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Tipo: Dissertação
Data do documento: 19-Out-2023
Autor(es): ROSA, Matheus Yury de Oliveira
Primeiro(a) Orientador(a): RODRIGUES, Antonio Manoel da Cruz
Título: Cinética de secagem do camarão-da-amazônia (macrobrachium amazonicum) por refractance window
Citar como: ROSA, Matheus Yuri de Oliveira. Cinética de secagem do camarão-daamazônia (macrobrachium amazonicum) por refractance window. Orientador: Antonio Manoel da Cruz Rodrigues. 2023. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16850. Acesso em:.
Resumo: Na região amazônica, os camarões de água doce estão distribuídos por toda a extensão das subbacias hidrográficas. O Macrobrachium amazonicum, conhecido popularmente como Camarão-da-Amazônia, é a espécie com a maior produção na região e apresenta o maior potencial para a pesca e para a aquicultura. A captura e a comercialização é uma das principais e/ou única fonte(s) de renda para diversas famílias, sobretudo as ribeirinhas, em virtude do destino final dessa produção, com o escoamento em portos do Pará e do Amapá. Embora o camarão seja conhecido por seu alto valor nutricional, essa característica pode ser afetada quando esse alimento não passa por um método de conservação adequado ao prolongamento da sua vida útil. Dada a importância desse alimento, é necessária a busca por novas tecnologias, como o uso do etanol no pré-tratamento de alimentos – que tem a capacidade de agir na dissolução das membranas celulares, alterar a estrutura da amostra a ser desidratada, melhorar a transferência de umidade e reduzir o tempo da secagem, quando atrelado a secagem por Refractance Window (RW), método que é conhecido, na literatura, como uma inovação tecnológica, tendo em vista as suas vantagens, quais sejam: retem compostos bioativos; preserva a qualidade e o aumento da vida útil do produto; possui eficiência energética; depende de um menor custo operacional; e é ambientalmente viável. O objetivo desta dissertação foi avaliar o desempenho do método de secagem por RW associado ao pré-tratamento com etanol assistido por agitação mecânica e ultrassom no processo de desidratação de uma matriz de origem animal (Camarão-da-Amazônia – Macrobrachium amazonicum). Simultaneamente, buscou-se determinar parâmetros de transferência de massa e as propriedades termodinâmicas que controlam o processo de secagem. As amostras (abdômen descascado) foram pré-tratadas com etanol 100% (1:18) em agitação mecânica (PTAG) e em ultrassom (PTUS), por 10 minutos, além da amostra sem o pré-tratamento (SPT). Logo, as amostras passaram pelo processo de secagem em RW sob as temperaturas de 50, 70 e 90ºC. Os parâmetros dos modelos matemáticos de Dincer & Dost, de Crank e de Motta Lima e Massarani foram estimados por meio do Software Origin 2023. As análises foram realizadas em duplicata com a utilização da análise de variância (ANOVA) e o teste de Tukey a 5% de probabilidade. Além disso, a qualidade do ajuste, para os dados experimentais da cinética de secagem (CS), foi estimada pelo coeficiente de variação (R²) e pelo Chi-quadrado (X²). Após a obtenção dos dados, a determinação de umidade apontou que, com a temperatura de 90ºC, as amostras PTAG (12,93 ± 0,16%) e PTUS (11,86 ± 1,59%) apresentaram os menores teores de umidade final. Por meio da ANOVA, os resultados mostram que as amostras ASPT e PTUS apresentaram diferença significativa, por outro lado, a amostra PTAG não apresentou diferença significativa (p<0,05) entre as temperaturas. Acerca da modelagem matemática da CS, o modelo de Motta Lima e Massarani foi o que apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais, com R² ≥ 0,98 e valores reduzidos de X² para todas as temperaturas. As propriedades termodinâmicas foram calculadas a partir dos dados obtidos pelo modelo de Dincer & Dost, tais como: Energia de ativação (Ea) com variação entre o intervalo de 42,97 – 30,37 kJ/mol; valores de entalpia (ΔH) positivos, que houve necessidade de energia na forma de calor para a ocorrência da secagem; e a entropia (ΔS) com valores negativos, que indica que o processo ocorreu sem o aumento, significativo, da desordem no sistema. Evidenciou-se que a combinação de pré-tratamento com etanol assistida por AG e US, atrelada à secagem por RW, reduziu notavelmente o tempo necessário para a secagem do Camarão-da-Amazônia.
Abstract: In the Amazon region, freshwater prawns are distributed throughout the hydrographic subbasins. Macrobrachium amazonicum, popularly known as the Amazon Prawn, is the species with the highest production in the region and has the greatest potential for fishing and aquaculture. Its capture and commercialization are one of the main and sometimes the only source of income for several families, especially those living along the riversides, due to the final destination of this production, with distribution in ports in Pará and Amapá. Although prawns are known for their high nutritional value, this characteristic can be affected when this food does not undergo a suitable preservation method to extend its shelf life. Given the importance of this food, it is necessary to explore new technologies, such as the use of ethanol in food pretreatment - which has the ability to dissolve cell membranes, alter the sample structure to be dehydrated, improve moisture transfer, and reduce drying time when combined with Refractance Window (RW) drying, a method that is known in literature as a technological innovation, in view of its advantages, which are: it retains bioactive compounds; it preserves quality and increases the product's shelf life; it has energy efficiency; it involves lower operating costs; and it is environmentally viable. The objective of this dissertation was to evaluate the performance of the RW drying method associated with ethanol pretreatment assisted by mechanical agitation and ultrasound in the dehydration process of an animal-based matrix (Amazon Prawn – Macrobrachium amazonicum). Simultaneously, mass transfer parameters and thermodynamic properties controlling the drying process were determined. The samples (peeled abdomen) were pretreated with 100% ethanol (1:18) under mechanical agitation (PTAG) and ultrasound (PTUS) for 10 minutes, in addition to the sample without pre-treatment (SPT). Then, the samples subjected to the drying process in RW at temperatures of 50, 70, and 90ºC. The parameters of the mathematical models by Dincer & Dost, Crank, and Motta Lima and Massarani were estimated using Origin Software 2023. The analyses were done in duplicate using analysis of variance (ANOVA) and the Tukey test at 5% probability. Additionally, the quality of fit for the experimental drying kinetics (CS) data was estimated by the coefficient of variation (R²) and the chi-squared (X²). After obtaining the data, the moisture determination indicated that at a temperature of 90ºC, the PTAG (12.93 ± 0.16%) and PTUS (11.86 ± 1.59%) samples had the lowest final moisture content. Through ANOVA, the results show that the ASPT and PTUS samples presented a significant difference, while the PTAG sample did not present a significant difference (p<0.05) between the temperatures. Regarding the mathematical modeling of CS, the Motta Lima and Massarani model showed the best fit to the experimental data, with R² ≥ 0.98 and reduced X² values for all temperatures. Thermodynamic properties were calculated based on data obtained by the Dincer & Dost model, such as activation energy (Ea) with a range between 42.97 - 30.37 kJ/mol; positive enthalpy (ΔH) values, indicating the need for heat energy for the drying process to occur; and negative entropy (ΔS) values, indicating that the process occurred without a significant increase in disorder in the system. Based on the results, it was evident that the combination of pretreatment with ethanol assisted by AG and US, coupled with RW drying, significantly reduced the time required for drying the Amazon Prawn.
Palavras-chave: Alimentos
Modelagem matemática
Etanol
Pescado
Secagem
Food
Ethanol
Mathematical modeling
Fishery
Drying
Área de Concentração: CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Linha de Pesquisa: ANÁLISES E DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS DE SEPARAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO APLICADAS EM ALIMENTOS
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Aparece nas coleções:Dissertações em Ciência e Tecnologia de Alimentos (Mestrado) - PPGCTA/ITEC

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