Efeito da aplicação da intermitência térmica em secagem convectiva de maçãs Fuji sobre parâmetros de qualidade e consumo de energia

Abstract

Maçãs são consideradas fonte de compostos fenólicos e representam uma das culturas economicamente mais importantes e consumidas no mundo. Por serem fontes de monossacarídeos, minerais e fibras dietéticas são parte importante da dieta humana, e o hábito de comê-las traz benefícios à saúde. Alimentos com alto teor de umidade, como as frutas, deterioram-se em períodos curtos, fazendo com que o emprego de técnicas de conservação, como a secagem, seja fundamental para a cadeia de produção. No entanto, a secagem exige um consumo intenso de energia e pode causar danos indesejáveis aos parâmetros de qualidade dos produtos, devido à temperaturas altas e longos tempos de exposição do produto ao ar de secagem. Uma alternativa para redução do gasto energético é a secagem intermitente, na qual as condições de operação são alteradas com o tempo. Com o intuito de avaliar os efeitos da aplicação da intermitência na secagem convectiva de fatias de maçã Fuji sobre parâmetros de qualidade física (textura, densidade, atividade de água e cor) e nutricional (retenção de ácido clorogênico), cinética de secagem e correspondente consumo de energia, foram comparadas amostras e tratamentos de secagens contínuas e intermitentes. Para isso, foram avaliadas 7 configurações de secagem intermitente feitas em dois estágios, o primeiro com três níveis de temperatura (95, 85 e 75 °C) e de tempo (30, 45 e 60 minutos) e o segundo com três níveis de temperatura (50, 60 e 70 °C). Secagens contínuas foram conduzidas à temperatura do segundo estágio de secagem. O consumo de energia foi mensurado por um equipamento analisador e também calculado através de um balanço de energia, considerando o sistema adiabático. O conteúdo de ácido clorogênico nas amostras in natura e processadas foi acompanhado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H pela análise das ressonâncias características de ácido clorogênico localizadas na região de 7,5 ppm. Verificou-se que aplicação da intermitência térmica aumentou os coeficientes de difusão efetivos e as taxas de secagem do segundo estágio, além de proporcionar redução de até 35% do tempo total de processo. Medidas de consumo mensuradas o analisador de energia elétrica mostraram que a secagem intermitente (95°C por 45 minutos com segundo estágio à 60°C) permitiu até 17% de economia de energia, e no caso do secador ter um isolamento térmico perfeito, essa economia seria de 35%, como indicam os valores obtidos por equações do balanço de energia. Além disso, o emprego de um estágio inicial com temperatura elevada não prejudicou nenhum dos parâmetros físico-químicos (atividade de água, cor, densidade e textura) do produto desidratado, quando comparados com valores obtidos de amostras secas pela secagem contínua. A intermitência proporcionou boas retenções do ácido clorogênico e não afetou a concentração desse composto em relação à secagem convencional.

Apples are considered a source of phenolic compounds and represent one of the most economically important crops and consumed in the world. Being sources of monosaccharides, minerals and dietary fiber are an important part of the human diet, and the habit of eating them brings benefits to health. Foods with high moisture content, such as fruit, are damaged in a short time, wich makes that preservation techniques,such as drying, it be essential for the production chain. However, the drying requires high energy consumption and can cause undesirable damage to the quality parameters of products due to high temperatures and long exposure times of the product to air drying. An alternative to reducing energy expenditure is intermittent drying, in which the operating conditions are changed with time. In order to evaluate the effects of application of intermittency in convective drying of Fuji apple slices on physical quality parameters (texture, density, water activity and color) and nutritional (chlorogenic acid retention), drying kinetics and corresponding consumption energy, samples and continuous and intermittent drying treatments were compared. To this, were conducted 7 intermittent drying settings made in two stages, the first with three levels of temperature (95, 85 and 75 ° C) and of time (30, 45 and 60 minutes) and the second with three levels of temperature (50, 60 and 70 ° C). Continuous drying was conducted at the temperature of the second drying stage. The energy consumption was measured by an analyzer equipment and also calculated using an energy balance, considering the adiabatic process. The chlorogenic acid content in the fresh and processed samples was followed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (H1NMR), through the analysis of resonance characteristics of chlorogenic acid, localized at 7.5 ppm region. It was observed that to application of the thermal intermittence, besides increasing the effective diffusion coefficients and drying rate of second stage, promoted the reduction of up to 35% of the total process time.The consumption values measured by energy analyzer showed that the intermittent drying (95 ° C for 45 minutes and second stage at 60 ° C) allowed to 17% of energy saving , and in the case of the dryer have a perfect thermal insulation, this economy it would be 35%, as indicated by the values obtained by the energy balance equations. Furthermore, the use of an initial stage with high temperature did not impair any of the physical-chemical parameters (water activity, color, density and texture) of the dehydrated product, when compared with values obtained from samples dried by continuous drying. The intermittency provided good retention of chlorogenic acid and did not affect the concentration of this compound in relation to conventional drying.