Variação das propriedades físico-mecânicas e da qualidade da mamona (Ricinus communis L.) durante a secagem e o armazenamento / Variation of physical and mechanical properties and quality of castor beans (Ricinus communis L.) during drying and storage

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de determinar e modelar as propriedades físicas e mecânicas da mamona durante o processo de secagem, bem como avaliar a qualidade dos grãos e do óleo extraído da mamona durante o armazenamento. Para tanto, foram utilizados grãos de mamona da variedade Guarani, colhidos em plantações comerciais nas cidades de Divino e Várzea da Palma, MG. Foram determinadas as propriedades higroscópicas (dessorção e adsorção) e termodinâmicas da sorção da água nos grãos, a cinética de secagem dos grãos, as principais propriedades físicas dos frutos e dos grãos (massas específicas aparente e unitária, porosidade, massa de mil grãos, esfericidade, circularidade, áreas superficial e projetada, dimensões características, contração volumétrica da massa e contração volumétrica unitária), as propriedades mecânicas dos grãos (força de ruptura, deformação específica, energia, dureza, módulo de resiliência, módulo proporcional de elasticidade, coeficientes de atrito estático e dinâmico), a resistência ao fluxo de ar em camadas de grãos. Realizou-se também a avaliação da qualidade dos grãos (perda de matéria seca, condutividade elétrica e cor) e do óleo bruto extraído dos grãos de mamona (índice de peróxidos e ácidos graxos livres) durante o armazenamento em condições controladas de temperatura. Com base nos resultados obtidos, pôde-se concluir que: a) o teor de água de equilíbrio higroscópico dos grãos de mamona é diretamente proporcional à umidade relativa e decresce com o aumento de temperatura para um mesmo valor de umidade relativa, sendo o modelo de Halsey Modificado, o que melhor se ajustou aos dados experimentais; b) com a redução do teor de água, ocorre aumento da energia necessária para retirar água do produto, representada pelos valores do calor isostérico integral de dessorção, e aumento na energia liberada pela adsorção da água no produto, representada pelos valores do calor isostérico integral de adsorção. Além disso, para um mesmo valor de teor de água, os valores do calor isostérico integral de dessorção são maiores que os de adsorção; c) os modelos de Page, Henderson e Pabis e Midilli, são os que melhor representam o fenômeno de secagem dos grãos de mamona; d) o coeficiente de difusão aumenta com a elevação da temperatura, apresentando valores entre 0,512 × 10-10 e 1,564 × 10-10 m2 s-1; e) a redução do teor de água influencia as propriedades físicas dos grãos e frutos de mamona, proporcionando: redução da massa específica aparente, massa específica unitária, porosidade e massa de mil grãos e massa de mil frutos; aumento da esfericidade e circularidade nos grãos e redução nos frutos; redução da área projetada e área superficial dos grãos e dos frutos frutos; a redução do teor de água influencia a contração volumétrica unitária e da massa dos grãos de mamona, provocando redução dos valores em 9,0 e 14,0%, respectivamente; para os frutos, a contração volumétrica unitária e da massa foi da ordem de 46,0 e 63,0%, respectivamente; f) a redução do teor de água elevou a força necessária à ruptura, reduziu a deformação específica necessária à ruptura, reduziu a energia necessária à ruptura, aumentou a dureza e reduziu o módulo de resiliência dos grãos de mamona sob compressão uniaxial na posição natural de repouso (horizontal); g) o módulo proporcional de elasticidade aumenta com a redução do teor de água e a deformação do produto, obtendo-se valores, para a faixa de teor de água estudado, entre 46,09 a 140,01 MPa, na posição natural de repouso; h) o modelo sigmoidal, descrito por meio da série de Taylor, representa adequadamente a resistência dos grãos de mamona à compressão; os valores da tangente e secante máximas decrescem com o aumento do teor de água dos grãos de mamona; i) a redução do teor de água provoca redução dos coeficientes de atrito estático e dinâmico dos grãos de mamona para todos os materiais de parede utilizados; j) o aumento na densidade do fluxo de ar provoca aumento da perda de carga na coluna de grãos de mamona; o aumento do teor de impurezas grossas provoca redução na perda de carga na camada de grãos de mamona; k) durante o armazenamento dos grãos de mamona, ocorreram perda de matéria seca, aumento da condutividade elétrica, redução de todas as variáveis analisadas para a avaliação de cor, redução dos valores do parâmetro croma e aumento da diferença de cor, sendo que estas alterações foram mais pronunciadas à medida que se elevou a temperatura de armazenamento; l) Houve aumento dos valores do índice de peróxido e da porcentagem de ácidos graxos livres no óleo bruto extraído dos grãos de mamona com o aumento do período de armazenamento, sendo que este aumento foi mais acentuado com e elevação da temperatura de armazenagem.

ASSUNTO(S)

quality secagem castor oil Óleo physical properties engenharia de processamento de produtos agricolas mamona qualidade castor beans drying propriedades físicas storage armazenamento

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