rotativos de cilindro duplo, devendo ser envazado com gás inerte para a conservação do produto.
Bala de banana
A bala de banana é obtida da mistura do purê de banana com açúcar e suco de limão, devendo essa mistura ser cozida e depois espalhada em um tabuleiro para que a massa esfrie, depois a massa já fria deve ser cortada em cubos e passadas no açúcar cristal e embaladas em celofane.
Farinha de banana
Produzida da secagem e posterior moagem de bananas verdes ou maduras. Quando verde, a banana apresenta sabor de caráter adstringente, por ser composta em maioria por amido. Quando madura, o amido transforma-se em açúcares mais simples, como a glicose e a sacarose, que lhe dão o sabor doce.
Geleia de banana
Obtida pela concentração da polpa ou suco de frutas, adicionada de açúcar e pectina até o grau Brix de gelificação. Quando são adicionados pedaços da fruta de origem à geleia, a denominação passa a ser geleiada.
Banana chips A banana chips é um produto obtido da secagem da banana verde cortada em rodelas, geralmente sendo empregada para tal a variedade pacovan.
Fonte: Adaptado de Jaigobind et al. (2007).
2.5 BANANA VERDE E SUAS PROPRIEDADES
A banana é rica em nutrientes necessários para o bom funcionamento do organismo no seu dia a dia. Segundo Adão e Glória (2005), a banana é fonte de vitaminas A, complexo B (B1, B2 e niacina) e C e de aminoácidos como a asparagina, glutamina e histidina. Também é fonte de minerais, que aparecem em maior quantidade no fruto ainda verde, como potássio, fósforo, cálcio, sódio e magnésio, além de apresentar os minerais ferro, manganês, iodo, cobre, alumínio e zinco. Percebe-se a partir da análise nutricional a riqueza de nutrientes que a fruta possui quando consumida in natura.
Na banana verde são encontrados ainda o ácido málico, o ácido cítrico e o ácido oxálico. Para Seymour et. al (1993) apud Carmo (2015), o ácido málico e o cítrico são os principais responsáveis pelo sabor característico azedo que a banana verde apresenta e com o passar dos estágios de maturação da fruta, é observado uma redução nos níveis desses ácidos e o sabor da fruta vai se tornando adocicado.
De acordo com Eerligen e Delcour (1995), a presença de altas quantidades de compostos fenólicos solúveis, principalmente taninos, na banana ainda na fase verde resulta numa polpa caracterizada por uma forte adstringência, apresentando valor máximo de açúcares de 2% e altas quantidades de amido.
O principal componente de interesse na banana verde é o amido resistente (AR) presente na fruta, responsável por 70 a 80% dos sólidos totais. O amido resistente é a fração do amido que não é absorvido no intestino delgado de um indivíduo saudável, chegando intacto ao intestino grosso,
onde é fermentado pela microbiota bacteriana, comparando-se esses efeitos aos da fibra alimentar (CARMO, 2015).
O amido resistente tem sido associado à diminuição dos sintomas de constipação intestinal e de doenças inflamatórias que acomentem o intestino, promovendo a melhora da saúde intestinal (GUMBREVICIUS, 2016). O amido resistente também contribui para a queda do índice glicêmico, que é o nível de açúcar no sangue, e com isso auxilia no tratamento de diabetes, principalmente a diabetes tipo 2. Diminui o risco de doenças cardiovasculares e promove a sensação de saciedade por um período maior de tempo, contribuindo para a perda de peso do indivíduo (PEREIRA, 2007).
A quantidade de amido presente na banana verde decai à medida que a banana amadurece, sendo o amido transformado quase em sua totalidade em açúcares (sacarose, glicose e frutose), como é possível observar na Tabela 6.
Tabela 6: Teores de amido, glicose e sacarose presentes nas polpas da banana verde e madura.
Nº de dias de
maturação Grau de maturação Amido (%) Glicose (%) Sacarose (%)
0 Totalmente verde 20,001 0,090 0,611
3 Verde com traços amarelo 17,112 0,471 0,742
6 Mais verde do que amarelo 13,216 1,293 -
9 Mais amarelo do que verde 8,241 13,243 1,947
12 Amarelo com pontas verdes 4,544 15,576 2,643
15 Amarelo 2,222 19,037 2,631
21 Amarelo com áreas marrons - - 1,412
Fonte: Carmo (2015).
Pode-se observar em pesquisa realizada por Andrade (2013) que as bananas verde e madura também diferem em outros aspectos, como na composição química (Tabela 7), e não só no teor de amido.
Tabela 7: Composição química das bananas madura e verde (100g), variedade Nanica.
Banana Madura Banana Verde
Calorias (kcal) 122 95 Glicídios (g) 28,7 22 Proteínas (g) 1,4 1,3 Lipídios (g) 0,2 0,2 Cálcio (mg) 8 21 Fósforo (mg) 35 26
Fonte: Adaptado de Andrade (2013).
Como visto na Tabela 7, a banana verde é menos calórica que a banana madura, dessa forma ela contribui ainda mais em dietas de controle de peso, uma vez que estas dietas se baseiam na redução da energia ingerida (SARDÁ, 2015).
2.6 FARINHA DE BANANA VERDE E SUAS APLICAÇÕES
A farinha de banana verde (FBV), atualmente vem ganhando espaço como uma alternativa boa para o processo de industrialização, pois além de ser um alimento rico em vitaminas e minerais, surge como alternativa à substituição de outros ingredientes bastante comuns na dieta de muitos brasileiros e nos processos de industrialização de produtos.
A partir da farinha de banana verde podem ser produzidos uma série de produtos como pães, bolos, biscoitos, barras de cereal, macarrão, mingaus, sorvetes, buttermilk, entre outros. Podendo ainda ser consumida diariamente em sua forma natural em sucos e refeições no dia a dia, com o objetivo de aumentar a quantidade de fibras da refeição, já que possui sabor neutro.
Além disso, o teor do amido resistente, presente na farinha de banana verde, possibilita o seu emprego no enriquecimento vitamínico e mineral ou a substituição parcial de ingredientes específicos em produtos da linha de dietéticos (saciedade), produtos funcionais (prebióticos) e de alimentos para dietas especiais isenta de glúten (ZANDONADI, 2009; BORGES et al., 2009).
A Tabela 8 apresenta a composição química da Farinha de banana verde para o cultivar nanica.
Tabela 8: Composição centesimal da farinha de banana verde, variedade Nanica (Cavendish). Componentes Quantidade (g.100 g–1) Umidade 7,55 ± 0,13 Proteína bruta 4,54 ± 0,20 Lipídios 1,89 ± 0,11 Cinzas 2,62 ± 0,06 Amido 73,28 ± 0,95 Fibra bruta 1,28 ± 0,35
Fonte: Adaptado de Fasolin et al. (2007).
A riqueza de minerais na farinha de banana verde é um dos grandes benefícios que justificam o seu consumo. Nela estão presentes quantidades importantes de alguns minerais, conforme Tabela 9.
Tabela 9: Teores médios dos principais minerais presentes na farinha de banana verde, Nanica.
Determinações Quantidade (g.100 g–1) Determinações Quantidade (g.100 g–1) Potássio 185,90 Ferro 3,08 Fósforo 190,00 Cobre 0,27 Cálcio 157,67 Mangânes 0,14 Magnésio 30,84 Zinco 0,54
Fonte: Fasolin et al. (2007).
O processo de fabricação da farinha de banana verde é simples e não requer muitos equipamentos, como será mostrado no decorrer desse trabalho, possibilitando que a farinha de banana verde chegue cada vez mais aos supermercados e as famílias brasileiras, mudando suas rotinas alimentares.
3 PROCESSAMENTO
As etapas do processamento proposto para a produção de farinha de banana verde são mostradas na Figura 4. O detalhamento de cada etapa do fluxograma e os equipamentos utilizados em cada uma é descrito nas seções seguintes. O processamento foi adaptado das metodologias empregadas por Borges et al. (2009), Pacheco-Delahaye et al. (2008) e Tribess et al. (2012).
Figura 4 – Fluxograma do processamento de farinha de banana verde. Fonte: Adaptado de Borges et al. (2009), Pacheco-Delahaye et al. (2008) e Tribess et al. (2012).
Recepção Pesagem Identificação do estágio de maturação e Despencamento Lavagem e Sanitização Descascamento Fatiamento Tratamento antioxidante Secagem Resfriamento Moagem e Tamisação Envase Armazenamento Bananas maduras ou avariadas Água clorada Água + cloro Cascas
Água e ácido cítrico Água e ácido cítrico
Água (umidade)
Gritz e pó de banana verde desidratada
3.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSAMENTO
3.2.1 RECEPÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA
A primeira etapa a ser realizada na indústria é a recepção da matéria-prima. As frutas são recebidas em caixas de plástico vazadas (Figura 5) e são submetidas à inspeção visual de qualidade para verificar se chegam amassadas ou com algum outro tipo de avaria, como parcialmente ressecadas ou apodrecidas, que prejudique o processo de produção.
Figura 5 – Recepção da matéria-prima. Fonte: ESALQ/USP (2018).
3.2.2 PESAGEM
Paralelamente à etapa de recepção é realizada a pesagem da matéria-prima, em uma balança digital de piso do tipo plataforma com capacidade de até 300 kg (modelo Balmak BK 300IC1) (Figura 6).
São registrados em formulário de controle a identificação do fornecedor, a numeração do lote, o peso e as características visuais do aspecto da fruta, para acompanhamento do processo e para a realização dos cálculos de rendimento e custo do produto.
Figura 6 – Balança digital de plataforma. Fonte: Balmak (2019).
3.2.3 IDENTIFICAÇÃO DO ESTÁGIO DE MATURAÇÃO E DESPENCAMENTO
As bananas são retiradas dos cachos uma a uma para identificação do estágio de maturação. As pencas de um mesmo cacho podem apresentar um grau de maturação diferente entre si, por isso são analisadas separadamente (GUERREIRO, 2006).
São escolhidas as bananas verdes com grau de maturidade totalmente verde, conforme escala de maturação de Von Loesecke (Figura 1) e que se encontrem com 34 mm de diâmetro ou com as quinas desaparecendo.
As bananas que passaram por esta última etapa seguem para pesagem ainda no setor de recepção. As que foram reprovadas por estarem maduras ou com coloração diferente do padrão voltam para o produtor.
3.2.4 LAVAGEM E SANITIZAÇÃO
As bananas que seguem para a linha de produção são submetidas ao processo de lavagem. Este processo tem por objetivo eliminar restos de terra, detritos vegetais, restos florais que permanecem mesmo após o desenvolvimento dos cachos e a seiva que escorre pela casca da fruta após o despencamento (GUERREIRO, 2006).
A primeira lavagem é feita com água potável, para retirada das sujidades, como areia. Em seguida, são imersas em tanques de aço inoxidável, em solução clorada de 150 ppm, deixando agir por 15 minutos (BORGES, 2009), para redução da carga microbiana. Logo após essa etapa, as frutas são enxaguadas com água potável, para retirar o excesso desse produto.
Caso seja necessário, deve-se escovar as frutas em água corrente, com a utilização de uma escova de cerdas firmes, para completa limpeza das cascas.
3.2.5 DESCASCAMENTO
O descascamento das bananas é realizado manualmente com faca de aço inoxidável pelos colaboradores da produção em uma mesa também de aço inoxidável. Primeiro, são retirados o pedicelo e a ponta da banana e, em seguida, a casca (Figura 7).
(a) (b) (c)
Figura 7 – Descascamento da banana. (a) Retirada do pedicelo; (b) Retirada da ponta da banana; (c) Retirada da casca. Fonte: Wikihow (2019).
O resíduo desta etapa, que são as cascas e demais partes descartadas mostradas na Figura 7, será depositado em recipientes localizados na parte posterior da mesa de descascamento, sendo retirado regularmente da área de produção.
3.2.6 FATIAMENTO
As bananas já descascadas são fatiadas no sentido transversal em rodelas de espessura 0,4 cm em processador de alimentos SKYMSEN modelo PAIE-N 220W (Figura 8).
Figura 8 – Fatiadora Skymsen PAIE-N. Fonte: Skymsen (2019).
3.2.7 TRATAMENTO ANTIOXIDANTE
As bananas descascadas e fatiadas devem ser imediatamente transportadas em caixas de polietileno até o tanque para o tratamento antioxidante em solução de ácido cítrico 1%, por 15 minutos (COELHO et al, 2012; TADINI et al., 2007), para evitar o escurecimento e alterações no sabor e aroma da fruta durante o processo de secagem, que é realizado em seguida.
As fatias de bananas descascadas podem ser mergulhadas nas próprias caixas de polietileno para facilitar a retirada das frutas do tanque e o controle do tempo de permanência destas na solução.
Outra observação importante é sobre o armazenamento das caixas de polietileno utilizadas durante o tratamento antioxidante. Antes e após esta etapa, as caixas devem ser armazenadas sobre pallets revestidos de material impermeável e nunca colocadas diretamente no chão, evitando, assim, a contaminação da solução de ácido cítrico e do produto final.
3.2.8 SECAGEM
Na secagem convectiva, que ocorre em um secador de bandejas, o ar é aquecido até a temperatura de secagem desejada e mantido até massa do produto se tornar constante. Este ar de secagem entra em contato com as bananas fatiadas, durante todo o tempo determinado para o processo, fazendo com que a umidade contida no interior do alimento migre até a superfície e evapore, ocorrendo assim a transferência de massa e de calor.
As rodelas de banana serão dispostas em bandejas de aço inox perfuradas, com capacidade de 8 kg/m2, para permitir uma melhor circulação de ar.
As bandejas carregadas com as bananas fatiadas serão colocadas em um secador de bandejas (Figura 9) à temperatura de 55 ºC e velocidade do ar constante de 1,4 m/s durante 4,7 horas. Apresentando um produto desidratado de umidade final de 4% (TRIBESS et al., 2012).
Figura 9 – Desidratador de bandejas. Fonte: Alibaba (2019).
3.2.9 RESFRIAMENTO
As fatias de bananas desidratadas serão resfriadas, ainda dentro do secador de bandejas, a temperatura ambiente de 28 ºC durante 1 hora, para evitar a reumidificação do produto.
3.2.10 MOAGEM E TAMISAÇÃO
As rodelas de banana desidratadas serão moídas, em temperatura ambiente, em um moinho de martelos (Moinho Vieira MCD 530) (Figura 10).
A tamisação ou peneiramento será feita no próprio moinho, utilizando uma peneira com abertura de 60 mesh, para obtenção de uma farinha fina.
Figura 10 – Moinho de martelos. Fonte: Moinhos Vieira (2019).
3.2.11 ENVAZE E ARMAZENAMENTO
A farinha obtida deve ter tonalidade bege claro uniforme, de textura fina, inodora, sem sabor característico e sem adstringência.
Nesta etapa a farinha de banana verde será envazada em embalagens de papel kraft do tipo stand up pouch com zíper (Figura 11), em quantidades de 200 g com o auxílio de uma dosadora semiautomática. Em seguida, cada embalagem será selada e datada através da seladora contínua semiautomática para assegurar uma maior proteção ao produto final.
Figura 11 – Embalagens de papel kraft do tipo stand up pouch. Fonte: Solução em embalagens (2019).
4 LAYOUT
A indústria de processamento de farinha de banana verde, apresentada neste trabalho, será disposta de acordo com o layout apresentado na Figura 12.
Figura 12 – Layout da indústria de processamento de farinha de banana verde.
LEGENDA: 1 – Descascamento; 2 – Fatiamento; 3 – Tratamento antioxidante; 4 – Secagem; 5 – Moagem e Tamização; 6 – Envaze; 7 – Estação de resíduos. 6 5 4 3 2 1 7
5 BALANÇOS DE MASSA E DE ENERGIA
5.1 BALANÇO DE MASSA
O balaço de massa do processo fornece informações importantes para o planejamento da produção, servindo como parâmetro para o controle de qualidade de todo o processamento. A indústria de farinha de banana verde processará 500 kg de banana verde in natura por dia.
5.1.1 IDENTIFICAÇÃO DO ESTÁGIO DE MATURAÇÃO E DESPENCAMENTO
A etapa seguinte às de Recepção e Pesagem da matéria-prima é a de identificação do estágio de maturação, esta etapa gera perdas de matéria-prima, como as bananas que não se enquadram dentro do estágio de maturação desejado (grau de maturidade totalmente verde) ou que apresentam avarias (como amassamento). Assim, como a retirada das almofadas das pencas, que são as estruturas que sustentam as bananas nas próprias pencas, durante a etapa de despencamento. Considera-se um percentual de 10% de perdas nesta primeira etapa do processo. Então, a quantidade de perdas para a etapa do identificação do estágio de maturação e de despencamento é dado por (Equação 1):
ṁ = 0,1 × ṁ ṁ = 0,1 × 500 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 50 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 Onde:
ṁ : Vazão mássica total das bananas verde in natura que são recebidas; ṁ : Vazão mássica das bananas e almofadas das pencas descartadas.
A Equação 1 fornece a quantidade diária de matéria-prima perdida durante a seleção dos frutos, com este dado, através do balaço de massa para a etapa de Identificação do estágio de maturação e de despencamento (Figura 13), pode-se obter a quantidade diária de matéria-prima que (Equação 1)
segue na linha de produção de farinha de banana verde, onde ṁ é a vazão mássica de banana verde in natura que segue para a etapa de lavagem.
Figura 13: Balanço de massa para a etapa de identificação do estágio de maturação e de despencamento.
O balanço de massa da etapa de identificação do estágio de maturação, representado pela Figura 13, é dado pela Equação 2:
ṁ = ṁ + ṁ 500 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎= 50 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎+ ṁ ṁ = 450 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎
Um total de 450 kg por dia de banana verde in natura segue para a lavagem e sanitização dos frutos.
5.1.2 LAVAGEM E SANITAÇÃO
Na lavagem das bananas verdes já despencadas são eliminados restos de terra, detritos vegetais, restos florais e a seiva que escorre pela casca após o despencamento. Considerando que esses resíduos que saem durante a lavagem representam uma fração pequena, considera-se uma perda de 0,1% no peso da matéria-prima. Então, a quantidade de perdas na etapa de lavagem e sanitização é dada pela Equação 3, onde ṁ é a vazão mássica água clorada e resíduos descartados durante a lavagem:
IDENTIFICAÇÃO DO ESTÁGIO DE MATURAÇÃO E DESPENCAMENTO ṁ =? ṁ = 50 ṁ = 500 (Equação 2)
ṁ = 0,001 × ṁ
ṁ = 0,001 × 450 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
ṁ = 0,45 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
São retirados 0,45 kg (Equação 3) de sujidades das bananas verdes durante a lavagem. Com este dado e através do balanço de massa para a etapa de lavagem e sanitização (Figura 14), pode-se calcular a vazão mássica de banana verde in natura após a lavagem (ṁ ), que seguirá para o descascamento.
Figura 14: Balanço de massa para a etapa de Lavagem e Sanitização, o
O balanço de massa na etapa de Lavagem e Sanitização, representado na Figura 14, é dado pela Equação 4: ṁ = ṁ + ṁ 450 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 = 0,45 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎+ ṁ ṁ = 449,55 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎
Através da Equação 4, pode-se observar que 449,55 kg/dia de banana verde seguem para a próxima etapa a produção de farinha verde, o descascamento.
LAVAGEM E SANITIZAÇÃO ṁ =? ṁ = 0,45 ṁ = 450 (Equação 3) (Equação 4)
5.1.3 DESCASCAMENTO
Segundo Antunes et al. (2011), as cascas da banana verde correspondem a 41% do peso total da banana, com base nesta afirmação pode-se calcular a quantidade de cascas descartadas durante a etapa de descascamento dos frutos. Assim pelo balanço de massa da etapa de descascamento (Equação 5) pode-se determinar ṁ , que é a vazão mássica de cascas de banana verde.
ṁ = 0,41 × ṁ
ṁ = 0,41 × 449,55 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
ṁ = 184,31 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
O balanço de massa global para a etapa de descascamento, descrito na Figura 15, onde ṁ é a vazão mássica de banana verde descascada, foi realizado com base na quantidade de banana verde (ṁ ) calculada na Equação 4, após a lavagem dos frutos recebidos para a batelada de um dia de produção, e na quantidade de cascas retiradas das bananas verdes durante o descascamento Equação 5.
Figura 15: Balanço de massa para a etapa de Lavagem e Sanitização.
ṁ = ṁ + ṁ 449,55 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎= 184,31 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎+ ṁ ṁ = 265,24 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 DESCASCAMENTO ṁ =? ṁ = 184,31 ṁ = 449,55 (Equação 5) (Equação 6)
Através da Equação 6, pode-se observar que diariamente 265,24 kg de bananas verdes descascadas serão utilizados no processo seguinte de fatiamento e receberão tratamento antioxidante para seguir para etapa de secagem.
5.1.4 SECAGEM
Na etapa de secagem ocorre perda da água contida na banana descascada e fatiada na forma de umidade através da evaporação. A perda de água varia de acordo com a temperatura de secagem, a velocidade do ar de secagem, a espessura do alimento e o tempo de secagem.
Tribess et al. (2012) obtiveram farinha de banana verde da espécie Cavendish, também conhecida no Brasil como Nanica, com 4% de umidade após 5,7 horas de secagem em secador de bandejas à 55 ºC, entretanto em seu trabalho não está relatado a umidade da banana verde in natura descascada, por este motivo para fins de cálculo utilizou-se o valor da umidade da banana verde descascada obtido por Izidoro (2008), correspondente a 71,69%, valor semelhante aos obtidos por Gomes et al (2007) para a mesma espécie e por Santos et al. (2010) para a banana prata, 72,6% e 70,14%, respectivamente. O balanço de massa para etapa de Secagem está descrito na Figura 16.
Figura 16: Balanço de massa para a etapa de secagem.
Onde:
𝑥 , = fração de água presente na banana verde descascada;
ṁá = vazão mássica da água evaporada durante a secagem;
SECAGEM ṁ =? 𝑥 , = 0,04 ṁá = ? 𝑥 ,á = 1 ṁ = 265,24 𝑥 , = 0,717
𝑥 ,á = fração de água presente na água evaporada;
ṁ = vazão mássica de banana verde seca que sai do secador;
𝑥 , = fração de água presente na banana verde seca.
Considerando o balanço de massa, descrito na Figura 16 e a vazão mássica de banana verde descascada que entra no secador, obtida na Equação 6, pode-se obter uma relação entre a vazão mássica da água evaporada e a vazão mássica de bananas secas que saem do secador, utilizando o balanço de massa para o componente água, dado pela Equação 7:
ṁ × 𝑥 , = ṁá × 𝑥 ,á + ṁ × 𝑥 ,
265,24 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎× 0,717 = ṁá × 1 + ṁ × 0,04
ṁá = 190,18 − 0,04ṁ
Através do balanço de massa global demonstrado na Figura 16 para a etapa de secagem e da relação obtida na Equação 7a, pode-se calcular a vazão mássica de bananas secas que saem do secador, dado por (Equação 8):
ṁ = ṁá + ṁ
265,24 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎= 190,18 − 0,04ṁ + ṁ
ṁ = 78,19 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
Substituindo o resultado da Equação 8 na Equação 7a, pode-se obter a vazão mássica de água evaporada no secador:
ṁá = 190,18 − 0,04 × 78,19 ṁá = 187,05 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 (Equação 7a) (Equação 7) (Equação 8) (Equação 9)
5.1.5 MOAGEM E TAMIZAÇÃO
Durante a moagem e a tamização, que são feitas em um mesmo equipamento, um moinho de martelos, pode-se haver pequenas perdas de farinha de banana verde. A farinha com partícula de tamanho maior ao desejado para a produção ficará retida em uma peneira de abertura superior e a farinha de partícula menor ao tamanho desejado ficará retida em uma peneira de abertura inferior, estes dois tamanhos de partículas recebem os nomes de gritz e pó, respectivamente.
Considerando 1% de perdas com gritz e pó na etapa de moagem e tamização, a quantidade diária de perdas nesta etapa pode ser definida pela Equação 10, onde ṁ , ó é a vazão mássica de gritz e pó gerados na etapa de moagem e tamização.
ṁ , ó= 0,01 × ṁ
ṁ , ó= 0,01 × 78,19 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
ṁ , ó= 0,7819 𝑘𝑔
𝑑𝑖𝑎
Através do balanço de massa global para a etapa de moagem e tamização representado na Figura 17, obtém-se a quantidade de farinha de banana verde que será envazada diariamente, onde ṁ é a vazão mássica de farinha de banana verde.
Figura 17: Balanço de massa global para a etapa Moagem e de Tamização.
O balaço de massa global para a etapa de moagem e tamização é dado pela Equação 11:
ṁ = ṁ , ó+ ṁ MOAGEM E TAMIZAÇÃO ṁ =? ṁ , ó = 0,7819 ṁ = 78,19 (Equação 11) (Equação 10)
78,19 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎= 0,7819 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎+ ṁ ṁ = 77,4 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎
Para 500 kg de banana verde recebidos, a indústria fabrica 77,4 kg de farinha de banana verde em um dia de produção, que serão posteriormente envazados.
Assim, a indústria consegue fabricar 387 pacotes de farinha de banana verde contendo 200g de farinha de banana verde cada embalagem.
O balanço de massa global para o processamento de farinha de banana verde é representado na Figura 18.
Figura 18 – Balanço de massa global para o processamento de farinha de banana verde. LAVAGEM E SANITIZAÇÃO IDENT. ESTÁG. MATURAÇÃO / DESPENC. PESAGEM RECEPÇÃO ṁ = 500𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 450 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 DESCASCA-MENTO ṁ = 449,55𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 50𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 TRATAMENTO ANTIOXIDANTE FATIAMENTO SECAGEM RESFRIAMENTO MOAGEM E TAMIZAÇÃO ṁ = 184,31𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 0,45𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 265,24𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁá = 187,05 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ , ó= 0,7819 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 78,19𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ṁ = 77,4𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎 ENVAZE 387 pacotes de 200 g de farinha de banana verde.
5.1.6 RENDIMENTO DO PROCESSO
O rendimento total do processo é um importante parâmetro de controle de qualidade, uma vez que através dele pode-se quantificar a matéria-prima necessária para uma produção pré-estabelecida ou estimar a quantidade de produto que será fabricado pela indústria a partir de uma determinada quantidade de matéria-prima recebida.
Considerando o exposto no parágrafo anterior, pode-se calcular o rendimento total do processo, considerando a base de cálculo utilizada neste trabalho de 500 kg de banana verde in natura para a fabricação de farinha de banana verde por dia de produção, sendo calculada com base na fórmula adaptada de Stringheta et al. (2003), demonstrada na Equação 12:
𝑅 (%) = × 100
Onde:
R (%) = Rendimento do processo, em porcentagem; FBV = Farinha de banana verde, em kg;
BVI = Banana verde in natura, em kg.
Substituindo, BVI por 500 kg e FBV por 77,4 kg, temos:
𝑅 (%) = 77,4 𝑘𝑔
500 𝑘𝑔 × 100
𝑅 (%) = 15,5%
A indústria de farinha de banana verde a que se refere este trabalho tem rendimento de 15,5%, valor dentro do esperado, pois segundo a EMBRAPA (2017) o rendimento do processo de produção de farinha de banana verde varia entre 15 e 25%, valor semelhante aos obtidos por Andrade et al. (2017) e Nascimento et al. (2011) de 18,9% e 16,17% respectivamente, para o mesmo cultivar.
5.2 BALANÇO DE ENERGIA
Neste trabalho, o balanço de energia foi feito para a etapa que envolve maior transferência de energia, a etapa de secagem, uma vez que as rodelas de bananas descascadas serão aquecidas da temperatura ambiente do local de produção até a temperatura de 55 ºC no secador de bandejas, resultando em um aquecimento de 26 ºC até 55 ºC.
Para fins de cálculo, utilizou a temperatura ambiente média da cidade de Natal, de aproximadamente 26 ºC, e a umidade relativa média de 80% (ESPÍRITO SANTO e SILVA, 2016). Com esses dois dados e através do software CATT3 pode-se calcular a umidade absoluta do ar na entrada do secador (𝑌 ), que é igual a 0,017 . O balanço de energia global para etapa de
secagem é representado na Figura 19.
AR1
Figura 19 – Balanço de energia global para a etapa de secagem.
Onde:
𝑈𝑅 = umidade relativa do ar;
𝑇 = temperatura ambiente na entrada do aquecedor;
𝑌 = umidade absoluta do ar de entrada no aquecedor; 𝑚̇ = vazão mássica do ar na entrada do secador;
𝑇 = temperatura do ar aquecido na saída do aquecedor; AQUECEDOR 𝑈𝑅 = 80% 𝑇 = 26 °𝐶 = 299,15 𝐾 Y = 0,017 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 SECADOR AR2 𝑚̇ 𝑇 = 55 °𝐶 = 328,15 𝐾 𝑌
BANANA VERDE ÚMIDA
𝑚̇ = 265,24 ; 𝑥 , = 71,7%
𝑇 ; 𝐶,
BANANA VERDE SECA
𝑚̇ = 78,19 ; 𝑥 , = 4% 𝑇 AR3: 𝑇 = 55 °𝐶 𝑚̇ 𝑌 𝑚̇ ,
𝑌 = umidade absoluta do ar na saída do aquecedor;
𝑚̇ = vazão mássica da banana verde na entrada do secador; 𝑇 = temperatura da banana verde na entrada do secador;
𝐶 , = calor específico da banana verde;
𝑚̇ = vazão mássica da banana verde na saída do secador; 𝑇 = temperatura da banana verde na saída do secador;
𝑇 = temperatura do ar úmido na saída do secador;
𝑚̇ = vazão mássica do ar na saída do secador;
𝑌 = umidade absoluta do ar de saída do secador.
5.2.1 BALANÇO DE ENERGIA NO AQUECEDOR
Primeiro calculou-se a quantidade de calor necessário para aquecer o ar que entra no secador (𝑄̇ ). Durante o aquecimento do ar não há mudança de umidade, logo:
𝑄̇ = ṁ (Ĥ − Ĥ )
Onde 𝑚̇ = 𝑚̇ , que é a vazão mássica do ar e Ĥ e Ĥ são as entalpias específicas
de saída e entrada do ar úmido no aquecedor, respectivamente.
Calculando o 𝑚̇ da Equação 13:
Para determinar a vazão mássica do ar (𝑚̇ ), utilizou-se a Equação 14, onde ρ é a densidade do ar nas condições estabelecidas neste trabalho, 𝑣 é a velocidade do ar de 1,4 m/s dada por Tribess et al. (2012) e 𝐴 é a área da seção transversal do ducto por onde o ar aquecido passa.
𝑚̇ = 𝜌 × 𝑣 × 𝐴
A densidade do ar (ρ) pode ser calculada com base na composição do ar úmido e na equação dos gases ideais (Equação 15), já que o ar úmido se comporta como um gás ideal, nas condições apresentadas no processo.
(Equação 13)
𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇
Reorganizando a Equação 15, pode-se encontrar a concentração molar (𝐶) que é dada por , onde p é a pressão igual a 101.325 Pascal, R é a constante universal dos gases ideais igual a 8,314 m3 Pa/mol K e T é a temperatura (em Kelvin):
𝐶 = 𝑝 𝑅𝑇 𝐶 = 101.325 𝑃𝑎 8,314 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝑚 𝑃𝑎× 328,15 𝐾 𝐶 = 37,14 𝑚𝑜𝑙 𝑚
O ar seco é composto por aproximadamente 78% de nitrogênio (N2), 21% de oxigênio (O2) e 1% de argônio (Ar). Para calcular a massa molecular do ar úmido, primeiro foi convertido a umidade absoluta do ar (𝑌 ) em base seca para base úmida, resultando na fração mássica do vapor d’água na mistura (𝑥 , ). 𝑥 , = 𝑚 𝑚 = 𝑚 𝑚 + 𝑚
Dividindo todos os termos por 𝑚 :
𝑥 , = 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 + 𝑚 𝑚 𝑥 , = 𝑌 𝑌 + 1 𝑥 , = 0,017 0,017 + 1 𝑥 , = 0,016 𝑘𝑔 𝐻 𝑂 𝑘𝑔 𝑎𝑟
O ar, nas condições apresentadas, possui composição de 0,016 e 0,984 da mistura N2+O2+Ar. Logo, a fração mássica de nitrogênio nessa mistura é de 0,767, a de oxigênio de 0,207 e a de argônio de 0,01. A massa molecular é definida pela Equação 18, onde 𝑥 é fração mássica do composto e Mi é a massa molecular do composto.
(Equação 17) (Equação 15)
(Equação 18) 𝑀 = 1 ∑ xi Mi n i=1 𝑀 = 𝑥 1 𝑀 + 𝑥 𝑀 + 𝑥 𝑀 + 𝑥 𝑀 𝑀 = 1 0,767 28𝑚𝑜𝑙𝑔 + 0,207 32𝑚𝑜𝑙𝑔 + 0,01 40𝑚𝑜𝑙𝑔 + 0,016 18𝑚𝑜𝑙𝑔 𝑀 = 28,57 𝑔 𝑚𝑜𝑙
A densidade (ρ) pode ser definida pela Equação 19, onde 𝐶 e 𝑀 foram obtidos pelas Equações 16 e 18, respectivamente: 𝜌 = 𝐶 × 𝑀 𝜌 = 37,14 𝑚𝑜𝑙 𝑚 × 28,57 𝑔 𝑚𝑜𝑙 𝜌 = 1061,09 𝑔 𝑚 = 1,061 𝑘𝑔 𝑚
𝐴 é a área da seção transversal do ducto por onde o ar aquecido passa é dada pela Equação 20, onde r é o raio do tubo (0,15 m) da seção de aquecimento do secador utilizado:
𝐴 = 𝜋 × 𝑟
𝐴 = 𝜋 × 0,15
𝐴 = 0,07 𝑚
Substituindo os resultados das Equações 19 e 20 na Equação 14, tem-se a vazão do ar aquecido (Equação 21): 𝑚̇ = 1,061 𝑘𝑔 𝑚 × 1,4 𝑚 𝑠 × 3600 𝑠 1 ℎ × 0,07 𝑚 𝑚̇ = 374,32 𝑘𝑔 𝑎𝑟 ℎ (Equação 19) (Equação 20) (Equação 21)
Calculando as entalpias específicas do ar úmido de entrada e saída do aquecedor da Equação 12:
A entalpia específica do ar úmido (Ĥ ) é dada pela Equação 22 (MEIRELES e PEREIRA, 2013), onde 𝑇 é a temperatura do ar, 𝑇 é a temperatura de referência em Kelvin, igual a 273,15 K, Y é a umidade absoluta do ar e 𝜆 é o calor latente de vaporização da água na temperatura de referência, que segundo Meireles e Pereira (2013) é igual a 2502,3 :
Ĥ = 𝐶 , (𝑇 − 𝑇 ) + Y 𝜆
O calor específico do ar úmido (𝐶 , ) é dado pela Equação 23:
𝐶 , = 1,005 + 1,884Y
Substituindo a Equação 23 na Equação 22, tem-se a Equação 24:
Ĥ = (1,005 + 1,884Y )(𝑇 − 𝑇 ) + Y 𝜆
Para o ar de entrada no aquecedor:
Ĥ = (1,005 + 1,884Y )(𝑇 − 𝑇 ) + Y 𝜆 Ĥ = (1,005 + 1,884 × 0,017) 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝐾× (299,15 − 273,15)𝐾 + 0,017 𝑘𝑔 𝐻 𝑂 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜× 2502,3 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝐻 𝑂 Ĥ = 69,50 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜
Transformando a entalpia (Ĥ ) de base seca para base úmida:
Ĥ = 69,50 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜× (1 − 𝑥 , ) Ĥ = 69,50 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜× (1 − 0,016) 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑘𝑔 𝑎𝑟 Ĥ = 68,39 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟
Para o ar de saída do aquecedor, onde Y = Y , já que não há mudança de umidade durante o aquecimento: (Equação 26) (Equação 22) (Equação 23) (Equação 25) (Equação 24)
Ĥ = (1,005 + 1,884Y )(𝑇 − 𝑇 ) + Y 𝜆 Ĥ = (1,005 + 1,884 × 0,017) 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝐾× (328,15 − 273,15)𝐾 + 0,017 𝑘𝑔 𝐻 𝑂 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜× 2502,3 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝐻 𝑂 Ĥ = 99,58 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜
Transformando a entalpia (Ĥ ) de base seca para base úmida:
Ĥ = 99,58 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜× (1 − 𝑥 , ) Ĥ = 99,56 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜× (1 − 0,016) 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑘𝑔 𝑎𝑟 Ĥ = 97,98 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟
Substituindo os valores da vazão mássica do ar e das entalpias de saída e entrada do ar do aquecedor na Equação 12, obtidos nas Equações 21, 26 e 28, respectivamente, tem-se a quantidade de calor necessária para aquecer o ar de 26 ºC à 55 ºC:
𝑄̇ = 374,32 𝑘𝑔 𝑎𝑟 ℎ × 97,97 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟− 68,39 𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑎𝑟 𝑄̇ = 11.072,39 𝑘𝐽 ℎ
5.2.2 BALANÇO DE ENERGIA NO SECADOR
Para calcular a quantidade de energia necessária para secar a quantidade de bananas definida no secador de bandejas utilizou-se a equação de balanço de energia para um regime estacionário, onde os acúmulos de massa e energia no sistema são nulos, ou seja, os valores finais de massa, volume e energia interna são iguais aos valores iniciais (MEIRELES e PEREIRA, 2013):
(Equação 27)
(Equação 29) (Equação 28)
(Equação 33)
(Equação 34)
= 0 = 𝑄̇ + 𝑊̇ − 𝑃 + ∑ Ĥ 𝑀̇ − ∑ Ĥ 𝑀̇
Sendo um regime permanente, não há expansão do sistema, logo P∆V=0 e variação da energia interna (∆U) e do trabalho do eixo (𝑊 ) são nulos, tem-se a Equação 31:
𝑄̇ = ∑ Ĥ 𝑀 −̇ ∑ Ĥ 𝑀̇
𝑄̇ = 𝑚̇ × Ĥ + 𝑚̇ × Ĥ − 𝑚̇ × Ĥ + 𝑚̇ × Ĥ
Onde:
𝑄̇ = quantidade de energia;
𝑚̇ e 𝑚̇ = vazões mássicas de entrada e saída do ar do secador, respectivamente;
𝑚̇ e 𝑚̇ = vazões mássicas de entrada e saída da banana verde descascada do secador, respectivamente;
Ĥ e Ĥ = entalpia de entrada e saída da banana verde, respectivamente;
Ĥ e Ĥ = entalpia de entrada e saída do ar no secador, respectivamente.
Calculando a entalpia do ar de saída do secador (Ĥ ):
Para calcular a entalpia para a mistura de vapor d’água na saída do secador é necessário calcular a umidade absoluta do ar úmido que sai do secador (𝑌 ). E para calcular 𝑌 é preciso descobrir a fração mássica da água na saída do ar úmido do secador (𝑥 , ) através de um balanço de massa global por componentes no secador para o componente água:
ṁ 𝑥 , + ṁ 𝑥 , = ṁ 𝑥 , + ṁ 𝑥 , 265,24𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎× 𝑑𝑖𝑎 5,7ℎ× 0,717 𝑘𝑔 𝐻 0 𝑘𝑔 + 374,32 𝑘𝑔 𝑎𝑟 ℎ × 0,016 𝑘𝑔 𝐻 0 𝑘𝑔 𝑎𝑟 = ṁ 𝑥 , + 78,19 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎× 𝑑𝑖𝑎 5,7ℎ× 0,04 𝑘𝑔 𝐻 0 𝑘𝑔 33,36 + 5,99 = ṁ 𝑥 , + 0,55 𝑥 , = , ṁ (Equação 30) (Equação 31) (Equação 32)
(Equação 38) (Equação 35)
(Equação 36)
(Equação 37) Fazendo o balanço de massa global no secador, pode-se descobrir a vazão de saída do ar
úmido (ṁ ): ṁ + ṁ = ṁ + ṁ 265,24 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎× 𝑑𝑖𝑎 5,7ℎ+ 374,32 𝑘𝑔 𝑎𝑟 ℎ = ṁ + 78,19 𝑘𝑔 𝑑𝑖𝑎× 𝑑𝑖𝑎 5,7ℎ ṁ = 407,14
Ao subtrair a vazão do ar de entrada na Equação 36, obtêm-se a vazão de água evaporada no secador, de 32,82 kg água/h ou 187,07 kg água/dia, corroborando com o resultado obtido no balanço de massa da Equação 9.
Substituindo o resultado da Equação 36 na Equação 34, tem-se a fração mássica da água no ar de saída do secador (Equação 37):
𝑥 , = 38,80 407,14 𝑥 , = 0,095 𝑘𝑔 𝐻 0 𝑘𝑔 𝑎𝑟
Convertendo 𝑥 , de base úmida para base seca (𝑌 ), tem-se:
𝑌 = 𝑚
𝑚
𝑌 = 𝑚
𝑚 − 𝑚
Dividindo todos os termos por 𝑚 , tem-se:
𝑌 = 𝑚 𝑚 𝑚 𝑚 − 𝑚 𝑚 𝑌 = 𝑥 , 1 − 𝑥 , 𝑌 = 0,095 1 − 0,095
