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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Secagem de clara de ovo em leito de jorro fluidizado bidimensional
Title Alternative: Drying of egg white in a 2D spouted fluidized bed.
Author: Christ, Divair
Advisor: Cunha, Rosiane Lopes da, 1967-
Abstract: Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar o processo de secagem da clara de ovo utilizando um secador de leito de jorro fluidizado bidimensional com esferas de vidro como inertes. Um planejamento fatorial completo 24 foi realizado, com 3 pontos centrais e oito axiais, utilizando-se as seguintes variáveis independentes: temperatura (55-95 °C) e vazão total do ar de secagem (97,1-138,3 m³/h), razão entre vazão de ar de jorro e ânulo (0,6-1,4) e vazão de alimentação de pasta (2,0-10,0 g/min). Como respostas foram avaliadas a distribuição de umidade no leito durante a secagem, teor de umidade do produto, massa de matéria seca retida pelas esferas inertes, eficiência de recuperação do pó, cor do produto em pó e depois de dissolvido em água, propriedades térmicas, teor de proteína, solubilidade em meio aquoso e propriedades reológicas a baixas e altas deformações de géis térmicos de clara de ovo. O uso de planejamento fatorial completo e superfícies de resposta foram fundamentais para avaliar o efeito simultâneo das condições de secagem em leito de jorro fluidizado sobre o processo e o produto obtido. Esta metodologia diminuiu significativamente o número de experimentos e se mostrou eficiente para conhecer a relação de causa e efeito das condições de processo sobre as respostas. Todas as condições de processo estudadas influenciaram nas características do produto obtido, porém a temperatura e a vazão de ar foram as mais importantes na definição da qualidade da clara de ovo seca em leito de jorro fluidizado. Para avaliar a relação entre as várias respostas obtidas e as variáveis de processo, bem como determinar as condições ótimas de operação do secador foi aplicada a técnica estatística da desejabilidade. Concluiu-se que os níveis ótimos de operação do secador seriam: temperatura de 73,7 °C, vazão de ar de 110,8 m³/h, razão vazão de jorro/vazão de ânulo de 1,1 (58,04 m³/h e 52,76 m³/h de vazão de jorro e ânulo, respectivamente) e vazão de pasta de 9,2 g/min. Nestas condições, 60% do total desejado para todas as respostas seria atendido, sendo que a eficiência de recuperação de matéria seca pelo ciclone seria de 74,4% e o grau de desnaturação das proteínas seria baixo (conalbumina: 42,1% e ovalbumina: 25,5%), o que resultaria em elevado grau de solubilidade (em torno de 98%). Neste caso, a temperatura de início de desenvolvimento da estrutura do gel seria estimada em 62 ºC, porém a força da rede seria dada pela desnaturação da ovalbumina (temperatura de desnaturação próxima a 80 oC) e por isto, as características reológicas de géis térmicos de clara de ovo foram estudadas. Os géis térmicos (80 ºC/30 min) de clara de ovo seca em leito de jorro fluidizado mostraram alta deformabilidade e características elásticas similares aos géis obtidos a partir de clara de ovo liofilizada. Assim, a partir da análise dos resultados obtidos foi possível otimizar a secagem da clara de ovo em leito de jorro fluidizado alcançando-se boa eficiência de processo e preservando suas propriedades funcionais

Abstract: The objective of this study was to evaluate an egg white drying process using a two-dimensional spouted fluidized bed dryer with glass spheres as the inert particles. A complete 24 factorial design was used, with 3 central and 8 axial points, using the following independent variables: temperature (55-95ºC), total drying air flow rate (97.1-138.3 m3/h), ratio between spout and annulus air flow rates (0.6-1.4)and paste feed flow rate (2.0-10.0 g/min). As responses, the moisture distribution in the bed during drying, product moisture content, mass of dry matter adhered to inert particles, powder recovery efficiency, product colour as powder and after dissolving in water, thermal properties, protein content, solubility in aqueous medium and rheological properties at high and low deformation of heat-induced egg white gels. The use of a complete factorial design and response surfaces was fundamental to evaluate the simultaneous effect of the drying conditions in a spouted fluidized bed on the process and obtained product. This methodology significantly reduced the number of experiments and showed to be efficient to understand the cause and effect relationship of process conditions on responses. All the process conditions studied influenced the characteristics of the product obtained, but temperature and air flow rate were the most important variables in defining the quality of the egg white dried in a spouted fluidized bed. The statistical technique of desirability was used to evaluate the relationship between the various responses obtained and the process variables, and to determine the optimum dryer operating conditions. It was concluded that the optimum operational levels for the dryer were: temperature of 73.7ºC, air flow rate of 110.8 m3/h, ratio of spout/annulus flow rate of 1.1 (58.04 m3/h and 52.76 m3/h of spout and annulus flow rate, respectively) and paste flow rate of 9.2 g/min. Under these conditions, 60% of the desired total for all the responses would be attained, the recovery efficiency of the dry material by the cyclone would be 74.4% and the degree of protein denaturation would be low (conalbumin: 42.1% and ovalbumin: 25.5%), resulting in very good solubility (about 98%). In this case, the temperature at the start of the gel structure development would be estimated at 62ºC, although the gel strength would be given by the ovalbumin denaturation (denaturation temperature near 80ºC) and for this reason, the rheological characteristics of the thermal egg white gels were investigated. The thermal gels (80ºC/30 min) of egg white dried in a spouted fluidized bed, obtained in this study, showed high deformability and elastic characteristics, similar to the gels obtained from freeze-dried egg white (literature data). Thus, from the analysis of the obtained results it was possible to optimize the drying of egg white in a spouted fluidized bed, obtaining good process efficiency yet preserving the functional properties
Subject: Clara de ovo
Secagem
Reologia
Otimização
Leite de jorro
Desnaturação proteica
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2006
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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