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Título: Using infrared (IR) thermography in the freeze-drying process of model solutions
Título(s) alternativo(s): Uso da termografia de infravermelho no processo de liofilização de soluções modelo
Autor : Gonçalves, Bárbara Jordana
Lattes: http://lattes.cnpq.br/7166956934490209
Primeiro orientador: Resende, Jaime Vilela de
Primeiro membro da banca: Nascimento, Bruna de Souza
Segundo membro da banca: Torres Prado, Mônica Elisabeth
Terceiro membro da banca: Rocha, Roney Alves da
Quarto membro da banca: Gonçalves, Rogério Amaro
Palavras-chave: Liofilização
Termografia infravermelho
Agentes veiculares
Freeze-drying
Carrier agents
Infrared thermography
Data da publicação: 26-Jun-2017
Referência: GONÇALVES, B. J. Using infrared (IR) thermography in the freeze-drying process of model solutions. 2017. 84 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2017.
Resumo: Dentre os métodos de secagem, a liofilização é utilizada para a obtenção da alta qualidade dos produtos. Para simular ensaios de polpas de frutas diferentes matrizes de géis têm sido empregadas, com destaque para a gelatina que facilita o processo de liofilização, uma vez que sua temperatura de colapso é elevada e aumenta a estabilidade térmica do produto. Neste trabalho objetivou-se estudar, por meio da técnica da termografia infravermelho, os processos de transferência de calor durante a liofilização de soluções modelo, adicionada de agentes veiculares (sacarose, etanol e maltodextrina), além de determinar os parâmetros reológicos e microestruturais dos sistemas modelo e estabelecer possíveis correlações entre eles. Uma caracterização reológica das soluções modelo foi realizada por meio de testes de cisalhamento no estado estacionário para a determinação da viscosidade em diferentes temperaturas (0 °C a 40 °C) e uma equação semelhante ao modelo de Arrhenius foi utilizada para avaliar o efeito da temperatura na viscosidade aparente. Em adição, as análises microestruturais foram realizadas através do microscópio eletrônico de varredura. A termografia de infravermelho mostrou-se útil na avaliação da transferência de calor durante o processo de liofilização, permitindo obter o histórico de temperatura. Os modelos Lei de Newton e Lei da Potência foram os que apresentaram os melhores ajustes aos dados experimentais. Os tratamentos adicionados de sacarose e de sacarose combinada com etanol mostraram-se mais viscosos, enquanto o tratamento apenas com etanol apresentou menor viscosidade aparente. Houve também um decréscimo da viscosidade em função da temperatura de 10 °C para a de 40 °C. Os tratamentos acrescidos de etanol com sacarose e de maltodextrina com sacarose contribuíram para uma maior cristalização dos pós. A adição de etanol e de etanol combinado com sacarose promoveu um menor encolhimento da amostra em relação aos outros tratamentos. Neste contexto, observa-se que apenas nestes tratamentos não houve constatação de colapso, responsável pelo encolhimento que afeta a qualidade do produto. Em geral, a adição de sacarose combinada com etanol, mostrou-se mais eficiente no processo de liofilização. O estudo dos parâmetros que envolvem a matriz dos alimentos é essencial para uma melhor compreensão e otimização de processos como a liofilização.
Abstract: Among the drying methods, freeze-drying is used to obtain the high quality of the products. Different gel matrices have been employed to simulate fruit pulp assays, especially the gelatin. It facilitates the freeze-drying process, since its collapse temperature is high and increases the thermal stability of the product. The objectives of the present work were to apply the infrared thermography technique to study the heat transfer processes during the freeze-drying of model solutions added with carrier agents (sucrose, ethanol and maltodextrin). Also to determine the rheological and microstructural parameters of the model systems, establishing possible correlations amongst them. A rheological characterization of the model solutions was performed through shear tests at steady state for determining the viscosity at different temperatures (0 °C to 40 °C). An equation similar to the Arrhenius model was used to evaluate the effect of temperature on the apparent viscosity. In addition, microstructural analyses were carried out using a scanning electron microscope. The infrared thermography was useful to evaluate the heat transfer during the freeze-drying process, allowing to obtain the temperature history. The Newton Law and Power Law models have provided the best statistical adjustments to the experimental data. The treatments using sucrose and sucrose combined with ethanol have shown to be more viscous, while the treatment with ethanol alone presented lower apparent viscosity. There was also a decrease in viscosity as a function of temperature from 10 °C to 40 °C. The treatments with ethanol and sucrose and those with maltodextrin and sucrose contributed to a higher crystallization of the powders, respectively. The addition of ethanol and ethanol combined with sucrose promoted a smaller shrinkage of the sample compared to the other treatments. In this context, it was observed that only in these treatments there was collapse, which is responsible for the shrinkage that affects the quality of the product. In general, the addition of sucrose combined with ethanol was more efficient in the freeze-drying process. The study of parameters involving the food matrix is essential for a better understanding and optimization of processes such as freeze-drying.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/13292
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: eng
Aparece nas coleções:DCA - Ciência dos Alimentos - Doutorado (Teses)

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