ricardo k oi - tese de doutorado em eng química - unicamp

8/3/2019 Ricardo K Oi - Tese de Doutorado em Eng Qumica - Unicamp

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA QUMICA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIADE SISTEMAS QUMICOS

SECAGEM DA BIOMASSA DE BANANA VERDEEM SPRAY DRYER

RICARDO KENJI OI

CAMPINAS

2011


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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA QUMICA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIADE SISTEMAS QUMICOS

SECAGEM DA BIOMASSA DE BANANA VERDEEM SPRAY DRYER

Autor Eng. Ricardo Kenji Oi

Orientador Prof. Dr. Elias Basile Tambourgi

Co-orientador Prof. Dr. Deovaldo de Moraes Jr

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Ps-Graduao emEngenharia Qumica como parte dos requisitos exigidos para aobteno do ttulo de doutor em Engenharia Qumica.

Campinas

2011


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II

FICHA CATALOGRFICA ELABORADA PELABIBLIOTECA DA REA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP

Oi1sOi, Ricardo Kenji

Secagem da biomassa de banana verde em spraydryer / Ricardo Kenji Oi. --Campinas, SP: [s.n.], 2011.

Orientador: Elias Basile Tambourgi.Tese de Doutorado - Universidade Estadual de

Campinas, Faculdade de Engenharia Qumica.

1. Secagem. 2. Banana - Secagem. 3. Banana. I.Tambourgi, Elias Basile. II. Universidade Estadual deCampinas. Faculdade de Engenharia Qumica. III.Ttulo.

Ttulo em Ingls: Green banana drying in a spray dryerPalavras-chave em Ingls: Drying, Banana - Drying, Bananarea de concentrao: Sistemas de Processos Qumicos e InformticaTitulao: Doutor em Engenharia QumicaBanca examinadora: Juliana Moura de Luna, Edgar Silveira Campos, Ana Paula

Brescancini Rabelo, Elizabete JordoData da defesa: 28/03/2011Programa de Ps Graduao: Engenharia Qumica


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III

Tese de Doutorado do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica defendida

pelo Eng. Ricardo Kenji Oi em 28 de maro de 2011 e aprovada pela bancaexaminadora:


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IV

Este exemplar corresponde verso final da Tese de Doutorado em Engenharia

Qumica defendida pelo Eng. Ricardo Kenji Oi e aprovada pela banca examinadora em28 de maro de 2011.


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V

Dedico,

A todos que estiveram comigo ao longo de minha vida e que me ajudaram a buscar

meus objetivos.

Com todo o meu amor e gratido!


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VI

AGRADECIMENTOS

Agradeo

Ao Prof. Dr. Elias Basile Tambourgi pela oportunidade que me deu para que eu

chegasse at aqui, sendo um grande orientador, incentivador e amigo durante o perodo

de orientao.

UNICAMP pelo suporte tcnico do Departamento de Engenharia de Sistemas

Qumicos da Faculdade de Engenharia Qumica, que possibilitou a realizao deste

trabalho.

Ao Eng. Lucas Bernardo Monteiro e aos tcnicos Volnei de Lemos, Gilmar Alcntara e

Irineu Penha Ressurreio pelo auxlio na parte experimental.

empresa Vale Mais, na figura de Cleonildo Xavier de Morais Filho, que cedeu a

biomassa de banana verde utilizada neste trabalho.

Por fim, agradeo ao Prof. Dr. Deovaldo Moraes Jr. pela intensa dedicao e

competncia que teve neste trabalho, alm de orientador um grande amigo queacreditou em mim e incentivou a busca pelo conhecimento atravs de uma pesquisa

acadmica de alto nvel.

A todos que me ajudaram direta e indiretamente, expresso aqui meu agradecimento por

tornar realidade um de meus sonhos!


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VII

Se pude ver mais longe por que estive apoiado em ombros de gigantes

(Isaac Newton)


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VIII

RESUMO

A biomassa de banana verde um componente que pode ser aplicado industrialmenteem uma grande variedade de alimentos por no interferir nos atributos sensoriais de

outros ingredientes e apresentar propriedades funcionais, sobretudo pela presena do

amido resistente. O campo de aplicao pode ser ampliado, inclusive para a

exportao, se produzido na forma de p. O presente trabalho apresenta um estudo de

viabilidade de secagem da biomassa de banana verde em uma unidade no comercial

(experimental) de spray dryer com atomizador rotativo. As variveis selecionadas no

procedimento experimental foram: o tipo do atomizador (tipo A, de orifcios de formaretangular com semicrculos nas extremidades e rea total de 162,88 mm2 e tipo B de

orifcios de forma circular e rea total de 254,47 mm2); a concentrao da suspenso; a

rotao do atomizador; a temperatura da alimentao e a vazo da alimentao. A

temperatura da cmara foi fixada em 140C com o ar a 0,013 kg/s. Estabeleceu-se

como respostas a massa e a umidade relativa do produto. Essas variveis tiveram dois

nveis de variao, o que correspondeu realizao de 32 ensaios. Dentre as variveis

utilizadas nos ensaios, a concentrao da suspenso foi a varivel mais significativa

para as repostas massa e umidade relativa, as demais apresentaram efeitos reduzidos.

O ensaio nmero 13 apresentou as melhores condies das respostas (9,17% e 12,656

g), sendo obtido com o atomizador tipo B; concentrao de 50%, rotao de 27.000

rpm, vazo da alimentao de 40 mL/min e temperatura da alimentao de 30 C. Para

esta amostra foi realizada uma anlise microscpica, em que o tamanho dos grnulos

no ultrapassou 500 m, portanto, pode ser empregado em diversas preparaes

alimentcias. A partir do ensaio 13, calculou-se o dimetro da cmara de secagem para

uma produo de 25 kg/h, o que resultou em 5,14 m. Neste estudo ficou comprovada aviabilidade da secagem da biomassa de banana verde em spray dryercom atomizador

rotativo.

Palavras-chave: biomassa de banana verde; spray dryer; secagem de produtos

alimentcios; atomizao; secadores industriais.


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IX

ABSTRACT

The green banana biomass is a component that can be industrially applied to a widevariety of foods because do not interfere in the sensory attributes of other ingredients

present and has functional properties, especially the presence of resistant starch. This

use can be expanded, including for export, if this product be produced in powder form.

This research presents a feasibility study of drying green banana biomass in a non-

commercial unit (experimental) of spray dryer with rotary atomizer. The variables

selected in the experimental procedure were: the type of atomizer (type A, hole in a

rectangular shape with semicircles at the ends and the total area of 162.88 mm

2

andtype B, hole in a circular shape and a total area of 254.47 mm 2); the suspension

concentration; the atomizer rotation; the biomass temperature and the biomass flow.

The chamber temperature was set at 140C with air at 0.013 kg/s. It was defined as

response the mass and the relative humidity of the product. These variables had two

levels of variation, which corresponded to the completion of 32 trials. Among the

variables used in the tests, the suspension concentration was the most significant to

responses of mass and humidity, the others showed low effects. The test number 13

presented the best conditions of responses (9.17% and 12.656 g), was obtained with the

atomizer type B, 50% concentration, atomizer rotation of 27,000 rpm, biomass flow rate

of 40 mL/min and biomass temperature of 30C. For this sample was realized a

microscopic analysis, the granules size do not exceeded 500 m, therefore can be used

in various food preparations. From the 13 test, the diameter calculation of the drying

chamber for a production of 25 kg / h resulted in 5.14 m. In this study it was proved the

feasibility of drying the green banana biomass in a spray dryer with rotary atomizer.

Keywords: green banana biomass; spray dryer; drying of food products, industrial

dryers; atomization.


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X

SUMRIO

RESUMO....................................................................................................... .............VIII

ABSTRACT............................................................................................. ....... .............IX

LISTA DE FIGURAS...................................................................................... ...........XIII

LISTA DE TABELAS....................................................................................... ..........XIV

NOMENCLATURAS ..................................................................................... ............XV

1. INTRODUO............................................................................................. .............1

1.1. Objetivos............................................................................................... ............2

1.2. Justificativa.............................................................................................. . ..........2

1.3. Estrutura do trabalho..............................................................................................3

2. REVISO BIBLIOGRFICA..................................................... .................................4

2.1. Secagem....................................................................................... ....................4

2.1.1. Conceituao de secagem.............................................. ........................4

2.1.2. Remoo da umidade.......................................... ............ .......................62.1.3. Secagem na condio diluda................................................ ..................9

2.2. Secador pulverizador spray dryer.......................................................... ..........11

2.2.1. Histrico..................................................................................... ............12

2.2.2. Descrio do processo spray drying................................. ......................13

2.2.3. Atomizao no spray drying.............................................................. .....16

2.2.4. Atomizador...................................................................................... ......17

2.2.4.1. Bocais a dois fluidos.......................................................... ........17

2.2.4.2. Bocais a presso................................................................ ......19

2.2.4.3. Atomizadores rotativos.................................................... .........20

2.2.5. Seleo do Atomizador...................................................................... ....23

2.2.5.1. Desenho do atomizador e a capacidade da alimentao...... ..23

2.2.5.2. Energia para atingir atomizao completa da alimentao. .....23

2.2.5.3. Distribuio do tamanho das gotculas............................... .....23

2.2.5.4. Tamanho das gotculas................................................... ..... ....24

2.2.5.5. Desenho da cmara de secagem................................. ...........24


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XI

2.2.5.6. Flexibilidade operacional...............................................................24

2.2.5.7. Propriedades da alimentao................................................... ....252.2.5.8. Experincia no atomizador disponvel para o produto..................25

2.2.6. Influncia das variveis no processo spray drying......................................26

2.2.7. Aplicaes industriais do spray dryer..........................................................26

2.2.7.1. Resinas e plsticos........................................................................27

2.2.7.2. Cermica.......................................................................................27

2.2.7.3. Produtos de limpeza......................................................................28

2.2.7.4. Pesticidas......................................................................................28

2.2.7.5. Fertilizantes...................................................................................28

2.2.7.6. Farmacuticas...............................................................................29

2.2.7.7. Produtos qumicos inorgnicos.....................................................29

2.2.7.8. Produtos qumicos orgnicos........................................................29

2.2.7.9. Alimentcias...................................................................................30

2.3. Biomassa de banana verde..................................................................................31

2.3.1. Consideraes preliminares.........................................................................31

2.3.2. Caractersticas nutricionais da banana verde.............................................322.3.3. Amido resistente e seus benefcios sade................................................33

2.3.4. Fabricao da biomassa de banana verde.................................................35

3. MATERIAIS E MTODOS...........................................................................................37

3.1. Unidade experimental...........................................................................................37

3.1.1. Atomizadores..............................................................................................38

3.1.2. Motor eltrico..............................................................................................38

3.1.3. Voluta..........................................................................................................39

3.1.4. Bomba peristltica.......................................................................................39

3.1.5. Tanque da alimentao...............................................................................40

3.1.6. Trocador de calor........................................................................................40

3.1.7. Aquecedor de ar..........................................................................................41

3.1.8. Termopares.................................................................................................41

3.1.9. Painel de controle........................................................................................42


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XII

3.2. Variveis utilizadas nos ensaios..........................................................................42

3.3. Equipamentos e materiais utilizados nos ensaios................................................

433.4. Procedimentos utilizados nos ensaios.................................................................44

3.5. Equaes para o clculo do dimetro da cmara................................................45

4. RESULTADOS E DISCUSSO...................................................................................47

4.1. Anlise das respostas..........................................................................................47

4.2. Influncia das variveis na resposta....................................................................49

4.2.1. Influncia na massa....................................................................................50

4.2.2. Influncia na umidade relativa....................................................................53

4.3. Anlise microscpica do ensaio com as melhores respostas..............................55

4.4. Clculo do dimetro da cmara de secagem........................................................56

5. CONCLUSO..............................................................................................................60

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS................................................................................62

APNDICE......................................................................................................................67


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XIII

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Secador spray dryerpara aplicao industrial .................................. .... . 10

Figura 2.2 Instalao de secagem em spray dryer............................................... ....13

Figura 2.3 Vista em corte da seco longitudinal de bocal a dois fluidos.............. ...18

Figura 2.4 Vista em corte da seco longitudinal de bocal a presso............ ..........20

Figura 2.5 Disco com chicanas retas............................................................... .........21

Figura 2.6 Disco com alta capacidade.............................................................. ........21

Figura 2.7 Disco com forma de prato............................................................. ...........22

Figura 2.8 Processo de fabricao da biomassa de banana verde................... .......36

Figura 3.1 Unidade experimental de spray dryer.............................................. ..... ....37

Figura 3.2 Atomizador tipo A............................................................................. ........38

Figura 3.3 Atomizador tipo B........................................................................... ..........38

Figura 3.4 Motor eltrico para o acionamento do atomizador............................. ......38

Figura 3.5 Voluta................................................................................................ .......39

Figura 3.6 Bomba peristltica.............................................................................. ......39

Figura 3.7 Tanque da alimentao.................................................................... ........40Figura 3.8 Trocador de calor................................................................................. ....40

Figura 3.9 Aquecedor de ar...................................................................... .................41

Figura 3.10 Termopar........................................................................................ .........41

Figura 3.11 Painel de controle............................................................................. .......42

Figura 4.1 Efeitos das variveis para a massa................................................... .......50

Figura 4.2 Grfico de Pareto para os feitos das variveis na massa.................. ......51

Figura 4.3 Efeitos das variveis para a umidade relativa.................................... ..... 53Figura 4.4 Grfico de Pareto para os feitos das variveis na umidade relativa...... ..54

Figura 4.5 Partculas da biomassa de banana verde seca em spray dryer.... ..........56

Figura 4.6 Ilustrao da cmara de secagem................................................... ........58


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XIV

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Influncia das variveis no spray dryer........................................... .......26

Tabela 3.1 Variveis selecionadas no experimento......................................... .........43

Tabela 4.1 Resultados dos ensaios na unidade experimental de spray dryer.... ......47

Tabela 4.2 Amostras com umidade relativa menor que 13%........................ ..........49


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XV

NOMENCLATURAS

A rea da seo transversal do aquecedor m2

AR Amido resistente

C Concentrao da suspenso %

m Massa da amostra g

mH2O Massa de gua kg

M massa molar kg/mol

ms Massa seca kg

mt Massa total kg

n Rotao do atomizador rpm

p presso absoluta Pa

Q Vazo da alimentao mL/min

Qc Vazo volumtrica na cmara de secagem m3/s

R Constante dos gases J/mol.K

T Temperatura do ar ou da alimentao K ou oC

U Umidade relativa da amostra %v Velocidade do ar na sada do aquecedor m/s

V Volume da cmara de secagem m3

x relao entre as vazes mssicas do ar e do produto adimensional

xbs Umidade na base seca %

xbu Umidade na base mida %

ar na temp de entrada Massa especfica do ar na temperatura de entrada kg/m3

ar na temp de sada Massa especfica do ar na temperatura de sada kg/m

3

ar na temp de entrada Vazo mssica do ar na temperatura de entrada kg/s

ar na temp de sada Vazo mssica do ar na temperatura de sada kg/s

produto Vazo mssica do produto kg/s

Tempo espacial s


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1

1. INTRODUO

Os alimentos funcionais so aqueles que alm da funo original de nutrio,tambm se destinam manuteno geral da sade e/ou reduo do risco de doenas.

O mercado mundial deste segmento movimentou cerca de US$ 80 bilhes, em 2007.

Anualmente, no Brasil, este tipo de alimento movimenta aproximadamente US$ 647

milhes. De acordo com a ANVISA (Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria), o

alimento ou ingrediente que contenha propriedades funcionais, alm de atuar em

funes nutricionais bsicas, dever desencadear efeitos benficos sade e ainda de

ser seguro para consumo sem superviso mdica.Dentro dessa categoria de alimentos, a biomassa de banana verde (banana

verde processada, ausente de sabor e inodora) surge como uma opo para ser

utilizada em substituio aos espessantes tradicionais como trigo, soja, fcula de

mandioca e amido de milho, em doces ou salgados, melhorando o valor nutricional e

assumindo o sabor da preparao.

A biomassa de banana verde apresenta em seu contedo as vitaminas A, C,

complexo B (B1, B2 e niacina) e os sete sais minerais indispensveis ao organismohumano. O amido resistente (AR) presente na biomassa de banana verde ao ser

fermentado pela microbiota bacteriana no interior do intestino grosso produz cidos

graxos de cadeia curta, contribuindo para a integridade do clon intestinal. O AR um

carboidrato complexo que apresenta um comportamento semelhante ao das fibras

alimentares, com efeitos fisiolgicos benficos tanto sistmica quanto localmente,

principalmente no intestino grosso.

Diversos trabalhos foram publicados sobre essas propriedades da bananaverde, os quais abordaram os efeitos benficos sobre alguns males como cncer

coloretal, diarria, ndice glicmico, resposta insulnica, dislipidemias, doenas

cardiovasculares e doena celaca.

Tendo em vista os diversos benefcios da biomassa de banana verde

alimentao humana, surge a necessidade de industrializar o seu processo de

produo, para que esse alimento seja melhor difundido na sociedade.


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2

Os estudos do processamento industrial da biomassa de banana verde ainda

so inspidos, gerando assim um grande espao para o desenvolvimento de trabalhosneste campo.

Uma das principais operaes unitrias na obteno da biomassa de banana

verde atravs do processo industrial a remoo da massa de gua. A secagem por

meio da fase diluda normalmente realizada em secadores pulverizadores (spray

dryer), que apresentam como vantagens o melhor controle das dimenses dos grnulos

e a qualidade do produto seco.

OI, TAMBOURGI e MORAES JR. (2010) e OI et al (2009) estudaram asecagem da biomassa de banana verde em spray dryercom atomizador rotativo movido

por ar comprimido. Nesses trabalhos os grnulos da biomassa no ultrapassaram o

tamanho de 500 m e o produto obtido apresentou umidade relativa de at 8,0 %.

1.1. Objetivos

O presente trabalho teve por objetivo geral estudar a secagem da biomassa

de banana verde em uma unidade experimental de secador do tipo spray dryer com

atomizador rotativo, movido por um motor eltrico.

O objetivo especfico do estudo foi determinar as melhores condies

operacionais na unidade experimental, tendo como variveis o tipo de atomizador, a

concentrao da suspenso, a rotao do atomizador, a temperatura da alimentao e

a vazo da alimentao.

1.2. Justificativa

Diversos estudos apresentam os benefcios da biomassa de banana verde

para a sade humana. Ademais, a biomassa de banana verde pode substituir os

espessantes tradicionais empregados na indstria alimentcia. Entretanto, esse produto

ainda produzido de modo artesanal ou semi-industrial, com baixo volume de

produo.


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3

Um processo industrial para a produo da biomassa de banana verde pode

elevar a qualidade, a escala produzida e a produtividade da operao, permitindo queesse produto seja utilizado de forma mais eficiente na cadeia produtiva da indstria

alimentcia.

Atualmente, no processo semi-industrial, a biomassa obtida na forma

pastosa, e mesmo que o processamento seja assptico, persiste a constante

preocupao quanto questo microbiolgica, assim como perecibilidade do material.

Nesse contexto, justifica-se a secagem em spray dryer. Esse processo permite a

remoo da gua e a granulao do material, facilitando o transporte e aumentando oshelf-lifedo produto, fatores essenciais para sua exportao.

No equipamento spray dryer existem diversas variveis que podem

influenciar as caractersticas e a produo do produto que se pretende secar. Portanto,

fundamental analisar as influncias dessas variveis no processo de secagem, tendo

em vista elevar a eficincia do equipamento e a qualidade da biomassa de banana

verde em p.

1.3. Estrutura do trabalho

O Captulo 1 dedicado introduo do presente trabalho. O Captulo 2

versa sobre a reviso bibliogrfica, em que so abordados assuntos como a secagem,

o secador pulverizador do tipo spray dryere a biomassa de banana verde, atravs de

uma pesquisa bibliogrfica com as principais referncias no tema. No Captulo 3 so

apresentados os materiais e mtodos utilizados na pesquisa experimental na unidade

de spray dryer. O Captulo 4 aborda os resultados e a sua discusso. O Captulo 5apresenta a concluso do trabalho.


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4

2. REVISO BIBLIOGRFICA

2.1. Secagem

Neste subcaptulo abordado o conceito de secagem, o secador do tipo

spray dryere a biomassa de banana verde.

2.1.1. Conceituao de secagem

Para FOUST et al (1982), o conceito de secagem definido pela

transferncia de um lquido que se encontra em um slido molhado para uma fase

gasosa no saturada. Por sua vez, McCABE, SMITH e HARRIOT (2001) afirmam que a

secagem a remoo de pequena quantidade de gua ou outro lquido de um material

slido. RICHARDSON e HARKER (2002) explicam que a secagem a remoo final de

gua ou outro soluto, e essa operao frequentemente sucede a evaporao, filtrao

ou cristalizao. Keey apudBROD (2003) define a secagem como sendo a remoo de

uma substncia voltil (comumente, mas no exclusivamente a gua) de um produtoslido, isto , a operao na qual a atividade de gua de um material diminuda pela

remoo da gua atravs de sua vaporizao.

ALONSO (2001) afirma que durante a secagem necessrio fornecer calor

para evaporar a umidade do material, devendo existir um sorvedor de umidade para

remover o vapor de gua, formado a partir da superfcie do material a ser seco. Para o

autor, este processo de fornecimento de calor da fonte quente para o material mido

promove a evaporao da gua do material e em seguida a transferncia de massaarrasta o vapor formado.

Diante do exposto, conclui-se que a operao de secagem consiste na

remoo de um lquido agregado (umidade) a um slido para um meio gasoso

insaturado. Nesse processo, a vaporizao ocorre a uma temperatura inferior quela de

ebulio do lquido na presso do sistema.


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5

O meio gasoso tambm conhecido como meio de secagem pode ser: ar;

vapor; gases de combusto; ou uma composio desses, devendo ser insaturado paraabsorver a umidade contida no slido na forma de vapor.

Para PERRY e GREEN (1997), o material submetido ao processo de

secagem pode ser um slido com forma definida, uma pasta, ou ainda uma suspenso

de slidos, sendo que o produto final sempre ser um slido com algum grau de

umidade. A remoo de gua e outros lquidos podem ser feitos mecanicamente por

presso ou centrifugao, ou termicamente atravs da evaporao, conforme McCABE,

SMITH e HARRIOT (2001) e GEANKOPLIS (1993).Segundo BROD (2003), a secagem uma das mais antigas e usuais

operaes unitrias encontradas nos mais diversos processos usados em indstrias

agrcolas, cermicas, qumicas, alimentcias, farmacuticas, de papel e celulose,

mineral e de polmeros. O autor explica ainda que a secagem uma das operaes

mais complexas e menos entendida, dada dificuldade e deficincia da descrio

matemtica dos fenmenos envolvidos na transferncia simultnea de calor, massa e

quantidade de movimento no slido.FOUST et al(1982) ressaltam que a secagem est entre as operaes mais

usuais na indstria qumica, geralmente, o ltimo processamento do produto antes de

sua classificao e embalagem. RICHARDSON e HARKER (2002) concordam e

apontam algumas razes para a aplicao da secagem no processo industrial:

a) Reduo do custo de transporte;

b) Produo de materiais mais apropriados para o manuseio;

c) Obteno de propriedades mais precisas e

d) Remoo da umidade que de outra maneira provocaria corroso.

De acordo com BROD (2003), o objetivo principal de qualquer

processamento a manuteno das qualidades do produto. No dimensionamento de

equipamentos de secagem e no controle de processos necessrio quantificar a

qualidade do material que est sendo manuseado.


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6

PARK et al (2006) frisam que os principais critrios utilizados para a

determinao da qualidade do produto a ser seco so a deteriorao (origem biolgica,microbiolgica, enzimtica, mecnica, qumica e fsica) e a composio (qumica e

nutricional).

2.1.2. Remoo da umidade

BROD (2003) afirma que os diversos pontos de vista sobre a conceituao

de secagem ilustram a remoo de umidade, que est agregada a um material slido, e

um dos importantes parmetros do material que se pretende secar o contedo de

umidade presente. O contedo de umidade de um produto a proporo direta entre a

massa de gua presente no material e a massa de matria. O autor esclarece que o

contedo de umidade a quantidade de gua, que pode ser removida do material sem

alterao da estrutura molecular do slido, sendo quantificada de duas maneiras,

conforme as equaes 2.1 e 2.2:

a) Base seca (xbs) em relao massa seca do produto (mms):

ms

OH

bsm

mx 2=

b) Base mida (xbu) em relao massa total do produto (mt):

msOH

OH

mt

OH

bumm

m

m

mx

+==

2

22

Esses contedos de umidade podem ser obtidos na forma percentual. A

varivel mH2O representa a massa de gua.

ALONSO (2001) explica que a dificuldade de secagem nos materiais est

relacionada ao movimento de gua do interior do material, analisado pelos mecanismos

de transferncia de massa.

BROD (2003) descreve que no decorrer da secagem, a gua deve ser

transportada do interior do slido at a superfcie para que haja a evaporao de gua

da superfcie do material ao ambiente, sendo os mecanismos mais importantes:

(2.1)

(2.2)


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7

a) Difuso lquida: ocorre pela existncia do gradiente de concentrao;

b) Difuso de vapor: surge devido ao gradiente de presso de vapor, causadopelo gradiente de temperatura e

c) Escoamento de lquido e de vapor: produzido pela diferena de presso

externa, concentrao, capilaridade e alta temperatura.

Durante o perodo de secagem, a taxa decrescente (a nica geralmente

observada pelos produtos biolgicos) a migrao interna da gua que fixa a cintica

de secagem, sendo os seguintes mecanismos que comandam o movimento da gua,

conforme ALONSO (2001):

a) O movimento de gua lquida sob efeito da fora gravitacional (desprezvel na

secagem de produtos biolgicos);

b) A migrao capilar da gua lquida sob a ao da tenso superficial, sendo a

difuso de gua lquida sob o efeito de um gradiente de umidade conforme a

Lei de Fick1;

c) A difuso de gua lquida adsorvida sobre as superfcies internas dos porosvazios (somente para teores de gua muito fracos);

d) A difuso de vapor sob o efeito de um gradiente de presso parcial de vapor

de gua, sendo o escoamento de gua sob o efeito da diferena de presso

total entre o interior e o exterior do material e

e) A migrao de gua lquida ou vapor sob o efeito de um gradiente de

temperatura.

De acordo com ALONSO (2001), consideraes como contedo inicial de

umidade do material, contedo final de umidade que o material pode chegar (umidade

de equilbrio), a forma em que gua est relacionada com a estrutura do slido e os

modos do transporte da gua no interior do slido at a sua superfcie servem para

fundamentar o fenmeno de secagem.

(1) A Lei de Fick expressa que o fluxo de massa por unidade de rea proporcional ao gradiente de

concentrao de gua (PARK, YADO e BROD, 2001).


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8

BROD (2003) explica que a preservao de um alimento, entre outros

fatores, depende da quantidade da gua presente no mesmo. Para o autor, existemdiversos mtodos para determinar a umidade em alimentos, sendo a sua seleo

conforme a forma pela qual a gua est presente na amostra, a natureza da amostra, a

quantidade relativa de gua, a rapidez desejada na determinao e o equipamento

disponvel. O autor ainda afirma que a gua pode estar presente na amostra sob duas

formas:

a) gua livre: a gua que est simplesmente adsorvida no material, sendo a

mais abundante; ela perdida facilmente s temperaturas em torno daebulio e

b) gua ligada: a gua de constituio, que faz parte da estrutura do material,

ligada s protenas e acares, e adsorvida na superfcie de partculas

coloidais, necessitando de nveis elevados de temperatura para sua remoo.

Dependendo da natureza da amostra, requer temperaturas diferentes para a

sua remoo, e em alguns casos no eliminada nem a temperaturas que

carbonizem parcialmente a amostra.BROD (2003) ressalta que o aquecimento da amostra pode causar a

caramelizao ou decomposio dos acares, a perda de volteis ou ainda a oxidao

dos lipdeos. Dessa forma, importante uma avaliao criteriosa e cuidadosa na

escolha do mtodo mais apropriado e conveniente para a amostra.

Na determinao de umidade em matrias-primas, deve ser considerada a

natureza da amostra: produto perecvel ou produto deteriorvel, segundo BROD (2003).

Os mtodos normalmente utilizados mensuram apenas a gua livre pela faixa detemperatura prevista nos mesmos.

Conforme BROD (2003), os mtodos de determinao de umidade podem

ser classificados em diretos e indiretos. Nos mtodos diretos, a umidade de uma

amostra removida e a determinao feita pela pesagem. Nos mtodos indiretos, as

determinaes so feitas mensurando as caractersticas fsicas do material

relacionadas ao teor de umidade.


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2.1.3. Secagem na condio diluda

Existem diversos tipos de secadores para a secagem de materiais. A escolhade um determinado tipo ditada pela natureza do produto a ser desidratado, a forma

que se deseja dar ao produto processado, a quantidade a ser seca e o fator econmico.

PERRY e GREEN (1997) descrevem quatro tipos de condies de secagem: esttica;

dinmica; fluidizada e diluda. O secador spray dryeropera na condio diluda.

Na condio diluda de secagem, os secadores funcionam atravs do

princpio da atomizao1 ou pulverizao do produto a ser desidratado em partculas

pequenas e uniformes, sendo essa a principal vantagem da utilizao desse tipo deequipamento de secagem.

Para MASTERS (1985), os secadores pulverizadores so equipamentos em

que a secagem feita por atomizao em processo contnuo no qual um lquido ou uma

pasta transformado em produto seco, caracterizado pelo tempo de secagem

relativamente menor que em outros tipos de secadores. A capacidade de produo

desse tipo de secador varia desde uma produo piloto at volumes de 25x103 kg/h.

De acordo com FOUST et al(1982), em virtude da ampla faixa de utilizao e

da forma conveniente do produto, os secadores pulverizadores so usados com uma

enorme variedade de produtos como, por exemplo, caf, leite, detergente, corante,

pesticida, polmeros, suspenses cermicas, plasma sanguneo, enzimas, penicilina,

amido, concentrados metlicos, caulim, alumina, entre outros.

Nos processos industriais de secagem so poucos os secadores que aceitam

fluidos bombeveis (suspenso, pasta, suspenso fina, emulso, etc.) na entrada da

alimentao at o final do processo produzindo grnulos secos. O secador porpulverizao do tipo spray dryer o nico que est habilitado a produzir grnulos

uniformes, de pequenas dimenses e com baixa umidade, sendo a melhor opo de

secagem devido sua flexibilidade (FOUST et al, 1982).

(1) Para MASTERS (1985), a atomizao o processo de diviso do lquido em milhes de micro gotasformando um spray, sendo que 1 m de lquido, forma aproximadamente 2 x 10 gotas com dimetroaproximado de 100 m.


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Os secadores pulverizadores do tipo spray dryer apresentam uma ampla

utilizao na secagem industrial de diversos produtos que requerem o uso do sistemade secagem por atomizao. Segundo FOUST et al(1982) esse processo de secagem

mantm as propriedades fsico-qumicas dos produtos e em alguns casos chega a

melhorar essas propriedades.

PERRY e CHILTON (1979) explicam que o secador spray dryer um

equipamento constitudo por uma cmara cilndrica grande, geralmente vertical, como

ilustra a Figura 2.1. Segundo os autores, o material a ser seco pulverizado

continuamente na forma de pequenas gotculas, sendo introduzido concomitantemente,na cmara de secagem, um grande volume de ar quente, suficiente para fornecer o

calor necessrio para completar a evaporao do lquido. As transferncias de calor e

de massa so realizadas pelo contato direto entre o ar quente e as gotculas dispersas,

e depois de completada a secagem, o gs resfriado e os slidos so separados,

finalizam os autores.

Figura 2.1 Secador spray dryerpara aplicao industrial (SPRAY DRYER& CIA, 2010).


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Segundo PERRY e CHILTON (1979), a partir desse processo, conseguem-se

o efeito, parcialmente, no fundo da cmara de secagem, a classificao e a separaodos grnulos secos. Para os referidos autores, os grnulos maiores so depositados no

fundo da cmara, enquanto que os grnulos menores so carregados juntamente com o

ar quente de exausto e podem ser separados por ciclones recuperadores ou filtros

manga, obtendo dessa forma a classificao.

Wendel e elik; Filkov e Mujumdar apudRODRIGUES (2004) afirmam que,

embora o processo spray dryingseja uma tecnologia cara em razo do alto custo do

equipamento e da pouca eficincia na utilizao de energia, diversas so as razespelas quais esse tipo de secador muito utilizado nas indstrias. Dentre as vantagens

destacam-se:

1. Obteno de partculas de alta qualidade, de tamanho uniforme e forma

esfrica;

2. Possibilidade de secar produtos presso atmosfrica;

3. Facilidade de produzir grandes volumes em operao contnua utilizando-

se equipamentos de fcil operao e

4. Ampla aplicabilidade e flexibilidade por permitir o processamento de

diversos tipos de materiais com rapidez e baixa umidade.

O processo spray drying trabalha com baixas temperaturas, secando o

produto temperatura de bulbo mido, at em presena de gases muito quentes,

tornando esse processo prprio para manter os componentes volteis no produto,

preservando as caractersticas fsico-qumicas.

Dada a importncia do secador spray dryer para o presente trabalho, o

prximo subcaptulo dedicado abordagem do assunto com profundidade.


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2.2. Secador pulverizador spray dryer

Neste subcaptulo so apresentados todos os aspectos do secador do tipospray dryer como o funcionamento, os componentes, as aplicaes industriais e as

influncias das variveis.

2.2.1. Histrico

MASTERS (1985) afirma que Percy considerado o pioneiro em descrever

detalhadamente a secagem de produtos na forma de spray, sendo sua patente

requerida, em 1872. Ainda para o autor, o conceito da atomizao de fluidos dentro de

uma corrente de ar quente foi levado adiante por Barsler, em 1888, por concentrar suco

de cana, glicose e leite em um processo conhecido como spray concentration.

MASTERS (1985) relata que em 1896, a empresa Trufood Ltd. reconheceu

as vantagens da pr-concentrao e props fabricar leite em p. Em janeiro de 1901,

Stauff patenteou um spray drying com um bico e um dispersor de ar, seguido por

Gardner, no mesmo ano, com um sprayde dois bicos para o fluido.

Em 1905, a patente de Stauff foi vendida para uma companhia norte

americana denominada Merril Saul, que fabricava equipamento especializado para a

indstria de leite. Essa empresa desenvolveu um secador para leite, que foi na poca o

primeiro e o melhor spray dryercomercializado nos EUA.

Segundo MASTERS (1985), o sucesso do secador Merril foi motivado pela

sua capacidade de produzir leite em p numa quantidade superior produzida

anteriormente. Na mesma poca, a bem sucedida sociedade entre Messrs OhesterSpray e Aage Jensen comeou a comercializar com sucesso os famosos secadores do

tipo spraycom bico atomizador.

Mais tarde, os mtodos Kraus e Kestner envolveram secadores em spray

com atomizadores invertidos, em que o lquido cai dentro de um prato e depois flui

sobre a parte de baixo do recipiente at a borda onde ocorre a atomizao.


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Conforme MASTERS (1985), nos anos 20 do sculo XX teve o incio da

aplicao comercial de secadores para a emulso e misturas, tendo como princpio o ardispersor criado pela rotao do ar ao redor do atomizador. Ainda para o autor, por

volta dos anos trinta, o spray dryer foi restritamente usado para solues de baixa

viscosidade e dispersor de ar, porm, a aplicao industrial do spray dryer de maior

significncia ocorreu primeiramente nas indstrias de detergente e de leite, em 1920.

A partir da Segunda Guerra Mundial, surgiu a necessidade de produzir

alimentos desidratados e outros tipos de produtos em p para reduzir o alto custo do

transporte, segundo MASTERS (1985). Isso contribuiu para uma maior utilizao dospray dryer, aumentando-se tambm o tamanho desse tipo de secador.

2.2.2. Descrio do processo spray drying

A Figura 2.2 fornece uma ilustrao de secador do tipo spray dryer.

Figura 2.2 Instalao de secagem em spray dryer(FOUST et al, 1982).


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De acordo com a Figura 2.2, o ar penetra pelo topo da cmara de secagem,

sendo injetado atravs de um filtro e de um aquecedor, e flui em corrente paralela comas gotculas a serem secas que se formam num bocal pulverizador ou num atomizador

de disco rotativo. medida que as gotculas caem, a gua evapora no gs quente, e

deixa o material slido constitutivo da partcula. Os grnulos maiores caem no fundo da

cmara e os grnulos menores so arrastados pelo gs at os ciclones separadores.

Os grnulos muito finos passam pelo soprador e entram num sistema de lavagem a

mido. A suspenso ou a soluo que se obtm neste depurador de gs pode retornar

carga inicial e ser recirculada.

Segundo FOUST et al (1982), so possveis variaes neste sistema,

usualmente definidas pelas propriedades da carga e pelas caractersticas desejadas do

produto. A cmara de secagem pode operar em contracorrente com o fluxo de ar e o

fluxo do produto, ou ento ter uma configurao paralela de fluxos. O ar secundrio

pode entrar na cmara de secagem pelo topo, ou pode ser injetado em diversos pontos.

O sistema de coleta usa, na maioria das vezes, um ciclone coletor, podendo tambm ter

um filtro de mangas, ou mesmo um precipitador eletrosttico.

MASTERS (1985) apresenta trs processos unitrios fundamentais na

secagem pulverizao:

a) Atomizao do lquido;

b) Mistura do gs e gotculas e

c) Secagem das gotculas lquidas.

O elemento central do processo de secagem por spray drying a cmara de

secagem. Na cmara a suspenso inicial atomizada e entra em contato com fluxo de

ar quente, resultando em uma evaporao de aproximadamente 95% de gua

constituinte da gotcula do produto. A funo da cmara de secagem fornecer o tempo

de residncia do contato entre o ar e as partculas para a obteno do produto seco

desejado (MASTERS, 1985).


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MASTERS (1985) afirma que o comportamento das partculas durante a

secagem influenciado pelo tipo de fluxo utilizado entre a suspenso pulverizada e o arquente. O tipo de contato entre o spray e o ar determinado pela posio do

atomizador em relao ao ar de entrada.

De acordo com NIRO (2009), a cmara de secagem pode operar com os

seguintes tipos de fluxo:

a) Fluxo concorrente: Neste fluxo o spray e o ar de secagem passam pela

cmara de secagem na mesma direo. A temperatura do produto na

descarga do secador menor que a temperatura de exausto do ar, sendoassim a melhor opo para secagem de produtos sensveis ao calor. Quando

operado com disco rotativo a disperso do ar elevada, ocasionando

uniformidade de temperatura na cmara de secagem;

b) Fluxo contracorrente: O ar de secagem e o spraypassam pela cmara de

secagem em direes opostas, esta configurao apropriada para produtos

que requerem um grau maior de calor durante a secagem. A temperatura do

p produzido , geralmente, maior que a temperatura de exausto do ar e

c) Fluxo misto: O fluxo de ar de secagem direcionado para baixo enquanto

a alimentao pulverizada para cima, retornando esta em fluxo concorrente

com o ar. Este tipo de fluxo apropriado para produo de partculas

grandes, pois o tempo de residncia aumentado.

Em modelos especiais de spray dryingpode haver ar de resfriamento para

entrar na cmara, ou sistemas fechados para recuperao de solventes, ou ento

arrastadores pneumticos ou raspadores mecnicos para remover o produto seco dasparedes e do fundo da cmara. Alguns deles so seguidos por transportadores

pneumticos, em que o ar de secagem diludo com o ar frio para o arrefecimento do

produto antes da separao, podendo operar a escoamento paralelo, misto ou em

contracorrente de gs e slidos (FOUST et al, 1982).


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Para PERRY e CHILTON (1979), as propriedades dos materiais secos nos

pulverizadores esto sujeitas s variaes, dependendo da direo do escoamento dogs e da sua temperatura, da uniformidade da atomizao, do teor de slidos da

alimentao, da temperatura da alimentao e do grau de aerao da alimentao. As

propriedades do produto que tm os maiores interesses so:

a) Tamanho da partcula;

b) Densidade do material a granel (densidade aparente) e

c) Presena de poeira.

PERRY e CHILTON (1979) afirmam que o tamanho da partcula em funo

das condies de operao do atomizador e tambm do teor de slidos, da viscosidade

do lquido, da densidade do lquido e da taxa de alimentao.

Conforme ROSEMBERG, KOPELMAN e TALMON (1985), a secagem em

spray dryerfundamenta-se na teoria da difuso seletiva, no qual ocorre uma reduo no

coeficiente de difusividade da gua e dos constituintes da amostra durante a secagem.

Porm, como resultado da diferena de massa molecular, a reduo maior para os

volteis, e quando se inicia a formao de uma crosta, a difusividade dos volteis to

baixa, que ocorre a encapsulao na matriz slida, enquanto a gua ainda difunde

atravs da crosta, que passa a funcionar como uma membrana seletiva.

Ainda para os autores, o aumento na concentrao de slidos reduz o tempo

para a formao desta crosta, diminuindo a perda de volteis. A teoria pode explicar

porque os volteis so perdidos nos primeiros estgios da secagem, enquanto ocorre a

perda de gua numa taxa constante. A perda pode ocorrer tambm pelo arraste do

voltil, que ao migrar para a superfcie da gota, perde-se com a passagem do ar quente.

2.2.3. Atomizao no spray drying

A atomizao necessria para que se aumente a rea de contato do

produto a ser seco, que em contato com o ar quente realiza a troca trmica e a

transferncia de massa, resultando em uma evaporao rpida do solvente do produto,

conforme MASTERS (1985).


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Esse fenmeno provoca a troca de energia do centro de cada micro gota

onde se encontra o slido, que seca suavemente sem choque trmico, transformando-se em p, segundo o referido autor.

MASTERS (1985) afirma que a formao de spray em um atomizador

resultante de foras exercidas interna e externamente em um lquido, sendo essas

foras provenientes de fonte de energia centrfuga, de presso ou cintica, dependendo

do tipo de atomizador a ser utilizado. O autor afirma que as foras internas se originam

pela diminuio da presso do lquido, da frao entre os fluidos atomizante e

atomizado, dos distrbios do movimento do lquido na sada do orifcio do atomizador ede qualquer tipo de irregularidade na superfcie do atomizador. Por sua vez, as foras

externas resultam da interao com o meio e dependem da velocidade relativa do

lquido e do gs presente na cmara de secagem, assim como da densidade do gs e

das caractersticas do lquido que sai do atomizador, finaliza o autor.

O rompimento inicial do lquido depende das propriedades do fluxo no

interior do atomizador, da turbulncia da corrente do lquido antes da atomizao e das

propriedades do meio de secagem. O mecanismo de pulverizao controlado pelatenso superficial, viscosidade dinmica do lquido e interao das foras

aerodinmicas. A formao da lmina de lquido um fenmeno dependente do

desenho do atomizador. A propriedade mais importante para a formao do spray a

viscosidade do lquido (MASTERS, 1985).

2.2.4. Atomizador

PERRY e CHILTON (1979) apresentam trs classes de atomizadores: bocaisatomizadores a dois fluidos; bocais a presso e disco rotativo.

2.2.4.1. Bocais a dois fluidos

Esses bocais, segundo FOUST et al(1982), so usados na secagem a baixa

taxa de produo, especialmente quando se deseja uma dimenso pequena de

partcula. A Figura 2.3 ilustra esse tipo de atomizador.


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O mecanismo da atomizao nestes bocais ocorre pela fragmentao da

corrente lquida provocada pelo ar injetado. Em baixas presses de ar, o gs formabolhas no lquido que, ao serem destrudas, projetam gotculas. Em presses mais

elevadas, o lquido flui do bocal na forma de filamentos que so subdivididos em

gotculas pela corrente do gs.

FOUST et al(1982) descrevem que a dimenso mdia da gotcula diminui

medida que a presso das duas correntes no bocal aumenta. Os bocais a dois fluidos

so usados em secadores pilotos e farmacuticos para obteno de pequenas

gotculas, no qual o volume da cmara pequeno.Para PERRY e CHILTON (1979), os bocais a dois fluidos so empregados

na disperso de pastas espessas e tortas de filtros, que no se podem operar nos

atomizadores comuns.

Neste bocal o ar atomiza a corrente lquida externa ao corpo da vlvula. A

presso de ar, fornecida pela cmara da vlvula central, fora a haste da vlvula para

longe da sua sede, o que possibilita o incio da pulverizao, conforme FOUST et al

(1982). A queda da presso do ar de controle provoca a imediata suspenso da cargade lquido, mas o escoamento de ar no interrompido. O ar de atomizao deve estar

entre 68,95 e 413,69 kPa, j o ar de controle opera na presso de 206,84 kPa.

Figura 2.3 Vista em corte da seco longitudinal de bocal a dois fluidos (FOUST et al, 1982).


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PERRY e CHILTON (1979) argumentam que os bocais a dois fluidos no

funcionam eficientemente em capacidades altas, e por isso no so usados nossecadores de porte industrial. A maior vantagem que apresenta est na operao em

presso relativamente baixa, finalizam os autores.

As partculas produzidas a partir da atomizao podem ser macias ou ocas,

dependendo do tipo de suspenso e das condies de alimentao e secagem. Em

geral, as solues aquosas de sabo, gelatina e outros polmeros solveis em gua que

formam pelculas finas e resistentes, produziro partculas esfricas ocas no processo

de secagem por pulverizao. Atribui-se o fenmeno formao de uma superfcieexterna dura que impede o lquido de chegar periferia vindo do interior da partcula

(PERRY e CHILTON, 1979).

PERRY e CHILTON (1979) explicam que em virtude da elevada taxa de

transferncia de calor para as gotas, o lquido no centro da partcula vaporizado,

provocando a expanso da carapaa externa e a formao da esfera oca. Em alguns

casos, a taxa de gerao de vapor dentro da partcula suficiente para conseguir

perfurar a parede da casca esfrica.

2.2.4.2. Bocais a presso

Para FOUST et al(1982), esses bocais operam com maior taxa de produo

e produzem gotculas maiores e mais uniformes do que o bocal a dois fluidos. Por isso

so frequentemente adotados nos secadores pulverizadores de porte industrial. A

Figura 2.4 ilustra um injetor a presso para operar num secador pulverizador. Esse

injetor provoca um movimento tangencial muito rpido no lquido a ser pulverizado.

A fora centrfuga causa a rotao do fluido ao longo da circunferncia do

orifcio do bocal, formando um ncleo de ar na regio do eixo do orifcio. O fluido

ento impelido contra uma superfcie cnica oca e fragmenta-se em gotculas. Esses

bocais pulverizam de 0,23 at 6,06 m3/h de gua.


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O corpo do bocal normalmente fabricado em ao inoxidvel, enquanto o

ncleo e o bico do bocal, substituveis, so confeccionados em ao endurecido oucarbeto de tungstnio (FOUST et al,1982).

Figura 2.4 Vista em corte da seco longitudinal de bocal a presso (FOUST et al, 1982).

2.2.4.3. Atomizadores rotativos

Segundo FOUST et al(1982), nesse dispositivo o lquido disperso atravsde um campo centrfugo. O fluido introduzido na cmara de acelerao de uma

turbina em rotao, atravs de um distribuidor estacionrio que tem a finalidade de

assegurar uma repartio homognea sobre a circunferncia, explicam os autores.

Nos casos usuais o fluido deixa o disco na forma de uma pelcula lquida que

se fragmenta em gotculas, ou ento em filamentos e depois em gotculas. Este tipo de

atomizador pode ser usado para pulverizar lquidos que no conseguem ser

suficientemente homogneos para passar atravs de um bocal (FOUST et al, 1982).

Esses atomizadores produzem gotculas de dimenses muito uniformes e

no necessitam alta presso de carga, no atribuem velocidade axial s gotculas

pulverizadas e so menos afetados pelas variaes nas propriedades da carga, como a

porcentagem de slidos ou a viscosidade, e at pelas variaes na vazo da carga,

conforme FOUST et al(1982).


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Para PERRY e CHILTON (1979), a importncia da forma geomtrica do

disco o de assegurar que o fluido adquira a velocidade do disco, assim como obteruma distribuio uniforme das dimenses da gota no lquido atomizado. Os dimetros

do disco variam de 50,8 mm, nas unidades experimentais de laboratrios, at 355,6

mm, nos secadores de porte industrial.

As velocidades de rotao situam-se entre 3.000 e 50.000 rpm, sendo as

velocidades mais altas referentes aos discos de menor dimetro. Por sua vez, nos

secadores industriais as velocidades variam entre 4.000 e 20.000 rpm, conforme o

dimetro do disco e o grau de atomizao.A Figura 2.5 representa um disco com chicanas retas, usada em vrias

aplicaes de capacidades mdias ou baixas. A Figura 2.6 ilustra um disco de alta

capacidade com bicos resistentes abraso, destinada a operar com materiais

semelhantes aos concentrados de minrios. Os discos deste modelo so capazes de

operar cargas taxa de 200.000 kg/h.

Na Figura 2.7 pode-se observar um disco atomizador na forma de um prato

invertido, que atomiza o lquido pela intensa ao cisalhante que ocorre na bordaaguada. O aparelho relativamente barato e empregado quando as substituies

sero frequentes.

Figura 2.6 Disco com alta capacidade(NIRO, 2009).

Figura 2.5 Disco comchicanas retas (NIRO, 2009).


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Figura 2.7 Disco com forma de prato (NIRO, 2009).

A utilizao do disco centrfugo, segundo PERRY e GREEN (1997), muitovantajosa por operar com suspenses e pastas, que obstruem e danificam os bocais

pela abrasividade, mas que no afetam tanto o disco centrfugo, que opera com uma

ampla faixa de taxa de alimentao e velocidade. Ainda para esses autores, os discos

podem ser movidos por correias de transmisso, engrenagens diretas com motor

eltrico a alta velocidade controlada por um inversor de frequncia, que controla sua

rotao, turbina a vapor, ou atravs de um compressor de ar.

MASTERS (1985) apresenta trs tipos de atomizadores rotativos, cujascaractersticas esto descritas a seguir:

a) Rotativos com disco liso: Caracterizam-se pela descarga alta velocidade

na extremidade da roda. Este tipo depende da magnitude de acelerao da

alimentao em cima da superfcie lisa, e o deslizamento do lquido ocorre ao

entrar em contato com o disco;

b) Rotativos com atomizador e ps: So caracterizados pela descarga em

alta velocidade pela extremidade da roda. O filme lquido deixa o extremodas ps, em ngulo de liberao inferior 45, com velocidade radial e

tangencial, que originam uma componente resultante e

c) Rotativos com atomizador em forma de prato: Tambm tm como

caracterstica a descarga em alta velocidade no extremo da roda. A frico

entre o fluido e a superfcie do disco aumentada para prevenir

deslizamentos do lquido em cima da superfcie. So pouco empregados em

spray dryercomercial.


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2.2.5. Seleo do atomizador

Para uma determinada aplicao de secagem por pulverizao, a seleoentre atomizadores rotativos e de bocal envolve algumas consideraes descritas por

MASTERS (1985), que so abordadas nos prximos tpicos.

2.2.5.1. Desenho do atomizador e a capacidade da alimentao

Esto disponveis para cobrir todas as exigncias de capacidade de taxa de

alimentao baixa, intermediria e alta. Para capacidade de alimentao muito elevada,

os atomizadores rotativos so os mais recomendados, apesar da possibilidade de se

alcanar tais capacidades por duplicao de bicos em sistemas de atomizador de bicos

mltiplos.

2.2.5.2. Energia para atingir atomizao completa da alimentao

As exigncias de energia de atomizadores so da mesma ordem para a

maioria das condies dos secadores pulverizadores e raramente tais exigncias tm altima palavra na seleo do atomizador. A contribuio da energia para a maioria dos

atomizadores excede a exigncia de energia terica para separao lquida em spray.

As eficincias so muito baixas e normalmente so ignoradas ou consideradas de

importncia secundria, contanto que as caractersticas da atomizao desejadas

sejam obtidas nas capacidades avaliadas.

2.2.5.3. Distribuio do tamanho das gotculas

A distribuio do tamanho das gotculas pode ter caractersticas semelhantes

baixa ou intermediria taxa alimentao. Os atomizadores do tipo rotativo permitem

uma maior homogeneidade das partculas, mesmo com uma taxa de alimentao mais

elevada.


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2.2.5.4. Tamanho das gotculas

O tamanho das gotculas uma varivel de extrema importncia no processode atomizao. Os atomizadores com ps, bicos para dois fluidos e atomizadores

pneumticos so os mais utilizados na secagem por spray drying, pois produzem o

melhor tipo de pulverizao. Por sua vez, os atomizadores com atomizador de ps e

bicos de presso so utilizados para produo de partculas com dimetro

intermedirio, sendo os discos sem ps ou bicos de presso utilizados para obter

partculas com dimetros maiores.

2.2.5.5. Desenho da cmara de secagem

Os bicos pulverizadores so os mais adequados quando se requer

modificaes do atomizador, sendo esses os mais adaptveis aos diversos tipos de

fluxo (concorrente, contracorrente e misto).

As mudanas da posio do atomizador so realizadas para controlar a

vazo de entrada do lquido, a produo de p e as caractersticas da atomizao do

lquido. Os discos rotativos, em geral, requerem um padro de ar giratrio.

2.2.5.6. Flexibilidade operacional

A atomizao atravs de discos rotativos normalmente mais flexvel que

atomizao de bicos pulverizadores do ponto de vista operacional. Os discos rotativos

controlam variaes largas de taxa de alimentao sem muita variao no tamanho da

partcula do produto, e sem a necessidade do secador variar as condiesoperacionais, sendo requerida somente uma alterao na velocidade do atomizador.

Para aplicao de bicos pulverizadores, o aumento da capacidade do

secador requer um aumento na presso de alimentao, mas h uma mudana no

comportamento da distribuio do spray. Quando as caractersticas da atomizao

forem especificadas, a duplicao de bicos requerida. As caractersticas da

atomizao no sero crticas se a presso disponvel estiver limitada e resultar

apenas na modificao do dimetro do orifcio do bico pulverizador.


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2.2.5.7. Propriedades da alimentao

Tanto os discos rotativos quanto os bicos pulverizadores tm o mesmodesempenho na atomizao de lquidos viscosos, no corrosivos e no abrasivos. Caso

a suspenso inicial seja corrosiva e abrasiva os atomizadores devero ser revestidos.

Para produtos que apresentam problemas sob alta presso, os atomizadores rotativos

so a primeira escolha, embora bocais tambm possam controlar tal alimentao.

Frequentemente, a exigncia de presso nos bicos de presso centrfugos

muito alta. Os bicos pneumticos so a melhor opo para a atomizao de lquidos

com estrutura de cadeia molecular longa, ou seja, fluidos de alta viscosidade e comcaracterstica no newtoniana.

Nesse caso tambm se pode utilizar a atomizao por discos rotativos ou

bicos pulverizadores, necessitando de um pr-aquecimento para reduo ao mximo da

viscosidade do fluido. Se a alimentao contiver fibras, os bicos de presso so

inadequados, pois h risco de entupimento. Caso a alimentao necessite de grande

quantidade de ar para sua atomizao, os bicos para dois fluidos sero inadequados,

porm, se a alimentao for constituda de polmeros de cadeia longa que formamlinhas ao invs de gotculas, os discos rotativos de ps sero inadequados.

2.2.5.8. Experincia no atomizador disponvel para o produto

A seleo de um atomizador para uma instalao de secagem por

pulverizao nova normalmente baseada em experincias passadas. Nos casos em

que h discos rotativos, podem ser usados atomizadores de bico com sucesso igual,

por exemplo, diversos produtos do leite so secos com qualquer um dos dois sistemas.

Os fabricantes declararam a preferncia deles como o melhor mtodo. O mtodo

favorecido apresentado, frequentemente, pela gama de desenhos da cmara de

secagem oferecida como padro por um fabricante. Nos Estados Unidos, a tcnica mais

utilizada a atomizao por bicos pulverizadores, j na Europa os discos rotativos

mostram maior influncia. Porm, pode haver diferenas nas propriedades de secagem

(densidade, tamanho ou forma da partcula) do produto final por bicos ou discos.


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2.2.6. Influncia das variveis no processo spray drying

Diversos so os parmetros que influenciam as propriedades do granuladoseco produzido pelo processo spray drying. A Tabela 2.1 fornece, resumidamente, as

principais variveis e suas influncias.

Tabela 2.1 - Influncia das variveis no spray dryer(MASTERS, 1985).

Varivel Influncia

Concentrao do fluido Maior concentrao reduz o calor requeridopelo spray dryere forma partculas grandes.

Vazo de alimentao Vazo alta produz partculas grandes.

Densidade Seu efeito varia inversamente ao tamanho dapartcula.

Viscosidade O tamanho da gota varia diretamente com aviscosidade da alimentao.

Rotao do atomizador Aumentando-se a velocidade de rotao, aspartculas formadas sero menores.

Temperatura do fluido Aumento da temperatura de entrada diminui oconsumo de calor requerido pelo secador.

Vazo do ar de secagem Vazo alta, baixo tempo na cmara,consequentemente, alta umidade residual.

Temperatura do ar de secagemAumento da temperatura provoca a diminuioda densidade do produto.

Desenho do atomizador Atomizadores produzem sprays de altahomogeneidade em cima de uma gamaextensa de tamanho de partculas.

2.2.7. Aplicaes industriais do spray dryerConforme MASTERS (1985), a aplicao do processo spray dryingenvolve

indstrias que utilizam processo de partculas em suspenso. Existem muitos produtos

e artigos indiretos de nosso uso dirio que utilizam a secagem por spray dryer,

destacando-se os gneros alimentcios, farmacuticos e produtos de limpeza. Para

MASTERS (1985), os principais segmentos de indstrias que empregam este tipo de

processo so apresentados a seguir.


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2.2.7.1. Resinas e plsticos

O cloreto de vinila produzido atravs do etileno polimerizadocataliticamente em autoclaves para formao do PVC. Existem duas principais tcnicas

de polimerizao: emulso e suspenso. A tcnica de emulso produz um tipo de

polmero denominado E-PVC, sendo o spray drying a melhor alternativa de secagem

para este processo, tendo como resultado um produto final com baixa umidade.

A atomizao pode ser feita tanto com disco rotativo quanto por bicos

pulverizadores e a escolha ser feita dependendo do dimetro da partcula requerida.

Com a utilizao de disco rotativo tem-se um produto mais fino. J para a obteno deum produto mais grosso, a melhor opo o emprego de bicos pulverizadores.

Para a produo do polmero denominado S-PVC utilizada a tcnica de

suspenso, em que so obtidas partculas maiores, quando comparado ao E-PVC. O

spray dryerno a melhor opo para esta produo, pois a demanda muito grande,

sendo a melhor opo o leito fluidizado. A produo de resinas utiliza o processo de

atomizao por spray dryercom disco rotativo operando alta rotao.

2.2.7.2. Cermica

O secador do tipo spray drying muito utilizado na produo de materiais de

cermica desde a dcada de 50. O mtodo tradicional de produo de materiais de

cermica utiliza cinco etapas: filtro prensa; secagem; moagem; reumidificao e

classificao. Com a utilizao do secador spray dryer possvel eliminar todas essas

etapas, passando-se a ter apenas uma.

Para este processo pode-se utilizar a atomizao por disco rotativo ou bicos

pulverizadores. A atomizao por disco rotativo aplicada para a secagem inicial da

matria-prima ao produto calcificado, sendo posteriormente aplicada a atomizao por

bicos pulverizadores no produto calcificado para o produto final. Os principais produtos

de cermica produzidos por spray dryer so: carbonetos; caulim; dixido de silicone;

xido de alumnio (alumina) e xido de ferro.


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2.2.7.3. Produtos de limpeza

A produo de produtos de limpeza em p a aplicao mais comum dospray dryer. Pode ser utilizado o regime de contracorrente com bico atomizador para

solues com alta densidade e regime concorrente para solues de baixa densidade.

Os desodorizadores de ar so produzidos com bico atomizador ou disco

rotativo. Durante o processo de secagem, pequenas gotculas de leo perfumado so

microencapsuladas, tendo como fundamento proteger a fragrncia. Os principais

produtos de limpeza produzidos por spray dryerso: enzimas de detergentes; agentes

dispersides; clareador tico; sabo em p e agentes emulsificantes.

2.2.7.4. Pesticidas

A produo de pesticidas utiliza secadores abertos, semi-abertos ou circuito

fechado. Os pesticidas txicos so secos em circuitos fechados para impedir a

exposio dos operadores com o produto, normalmente utilizada a atomizao por

disco. Os principais pesticidas produzidos por spray dryerso herbicidas, fungicidas e

inseticidas.

2.2.7.5. Fertilizantes

Na produo de superfosfato destaca-se a aplicao do processo de spray

drying. O superfosfato produzido a partir da rocha fosfrica juntamente com o cido

fosfrico. Quando a tcnica de spray drying aplicada, aumenta-se a converso da

reao entre a rocha e o cido. Esta etapa ocorre antes da entrada da mistura noreator. Outra vantagem a diminuio da proporo de reciclo do produto seco.

Na produo de nitrato de amnia utilizado o spray colling, tambm

denominado prilling, que uma tcnica de baixo custo para a obteno do produto

seco. A atomizao realizada com bico pulverizador ou disco atomizador, tendo esse

ltimo a vantagem de controlar o tamanho das partculas. O concentrado de nitrato de

amnia atomizado no topo da cmara de secagem em contracorrente com o ar frio.


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2.2.7.6. Farmacuticas

Conforme ABURTO, TAVARES e MARTUCCI et al (1998), a indstria dearomas necessita novas tecnologias que protejam os leos essenciais do meio

ambiente devido volatilidade e facilidade de oxidao na presena da luz, ar, umidade

e temperatura elevada. Atualmente, para conferir esta proteo, utiliza-se a

microencapsulao. Para os autores, a microencapsulao de slidos, lquidos ou

gases em corpos que liberam gradualmente os elementos imobilizados empregada,

sobretudo, pelas indstrias farmacuticas e qumicas.

2.2.7.7. Produtos qumicos inorgnicos

Em muitas indstrias qumicas utilizada a secagem por spray dryer,

principalmente para operaes de calcificao, sendo utilizado tanto discos

atomizadores como bicos pulverizadores. A tcnica do spray drying a melhor opo

para acelerar reaes catalticas. A escolha do atomizador depender da especificao

do catalisador.

Discos e bicos pulverizadores so utilizados para a produo de silicato de

sdio. Porm, na produo de hidrxido de sdio utilizado o processo spray colling,

sendo utilizado bico a presso, operando a baixa presso e resultando em um produto

grosso. Outros produtos tambm utilizam a tcnica de spray dryingcomo compostos de

alumnio, brio, boro, cromo, cloro, enxofre, flor, iodo, magnsio, hidrxidos e xidos

em geral.

2.2.7.8. Produtos qumicos orgnicos

A produo de orgnicos est dividida em trs categorias: cidos orgnicos;

sais orgnicos e compostos de nitrognio. Na grande maioria dessas produes utiliza

o processo de spray colling, obtendo-se maior dimetro de partculas para ambos os

tipos de atomizadores discos e bicos.


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2.2.7.9. Alimentcias

Grande parte do gnero alimentcio seco produzida atravs do processospray drying. Esta tcnica a mais indicada para este tipo de produo pela alta

sensibilidade dos produtos e pela necessidade de manter as caractersticas naturais do

produto, entre elas sabor, cor, aroma, propriedades nutricionais (macro e micro

nutrientes).

A desidratao do leite para obteno do produto em p um dos principais

exemplos da aplicao da secagem alimentos em spray dryer. Neste tipo de processo,

os nutrientes do leite so conservados quase que completamente e as caractersticasorganolpticas so semelhantes forma in natura, de acordo com GUERRA, NEVES e

PENA (2005).

Segundo ABURTO, TAVARES e MARTUCCI (1998), na indstria de

alimentos a encapsulao por spray dryer tem vasta aplicao e est exigindo novas

pesquisas, pois o mercado de produtos amplia-se com velocidade. Esses autores

revelam que a microencapsulao de alimentos emprega formulaes contendo o

ingrediente a ser preservado em mistura com agentes encapsulantes dos mais variadoscomo amido e seus derivados, protenas, gomas, lipdios ou combinaes entre estes

agentes.

Diversos produtos alimentcios podem ser obtidos atravs de secadores do

tipo spray dryertais como cereais e extratos de plantas, lcteos em geral, caf solvel,

leveduras, hidrolisados de protenas, derivados marinhos, subprodutos de frigorficos,

ovo em p e extratos de frutas.

Outra vantagem da secagem por atomizao a preservao de alimentos.Atravs deste processo simples e rpido, consegue-se secar slidos solveis com a

mais alta qualidade, preservando suas caractersticas essenciais, alm de oferecer

grande vantagem na reduo de peso e volume dos produtos.


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2.3. Biomassa de banana verde

Neste subcaptulo so apresentadas as caractersticas da biomassa debanana verde, que foi o material seco pela unidade experimental de spray dryer. Nessa

abordagem tambm so discutidas as propriedades nutricionais do produto e seus

benefcios sade humana.

2.3.1. Consideraes preliminares

A banana (Musa spp) uma fruta cultivada em muitos pases de regies

tropicais e subtropicais do planeta. A ndia o principal produtor da fruta, seguida do

Brasil, cuja exportao menos de 1% da produo nacional, o que representa uma

participao muito pequena no mercado mundial, uma vez que quase toda produo

destinada ao consumo interno. Um dos problemas que dificultam a exportao a

dificuldade em atingir os padres de qualidade exigidos pelo mercado consumidor,

conforme ALMEIDA (2001); BARROS e PIZZOL (2001); FAO (2005).

De acordo com SILVA et al (2003) a perda ps-colheita elevada, apenas

60% da produo chega mesa do consumidor. A falta de cuidados na fase de

comercializao a principal causa pela perda da safra de banana produzida no Brasil,

conforme os referidos autores.

Essa situao mais comum nas regies norte e nordeste, onde a atividade

menos organizada. Essas perdas esto distribudas da seguinte forma: na lavoura

(mais de 5%); no processo de embalagem (mais de 2%); no atacado (6% a 10%); no

varejo (10% a 15%) e no consumidor (5% a 8%) (FANCELLI, 2003).

Nesse contexto, torna-se imprescindvel a busca de alternativas econmicas

para o aproveitamento integral da produo. Uma dessas alternativas de

aproveitamento da fruta a obteno de biomassa pela utilizao dos frutos

inadequados para comercializao, j que este subproduto muito verstil para a

produo de derivados, devido ao seu potencial de funcionalidade fisiolgica, alm do

elevado valor nutricional.


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Outra vantagem da utilizao da biomassa de banana para o

desenvolvimento de novos produtos alimentcios consiste na caracterstica desseproduto possuir sabor neutro, no interferindo nos atributos sensoriais de outros

insumos, conforme TAIPINA et al(2004).

MEDINA et al (1985) comentam que uma das primeiras regras de

preservao ou processamento de alimentos converter alimentos perecveis, tais

como frutas e vegetais, em produtos estveis que possam ser armazenados por longos

perodos de tempo. Para os autores, o processamento de bananas para obteno de

produtos elaborados tem sido direcionado para farinha de banana verde e madura,flocos, pur, nctar, bananada, balas, vinagre, suco, banana desidratada, entre outros.

A biomassa de banana verde trata-se de um produto ainda artesanal, de

baixa escala de fabricao, cuja produo vem sendo estimulada por ONGs como uma

alternativa para minimizar desperdcios da produo e contribuir com programas de

segurana alimentar e nutricional.

2.3.2. Caractersticas nutricionais da banana verde

Para ENGLYST e CUMMINGS (1986), os carboidratos presentes na banana

verde so amido, amido resistente, polissacardeos no amilceos, como arabinose,

manose e xilose, e acares livres em pequena quantidade. Cada um desses

carboidratos apresenta efeitos fisiolgicos e nutricionais distintos.

A banana contm de 60% a 65% de polpa comestvel, cujos carboidratos,

aproximadamente 22%, so facilmente assimilveis. Diversos estudos vm

comprovando as caractersticas nutricionais da banana verde como MEDINA et al

(1985), e FREITAS e TAVARES (2005). Segundo essas pesquisas, a banana verde

contm um alto teor de amido, cerca de 20% e, desse total, dependendo da espcie,

at 84% pode se encontrar na forma de amido resistente (AR), embora as estruturas

qumicas, fsicas e morfolgicas sejam especficas para cada variedade.


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De acordo com MEDINA et al (1985), durante a maturao da banana o

amido se converte, pela ao das amilases, em acares, com predominncia dosredutores, glicose e frutose, encontrados na proporo de 8% a 10% na polpa, e da

sacarose, de 10% a 12%. Conforme os autores, a porcentagem de amido na banana

completamente madura bem mais baixa, situando-se em torno de 0,5% a 2%. J o

teor de umidade da polpa da banana nanica verde , em mdia, 70% e se eleva para

75% quando madura.

Em relao aos micronutrientes da banana, NASCENTE, COSTA e COSTA,

(2005) explicam que os minerais aparecem em maior quantidade no fruto ainda verde,sendo os principais o potssio, o fsforo, o clcio, o sdio e o magnsio, apresentando

ainda ferro, mangans, iodo, cobre, alumnio e zinco, em menor quantidade. Para os

autores, as principais vitaminas encontradas so A, C e do complexo B (B1, B2 e

niacina). As protenas encontram-se em pequenas quantidades, como albumina e

globulina, porm so consideradas de boa qualidade nutritiva, concluem os autores.

2.3.3. Amido resistente e seus benefcios sade

De acordo com ZANDONADI (2009), o AR um dos principais componentes

da banana verde, que pode conter de 55 a 93% dos slidos totais, e de

aproximadamente 14,5% das fibras. Para a autora, quando h amadurecimento da

banana, o AR convertido em acares, em sua maioria glicose, frutose e sacarose,

dos quais 99,5% so fisiologicamente disponveis.

Conforme BOBBIO e BOBBIO (2001), o amido constitui a mais importante

fonte de reserva de nutrio de todas as plantas superiores. O amido formado poruma mistura de dois polissacardeos, a amilose e a amilopectina em propores que

dependem da espcie, variedade e grau de maturao, comentam os referidos autores.

O amido pode ser classificado de acordo com a velocidade de digesto em trs tipos:

rapidamente digervel; lentamente digervel e amido resistente.

Segundo SALGADO et al(2005), o AR a forma do amido e dos produtos de

sua degradao que no so digeridos nem absorvidos no intestino delgado de

indivduos saudveis, podendo ser fermentado no intestino grosso.


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A banana verde apresenta em sua constituio o AR tipo 1, chamado de

grnulo de amido fisicamente inacessvel, que impede ou retarda a ao das enzimasdigestivas, e o AR tipo 2, aquele sob a forma de grnulos de amido nativo, que

apresenta lenta digestibilidade (LOBO e SILVA, 2003; TOPPING, FUKUSHIMA e BIRD,

2003; LANGKILDE, CHAMP e ANDERSON, 2002; ENGLYST, KINGMAN e

CUMMINGS, 1992; e COLONNA, LELOUP e BULEON, 1992).

TOPPING, FUKUSHIMA e BIRD (2003) ressaltam que a digesto do AR

torna-se fcil aps o tratamento com calor mido que promove o processo de

gelatinizao. Devido s caractersticas do AR, seu comportamento semelhante aodas fibras alimentares, que aumenta o volume e textura do bolo fecal e diminui o tempo

do trnsito intestinal, concluem esses autores.

Quando o AR chega ao intestino grosso, sofre um processo de fermentao

bacteriana, produzindo cidos graxos de cadeia curta (AGCC), responsveis pela

manuteno da integridade do coln. Assim sendo, o AR pode ser classificado como

probitico, termo utilizado para designar um grupo de fibras alimentares que atuam

estimulando seletivamente o crescimento e/ou atividade das bactrias probiticas nointestino grosso, melhorando a sade do ser humano.

Os AGCC provenientes da fermentao do AR pelas bactrias probiticas

so comprovadamente um dos principais fatores de proteo para a mucosa do coln

contra mutaes celulares, de acordo com os estudos de MUNSTER, TARGERMAN e

NAGENGAST (1994) e YOUNG e LEU (2004).

Na opinio de TOPPING e CLIFTON (2001) o efeito do AR na sade humana

tem sido demonstrado na reduo do risco de cncer coloretal, devido ao melhorfuncionamento intestinal, com diminuio do tempo de trnsito intestinal reduzindo, por

sua vez, a exposio da mucosa de substncias txicas, tais como cidos biliares

secundrios e protenas fermentadas. A ligao dos cidos biliares s fibras dietticas

solveis vem sendo considerada como um possvel mecanismo na reduo do

colesterol plasmtico, sendo necessria a realizao de estudos utilizando o AR da

banana verde para verificao deste efeito, j que seu comportamento se assemelha ao

das fibras solveis, segundo KAHLON, CHAPMAN e SMITH (2007).


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A banana verde tambm tem sido utilizada no tratamento de problemas

intestinais, tais como diarria, dispepsias e lceras ppticas. Um estudo conduzido porRABANI et al (2001) em Bangladesh com crianas apresentando quadro de diarria

infecciosa, mostrou que o AR da banana verde cozida, administrado em conjunto com a

terapia de reidratao oral, auxiliou na recuperao e diminuiu o tempo de internao.

Efeito semelhante tambm foi desempenhado em outros tipos de infeces, como no

caso da clera abordado por TOPPING, FUKUSHIMA e BIRD (2003).

Para JENKINS et al (1998), alimentos como a banana verde rica em AR,

possuem digesto lenta e consequentemente baixo ndice glicmico, e estoassociados ao melhor controle e preveno do diabetes tipo II, quando consumidos

rotineiramente. Segundo HIGGINS (2004) o consumo de alimentos ricos em AR poderia

reduzir as taxas de glicose e a resposta insulnica ps-prandial causadora dessa

doena.

PERUCHA (2005) afirma que o consumo continuado de AR tambm auxilia

na diminuio de nveis de colesterol e triglicrides, contribuindo no tratamento das

dislipidemias e na preveno de doenas coronarianas. Um estudo experimentalrealizado por HIGGINS (2004) mostrou que em animais alimentados com AR as

concentraes plasmticas de colesterol e de triglicrides foram 32% e 29% menores,

respectivamente, do que nos animais tratados com drogas especficas. Em relao

saciedade, o AR parece ter um efeito indutor, semelhante ao das fibras estudadas por

HIGGINS (2004) e LILJEBERG, AKERBERG e BJORCK (1999).

Outra vantagem do AR presente na banana verde a capacidade de

geleificao, que possibilita a formulao de diversos tipos de alimentos, em

substituio aos cereais como trigo, aveia e centeio, beneficiando portadores da doena

celaca pela ausncia do glten presentes nesses cereais (VALLE e CAMARGO, 2003).

2.3.4. Fabricao da biomassa de banana verde

Para produo da biomassa os frutos verdes so recepcionados em esteira

fixa, em seguida so submetidos a uma pr-lavagem por imerso em gua potvel

clorada (1 a 2 ppm) para eliminao de sujidade.


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A etapa seguinte a lavagem em gua clorada (10 ppm) por cerca de dez

minutos, tendo como objetivo a reduo da carga microbiana. Ao final desse perodo, asfrutas so lavadas em gua corrente. As prximas etapas so o branqueamento, a

separao das cascas e a coco. A partir de ento, dois tipos de biomassas podem

ser obtidos por triturao: a biomassa integral (preparada a partir da polpa e casca) e a

biomassa contendo apenas a polpa. Aps a extruso, as biomassas so desaeradas,

envasadas e autoclavadas.

As condies do processo devem ser otimizadas para a obteno de um

produto com caractersticas sensoriais, microbiolgicas e nutricionais adequadas.Parmetros funcionais como o teor de AR e capacida

ricardo k oi - tese de doutorado em eng química - unicamp

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