dissertação

Secagem híbrida convectiva-infravermelha para a produção de banana-passas

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Universidade Federal de Lavras

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

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Departamento de Ciência dos Alimentos

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos

Agência de fomento

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)

Tipo de impacto

Sociais
Tecnológico
Econômicos

Áreas Temáticas da Extenção

Educacao
Meio ambiente
Tecnologia e produção
Trabalho

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 12: Consumo e produção responsáveis

Dados abertos

Resumo

A produção de bananas secas pode reduzir as perdas pós-colheita e agregar valor ao produto. Este estudo investigou as cinéticas de secagem de bananas, combinando radiação infravermelha em diferentes níveis de potência (140, 160 e 180 W) e convecção de ar aquecido a diferentes temperaturas (50, 60 e 70 °C), além de três níveis de intermitência (0, 0.333 e 0.667). O teor final de umidade das amostras variou de 17% (P = 180 W e T = 70 °C, α = 0) a 57,4% b.u. (P = 160 W, T = 50 °C, α = 0.667). O consumo específico de energia (SEC) variou de 23,62 kWh/kgH2O (P = 180 W, T = 70 °C, α = 0.333) a 74,49 kWh/kgH2O (P = 140 W, T = 50 °C), enquanto as emissões de CO2 (qCO2) oscilaram entre 0,121 e 0,213 mgCO2. A difusividade efetiva foi estimada entre 5,47∙10⁻⁴ e 1,37∙10⁻³ mm²/s, e a energia de ativação variou de 13,69 a 17,63 kJ/mol. As propriedades termodinâmicas nas secagens contínuas ΔH (11,95 a 13,41 kJ/mol), ΔS (-259,14 a -258,56 J/mol K) e ΔG (83,65 a 89,89 kJ/mol) também foram calculadas.A qualidade do produto seco foi avaliada em termos de pH (4,33 a 4,79), sólidos solúveis (28 a 83 °Brix), atividade de água (0,43 a 0,52) e dureza (2,02 a 39,77 N). A condição ótima (P = 180 W, T = 60 ºC e α = 0,389) apresentou uma desejabilidade global de 0,83, indicando um produto de alta qualidade, dentro dos limites de especificação (Mf, Aw, TSS e firmeza), maximizando o desempenho do processo (Def e SEC) e reduzindo o impacto ambiental (qCO2).

Abstract

The production of dried bananas can reduce post-harvest losses and add value to the product. This study investigated the drying kinetics of bananas by combining infrared radiation at different power levels (140, 160, and 180 W) and heated air convection at different temperatures (50, 60, and 70 °C), along with three intermittence levels (0, 0.333, and 0.667). The final moisture content of the samples ranged from 17% (P = 180 W and T = 70 °C, α = 0) to 57.4% w.b. (P = 160 W, T = 50 °C, α = 0.667). Specific energy consumption (SEC) varied from 23.62 kWh/kgH2O (P = 180 W, T = 70 °C, α = 0.333) to 74.49 kWh/kgH2O (P = 140 W, T = 50 °C), while CO2 emissions (qCO2) ranged between 0.121 and 0.213 mgCO2. The effective diffusivity was estimated between 5.47∙10⁻⁴ and 1.37∙10⁻³ mm²/s, and activation energy ranged from 13.69 to 17.63 kJ/mol. The thermodynamic properties in continuous drying, ΔH (11.95 to 13.41 kJ/mol), ΔS (-259.14 to -258.56 J/mol K), and ΔG (83.65 to 89.89 kJ/mol) were also calculated. The quality of the dried product was evaluated in terms of pH (4.33 to 4.79), soluble solids (28 to 83 °Brix), water activity (0.43 to 0.52), and hardness (2.02 to 39.77 N). The optimal condition (P = 180 W, T = 60 °C, and α = 0.389) achieved an overall desirability of 0.83, indicating a high-quality product within specification limits (Mf, Aw, TSS, and firmness), while maximizing process performance (Def and SEC) and reducing environmental impact (qCO2).

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FALCÃO, Iaramarum de Jesus. Secagem híbrida convectiva-infravermelha para a produção de banana-passas. 2024. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.

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