Desenvolvimento de tambor rotativo para micro-ondas e aplicação no processamento de batata-doce

Abstract

A tecnologia das micro-ondas tem sido amplamente utilizada em processos de aquecimento, secagem, esterilização e pasteurização. Além disso, o aquecimento por micro-ondas tornou-se popularmente conhecido no processamento de alimentos devido à capacidade de aumentar a taxa de aquecimento com significativa redução no tempo de cozimento, manuseio seguro, fácil operação e baixa necessidade de manutenção. Além disso, a aplicação das micro-ondas vem sendo explorada em diferentes áreas, transformando-a num dos verdadeiros trunfos da química verde. Contudo, a distribuição não homogênea das micro-ondas, a dificuldade na medição e o controle de temperatura, limitam o aproveitamento dessa tecnologia, sendo a homogeneidade do aquecimento um dos maiores desafios na sua aplicação. A fim de solucionar parcialmente os desafios encontrados no aquecimento de alimentos e materiais sólidos em micro-ondas, foi projetado e confeccionado um tambor rotativo de acrílico que promovesse a movimentação das partículas ao longo da cavidade interna do forno. Combinando as informações obtidas dessas ondas eletromagnéticas com o conhecimento pela crescente demanda por alimentos convenientes e saudáveis, verificou-se que formas desidratadas de batata-doce têm potencial para serem usadas como ingredientes funcionais em alimentos processados. Assim, estudou-se o método de secagem de batata-doce em micro-ondas. Realizou-se a caracterização das farinhas produzidas por MEV, EDS e análise bromatológica. Posteriormente, utilizou-se o tambor rotativo com aquecimento por micro-ondas para a realização de experimentos de desidratação. Para isso, foi realizado um Delineamento do Composto Central Rotacional (DCCR) a fim de avaliar a influência das variáveis: tempo, velocidade rotacional e quantidade mássica, na redução do teor de umidade das amostras. Quanto aos resultados referentes à cinética de secagem, a taxa de secagem foi maior para o método com micro-ondas que para o método por estufa com circulação de ar. Já a composição das farinhas produzidas foi semelhante para ambos os métodos. Os resultados pertinentes a desidratação da batata-doce com o protótipo desenvolvido mostraram que a velocidade de rotação não é uma variável significativa a partir de 8 rpm, para a quantidade de amostra estudada. A movimentação no interior do forno favoreceu o não superaquecimento das amostras, o que é importante para a manutenção dos componentes funcionais da batata-doce.

The microwave technology has been widely used in heating, drying, sterilization and pasteurisation. In addition, the microwave heating has become popularly known in food processing due to its of ability to increase the heating rate with a significant reduction in cooking time, safe handling, easy operation and low maintenance required. In addition, the application of microwaves has been explored in different areas, making it one of the real trumps of green chemistry. However, the inhomogeneous distribution of the microwaves and the difficulty in measuring and temperature controling limit the use of this technology. The inhomogeneity of heating is one of the main challenges in its implementation. In order to partially solve challenges faced in the heating solid food materials in a microwave oven was designed and built an acrylic rotating drum. This promotes the movement of particles in the inner cavity of the oven. Combining information from these heating method with the knowledge of the increasing demand for convenient and healthy food, it was found that sweet potato dehydrated forms have a potential to be used as functional ingredients in processed foods. The method of drying sweet potato in a microwave was studied. The characterization of the flour was performed by SEM, EDS and bromatologic analysis. Subsequently, it was used rotary drum heating by microwave for holding orange-fleshed sweet potato dehydration experiments. For this, it was elaborated that was done a central composite rotational design in order to evaluate the influence of the variables: time, rotational speed and mass quantity, in reducing the moisture content of the samples. The drying rate was higher for microwave method that for air circulation oven method. Compositions of flours were similar for both methods. Pertinent results dehydration sweet potato with the developed prototype showed that the rotational speed is not a significant variable from 8 rpm to the amount of sample. Movement in the oven favored the not overheating sample, which is important for maintenance of the functional components of sweet potatoes.