Efeito das variáveis de processo na maceração, secagem e higroscopicidade de malte de trigo (Triticum spp.)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Kamilla Soares [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Teor de água de equilíbrio; Maltagem de cereal; Armazenamento; Secagem; Propriedades termodinâmicas; Equilibrium water content; Cereal malting; Storage; Drying; Thermodynamic properties
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/218069

O processo de maltagem baseia-se em inúmeras operações unitárias, tais como maceração, germinação e secagem. Neste processo, grãos ricos em carboidratos (amido) são estimulados a germinar, apresentando modificações relevantes em sua composição e estrutura. Atualmente, o malte de trigo vem sendo cada vez mais utilizado na indústria cervejeira em substituição ou combinação com o malte de cevada. Seu crescente uso em aplicações alimentares impulsionou o presente estudo a avaliar condições adequadas e os mecanismos que ocorrem durante seu processamento (hidratação e secagem) e armazenamento (sorção de vapor de água). As propriedades físicas e composição química dos grãos foram inicialmente determinadas. O processo de maceração dos grãos de trigo foi satisfatoriamente representado pelo modelo de Weibull (RAdj2 = 0,9845; RQME = 0,0319 e P(%) = 4,23) na condição de processo a 20°C. A cinética de hidratação dos grãos de trigo se apresentou em duas fases, supostamente conduzidas pelos mecanismos de capilaridade e difusão. O tempo médio para o maior percentual de germinação do grão de trigo foi de aproximadamente 5 dias. Ao analisar as propriedades de sorção do malte verde de trigo nas temperaturas de secagem de 40, 50, 60, 70 e 80 °C, o teor de água de equilíbrio tendeu a aumentar com o incremento da atividade de água e a diminuição da temperatura. O modelo de GAB resultou melhor ajuste aos dados experimentais para as isotermas de sorção do malte verde de trigo (RAdj2>0,9977 e P%<1,9413), além de proporcionar valores para teor de água da monocamada. As propriedades termodinâmicas de sorção do malte verde de trigo foram influenciadas pelo teor de água dos grãos, ocorrendo aumento da energia necessária para a retirada de água do produto com a redução do teor de água. Os resultados de entalpia e entropia diferencial, em módulo, apresentaram maiores valores para menores teores de água de equilíbrio com relação linear entre eles. A análise da temperatura isocinética (458,32 ± 3,23 K) validou a teoria da compensação entalpia-entropia. Quanto a cinética de secagem, o modelo de Midilli proporcionou alta precisão de ajuste aos dados experimentais (RAdj2 ≥ 0,9845; RQME ≤ 0,0106 e P(%) ≤ 16,55) na faixa de temperatura avaliada (40 a 80 °C). O coeficiente de difusão aumentou de 6,110 × 10-15m2·s1 a 36,164 × 10- 15 m2·s1 com a elevação da temperatura do ar de secagem de 40 a 80 oC. A relação entre o coeficiente de difusão e a temperatura pôde ser descrita pela equação de Arrhenius, com energia de ativação estimada em 39,65 kJ·mol-1 . As isotermas de sorção do malte de trigo acabado foram determinadas em uma ampla faixa de temperaturas (10–40 °C) e umidade relativas (5,80–98,18%) utilizadas durante seu armazenamento. O teor de água de equilíbrio aumentou com o aumento da atividade água e diminuição da temperatura. Dentre os modelos avaliados, os modelos Henderson e GAB apresentaram melhor ajuste para isotermas de malte de trigo. O calor isostérico de sorção aumentou na medida em que o teor de água diminuiu. Valores de entalpia diferencial (1071,82 a 36,95 kJ·kg-1 ) e entropia (2,29 a 0,12 kJ·kg-1 ·K-1 ) mostraram-se linearmente dependentes, atendendo aos requisitos para confirmar a teoria da compensação. A adsorção de água do malte de trigo foi considerada como um processo regido pela entalpia (ΔH<0) e espontâneo (324,13 kJ·kg-1<ΔG< 0,13 kJ·kg-1 ). Os resultados obtidos são úteis para o controle das condições de processamento e armazenamento do malte de trigo, visando o aumento da eficiência do processo e no projeto dos equipamentos envolvidos.