Avaliação de modelos polinomiais para estimar a massa específica da polpa de goiaba

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Alimentos

Autores

Alves, M.N.M. (IFRN/CA) ; Santos, D.A. (IFRN/CA) ; Melo, J.C.S. (IFRN/CA) ; Costa, C.H.C. (IFRN/CA) ; Badaro, A.D.S. (IFRN/CA)

Resumo

Os modelos matemáticos para predição da massa específica da polpa de goiaba podem ser utilizados para representar uma alternativa viável na substituição da determinação experimental deste parâmetro, o qual pode ser muito dispendioso. O objetivo desse trabalho foi determinar o comportamento da massa específica da polpa de goiaba, em diferentes temperaturas, e propor um modelo polinomial específico para predição desta propriedade. A massa específica da polpa de goiaba foi determinada com o uso de picnômetros nas temperaturas de 10 a 50 °C. A massa específica da polpa de goiaba variou de 1060,31 a 1044,48 kg.m-3, entre as temperaturas de 10 a 50ºC. O modelo polinomial que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo polinomial com quatro termos.

Palavras chaves

densidade; Polpa de fruta; equação polinomial

Introdução

A goiaba é um fruto com excelente aceitação para o consumo natural e de grande importância na indústria de sucos, polpas, néctares, goiabadas, geléias, fruta em calda, purê, base para bebidas e xaropes (VIEIRA et al., 2008). O processamento de frutas para obtenção de polpas é uma atividade agroindustrial importante, pois agrega valor econômico à fruta e evita desperdícios, minimizando as perdas que podem ocorrer durante a comercialização do produto in natura (NASCIMENTO et al.,2013). Na indústria processadora de frutas a otimização e o dimensionamento adequado dos equipamentos representam um grande ganho energético e econômico, por isso é necessário o conhecimento do comportamento da massa específica das polpas nas condições de processamento uma vez que a transferência de calor e massa durante o processamento do alimento altera esta propriedade (BOLZAN e SOUZA, 2007). Os modelos matemáticos para predição das propriedades termofísicas evoluíram e representam uma oportunidade de melhorar a eficiência de tratamentos térmicos no processamento de alimentos, além, de certa forma, se tornar uma alternativa viável na substituição da determinação experimental destes parâmetros, o qual pode ser muito dispendioso (EGEA et al., 2015). Dessa forma, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se determinar o comportamento da massa específica da polpa de goiaba, em diferentes temperaturas, e propor um modelo polinomial específico para predição desta propriedade.

Material e métodos

As goiabas, que possuem período de colheita entre os meses de janeiro e abril, foram adquiridas no comércio da cidade de Caicó-RN no início de 2017. Foram lavadas para posterior extração da polpa utilizando um multiprocessador. A massa específica da polpa de goiaba foi determinada com o auxílio de picnômetros nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50 °C, na concentração de 9,8 °Brix. Todos os experimentos foram realizados em triplicata e para o cálculo foi utilizado à média dos valores obtidos nos experimentos. Os picnômetros foram previamente calibrados com água destilada em cada temperatura do experimento e as temperaturas foram controladas através do banho termostato e por meio dos termômetros presentes nos próprios picnômetros. O cálculo da massa específica foi realizado através da Equação 1, que estabelece relação entre massa da polpa de goiaba e volume do picnômetro. ρ = m/v (1) na qual, ρ - Massa específica do produto (kg.m-3) v – Volume do picnômetro (m3) m – Massa do produto (kg) Os dados da polpa de goiaba foram analisados estatisticamente através do programa computacional Assistat, versão 7.7 Beta (Silva e Azevedo, 2009).

Resultado e discussão

Tem-se na Tabela 1 os valores experimentais da massa específica da polpa de goiaba nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50ºC. Observa-se na Tabela 1 que os valores médios da massa específica variaram de 1060,31 a 1044,48 kg.m-3, entre as temperaturas de 10 a 50ºC, na concentração de 9,8 ºBrix, sendo observada a diminuição significativa dos valores médios da massa específica da polpa de goiaba com o aumento da temperatura. DINIZ et al. (2014) obtiveram valores de massa específica para a polpa de goiaba, com 12,1 ºBrix e temperaturas de 10 a 50ºC, iguais a 1115,92 a 1070,64 kg.m-3. Os mesmos autores verificaram que os valores de massa específica diminuíram com o aumento da temperatura provavelmente devido à expansão volumétrica do fluido causada pela redução da ligação da força intermolecular. Na Tabela 2 têm-se três modelos representados por equações polinomiais propostas para o cálculo da massa específica da polpa da goiaba em função da temperatura e seus respectivos coeficientes de determinações. O modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais, considerando o maior coeficiente de determinação, foi o modelo polinomial com quatro termos, com R2 =0,9979. DANTAS JUNIOR et al. (2007), estimando a massa especifica da polpa de manga através das equações linear e quadrática, verificaram que as duas equações podem ser usadas para estimar a massa especifica da polpa de manga espada em função da temperatura. ALVES et al. (2016) estudando o efeito da temperatura em relação a massa especifica do suco de laranja, também propuseram modelos polinomiais para predizer os valores da massa especifica do suco de laranja, e observaram que o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo polinomial com três termos.

Conclusões

A massa específica da polpa de goiaba variou de 1060,31 a 1044,48 kg.m-3, entre as temperaturas de 10 a 50ºC, sendo observada uma redução significativa da massa específica da polpa de goiaba em relação às temperaturas estudadas nesse trabalho. O modelo polinomial que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo polinomial com quatro termos, pois apresentou o maior coeficiente de determinação (R2) de 0,9979. Os outros dois modelos também poderiam ser utilizados, pois apresentaram valores de R2>0,98, também considerando um bom ajuste aos dados experimentais.

Agradecimentos

Ao IFRN/CA pelo o apoio à pesquisa.

Referências

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