Difusão multicomponente no processo de desidratação osmótica de pedaços de melão : influência do coeficiente de película

• Main Author: Karina Gomes Angilelli
• Other Authors: Dionísio Borsato .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química. 2013
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000182114

Uma das principais causas da deterioração de alimentos frescos é a quantidade de água livre presente nos mesmos. A desidratação osmótica é uma alternativa para disponibilizá-los por um período mais longo de tempo, e consiste em submeter o alimento sólido a soluções aquosas de alta pressão osmótica para promover a diminuição da atividade da água no alimento. A modelagem da perda de água e o ganho de açúcares, durante o processo de desidratação, é de grande utilidade, pois pode ser utilizada como técnica preditiva das condições de operação e do tempo de duração do processo. As transferências de sacarose e fruto-oligossacarídeos (FOS) para pedaços de melão e de água para a solução osmótica, foram modeladas com base na 2ª Lei generalizada de Fick para difusão simultânea e resolvida por meio do método de elementos finitos utilizando o software COMSOL Multiphysics 3.2. Os coeficientes de difusão principais e cruzados, o coeficiente de transferência de massa e o número de Biot foram determinados, com a aplicação do método de otimização simplex, por meio da minimização dos erros percentuais. Os valores dos erros entre os dados experimentais e simulados foram de 3,50% para a sacarose, 1,17% para a água e 11,24% para o FOS, e o número de Biot otimizado foi 14,87, que indica a influência do filme formado na interface fruta/solução na difusão multicomponente. O resultado da simulação apresentou um bom ajustamento aos valores experimentais validando a capacidade preditiva do modelo empregado. O sistema desenvolvido para simular a difusão da água e dos solutos permitirá o controle e a modulação do conteúdo de açúcar e FOS nos pedaços de melão. === A main cause of the deterioration of fresh food is the amount of free water present therein. Osmotic dehydration, which is a very useful technique for the preservation of fruits and vegetables, involves subjecting solid food to aqueous solutions that have high osmotic pressures to promote the reduction of water’s activity in the food. The modelling of water loss and the gain of sugars during the dehydration process is useful because of the possibility of being used as a technique for predicting the operating conditions and the duration time of the process. The transfer of sucrose and fructo-oligosaccharides (FOS) to pieces of melon and water to the osmotic solution were modelled based on the generalised form of Fick's 2nd Law for simultaneous diffusion and resolved by the finite element method using the software package COMSOL Multiphysics 3.2. The primary diffusion coefficients, the crossed diffusion coefficients, the mass transfer coefficient and the Biot number were determined using the simplex optimisation method by minimising the percentage errors. The errors between the experimental and simulated values were 3.50% for sucrose, 1.17% for water and 11.24% for the FOS, and Biot number optimisaded was 14.87, which indicates the influence of the film interface formed in fruits/solution into multicomponent diffusion. The result of the simulation exhibited good fits to the experimental values, which validates the predictive ability of the model. The developed system for simulating the diffusion of water and solutes will enable control and modulation of the sugar and FOS content in pieces of melon.