RESUMO Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da utilização da radiação infravermelha na secagem convectiva de grãos de Moringa oleifera sobre a temperatura no secador e no grão, consumo de energia e qualidade dos grãos. Um experimento no esquema fatorial foi conduzido em 2013 para determinar os valores ótimos da temperatura do ar (30 a 58 ºC) e do tempo de radiação infravermelha (2,0 a 4,8 min) sobre as respostas: teor de água, tempo e taxa de secagem, temperatura no secador e no grão, consumo de energia, e qualidade dos grãos usados como coagulante no tratamento de água. Os resultados obtidos foram: teor de água (4,40 a 4,76% b.u.), tempo de secagem (0,50 a 2,00 h), taxa de secagem (0,70 x 10-3 a 2,05 x 10-3 kgágua kg-1 matéria seca min-1), temperatura dentro do secador (42,24 a 61,82 ºC), temperatura do grão (56,32 a 76,19 ºC), consumo de energia do ventilador (0,05 a 0,20 kWh), resistências elétricas (1,41 a 4,49 kWh), resistências do aquecedor (0,48 a 1,56 kWh), turbidez da água (1,36 a 5,76 NTU), teor de proteína dos grãos (34,93 a 37,93%), e índice de peróxido dos grãos (0,009 a 0,052 meq kg-1). Ambos os fatores avaliados aumentaram a temperatura no secador e nos grãos. O maior consumo de energia foi devido às resistências elétricas. Por outro lado, a radiação infravermelha diminuiu esse consumo. A secagem realizada com temperatura do ar de 44 ºC e tempo de radiação infravermelha de 3,4 min proporcionou maior teor de proteína nos grãos e maior remoção da turbidez no tratamento de água.

ABSTRACT This study aimed to evaluate the effects of using infrared radiation in the hot-air drying of Moringa oleifera grains on the inner dryer and grain temperatures, energy consumption, and grain quality. An experiment was conducted in a factorial scheme in 2013 to identify the optimum values of the air temperature (30 to 58 ºC) and infrared radiation application time (2.0 to 4.8 min) on moisture content, drying time, drying rate, inner dryer air temperature, grain temperature, energy consumption and quality of grains used as a natural coagulant for water treatment. The results obtained were moisture content from 4.40 to 4.76% wet basis; drying time from 0.50 to 2.00 h; drying rates from 0.70 × 10-3 to 2.05 × 10-3 kgwater kg-1 dry matter min-1; inner dryer air temperatures from 42.24 to 61.82 ºC; grain temperatures from 56.32 to 76.19 ºC; energy consumptions of the fan from 0.05 to 0.20 kWh, electrical resistances from 1.41 to 4.49 kWh; resistances of the infrared heaters from 0.48 to 1.56 kWh; water turbidities from 1.36 to 5.76 NTU; grain protein contents from 34.93 to 37.93%; and peroxide value of grains from 0.009 to 0.052 meq kg-1. Both evaluated factors increased the inner dryer air temperature and grain temperature. The electrical resistances contributed the most to the energy consumption. However, the infrared radiation reduced this consumption. The drying performed with air temperature of 44 °C and infrared radiation time of 3.4 min resulted in the highest protein concentration in the Moringa oleifera L. grains and in greater removal of the water turbidity in the water treatment.

RESUMO A modelagem matemática permite o dimensionamento de secadores, otimização das condições de secagem e avaliação do desempenho do processo. O objetivo deste trabalho foi descrever o comportamento da secagem de bagaço de laranja utilizando-se os modelos de Page e a segunda lei de Fick, avaliar a energia de ativação (equação de Arrhenius), o teor de água, a atividade de água e a massa específica aparente do produto ao final do processo. Realizou-se a secagem de bagaço de laranja com temperatura do ar convectivo entre 36 e 64 ºC e tempo de aplicação da radiação infravermelha na faixa de 23 a 277 s de acordo com planejamento experimental central composto rotacional. Análise de variância e teste F foram aplicados aos resultados. Ao final dos ensaios de secagem foram observados o teor de água entre 0,09 a 0,87 bs e a atividade de água entre 0,25 e 0,87. A massa específica aparente não variou nas condições estudadas. O modelo empírico de Page demonstrou melhor representação dos dados experimentais do que o modelo de Fick para esfera. A energia de ativação obtida nos tempos de infravermelho de 60; 150 e 244 s foi, respectivamente, 18,491; 14,975 e 11,421 kJ mol-1.

ABSTRACT Mathematical modeling enables dimensioning of dryers, optimization of drying conditions and the evaluation of process performance. The aim of this research was to describe the behavior of orange bagasse drying using Page's and Fick's second law models, and to assess activation energy (using Arrhenius equation), moisture content, water activity and bulk density of product at the end of the process. The drying experimental assays were performed in 2011 with convective air temperature between 36 and 64 ºC and infrared radiation application time in the range from 23 to 277 s in accordance with the experimental central composite rotatable design. Analysis of variance and F-test were applied to results. At the end of the drying process, moisture content was about 0.09 to 0.87 db and water activity was between 0.25 and 0.87. Bulk density did not vary under studied conditions. Empirical Page's model demonstrated better representation of experimental data than the Fick's model for spheres. Activation energy values were about 18.491; 14.975 and 11.421 kJ mol-1 for infrared application times of 60; 150 e 244 s, respectively.

Os modelos matemáticos aplicados à secagem auxiliam no dimensionamento de secadores, na previsão da taxa de secagem, melhoram as condições de secagem e avaliam a qualidade do processo; assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o ajuste dos modelos de Page, Midilli, Newton e da segunda lei de Fick aos dados experimentais da secagem convectiva com aplicação de radiação infravermelha de grãos de Moringa oleifera L. Avaliaram-se, também, o efeito dos fatores temperatura do ar (30-60 ºC), a velocidade do ar (0,55-1,05 m s-1), o tempo de aplicação da radiação infravermelha (120-300 s) e a intensidade da radiação infravermelha (1500-4500 W) sobre a difusividade efetiva, teor de água, atividade de água e tempo de secagem. Os modelos explicaram mais de 98% do comportamento da secagem destacando-se que o modelo de Midilli apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. A difusividade efetiva foi calculada com equação proposta pela Segunda Lei de Fick, solução para formato esférico e os valores obtidos variaram entre 6,44x10-10 e 9,89x10-10 m2 s-1. Os fatores temperatura do ar e tempo de aplicação da radiação infravermelha foram significativos sobre todas as respostas estudadas considerando-se 90% de confiança.

Mathematical models applied to drying assists in sizing dryers, predicting drying rate, improvement of drying conditions and assessment of process quality. Thus, the aim of this study was to evaluate the fitting of Page, Midilli, Newton and second law of Fick models to the experimental data of convective drying with application of infrared radiation of Moringa oleifera L. grains. The effects of factors - air temperature (30-60 °C), air velocity (0.55 to 1.05 m s-1), infrared radiation application time (120-300 s) and infrared radiation intensity (1500-4500 W) on the effective diffusivity, moisture content, water activity and drying time was also evaluated. The models explained more than 98% of the drying behavior and the Midilli model showed the best fit for the experimental data. The effective diffusivity was calculated using the equation proposed by the solution of second law of Fick, for spherical shape, and the values ranged from 6.44x10-10 to 9.89x10-10 m2 s-1. The factors air temperature and infrared radiation application time were significant for all studied variables, considering 90% of confidence.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a microencapsulação de polpa de pequi por spray drying. Um delineamento composto central rotacional foi utilizado para avaliar o efeito das variáveis independentes: temperatura do ar de entrada, concentração de surfactante e concentração de amido modificado sobre o rendimento do processo e as características do produto microencapsulado. A seleção da melhor condição de processo foi baseada na obtenção de um produto com maior teor de vitamina C e de carotenoides. Todos os pós produzidos mostraram teores de umidade inferiores a 2%. Os valores experimentais de higroscopicidade, rendimento de secagem, atividade de água, vitamina C e carotenoides totais dos pós variaram de 7,96 a 10,67 g de água adsorvida/ 100 g sólidos, 24,34 a 49,80%, 0,13 a 0,30, 145,78 a 292,11 mg de ácido ascórbico/g de sólidos de pequi e 15,51 a 123,42 mg de carotenoides/g de sólidos de pequi, respectivamente. Temperatura de ar de entrada de 140°C, concentração de surfactante de 2,5% e concentração de amido modificado de 22,5% foram recomendadas como sendo a condição selecionada. Através da microscopia eletrônica de varredura, observou-se que a maioria das partículas apresentou formato esférico e superfície lisa.

The aim of this study was to evaluate the microencapsulation of pequi pulp by spray drying. A central composite rotational design was used in order to evaluate the effect of the independent variables: inlet air temperature, surfactant concentration and modified starch concentration. The dependent variables were assumed as yield of the process and the product features microencapsulated. A selection of the best process condition was performed to obtain the best condition of a product with the highest vitamin C and carotenoids content. Powders showed moisture content below 2%. The experimental values of hygroscopicity, yield, water activity, total carotenoids and vitamin C powders ranged from 7.96 to 10.67 g of adsorbed water/100g of solids, 24.34 to 49.80%, 0.13 to 0.30, 145.78 to 292.11 mg of ascorbic acid/g of pequi solids and 15.51 to 123.42 mg of carotenoids/g of pequi solids, respectively. The inlet air temperature 140°C, the surfactant concentration of 2.5% and the modified starch concentration of 22.5% was recommended as the selected condition. By the scanning electron microscopy, it was observed that most of the particles had spherical shape and smooth surface.

Este estudo teve como objetivo verificar a influência da desidratação parcial de cachos de uva Niagara Rosada na qualidade físico-química do mosto pré-fermentativo. No Brasil, durante o processo de vinificação, é comum a necessidade de adequação do mosto de uvas quando as características físico-químicas da matéria-prima são insuficientes para a obtenção de vinhos em conformidade com a legislação brasileira para classificação de bebidas, a qual estabelece o teor alcoólico mínimo de 8,6% para que a bebida seja considerada vinho. Portanto, tendo em vista que a redução do teor de água das bagas da uva possibilita a concentração de compostos químicos presentes em sua composição, principalmente a concentração de sólidos solúveis totais, procedeu-se aos tratamentos que foram constituídos pela combinação de duas temperaturas (T1- 37,1 ºC e T2 - 22,9 ºC), duas velocidades de ar (V1- 1,79 m s-1 e V2-3,21 m s-1) e uma testemunha (T0), que não passou pelo tratamento de desidratação. Foram realizadas análises de pH, Acidez Total Titulável (ATT) em mEq L-1, Sólidos Solúveis Totais (SST) em ºBrix, teor de água em base seca e Concentração de Compostos Fenólicos (CCF) em mg de ácido gálico por 100 g de mosto. O teste de comparação de médias identificou modificações estatisticamente significativas para a adequação do mosto no intuito de vinificação, tendo o tratamento com 22,9 ºC e velocidade de ar de 1,79 m s-1 apresentado o maior incremento na concentração de sólidos solúveis totais, seguido do segundo melhor resultado para a concentração de compostos fenólicos.

This study aimed to verify the influence of partial dehydration of "Niagara Rosada" grape clusters in physicochemical quality of the pre- fermentation must. In Brazil, during the winemaking process it is common to need to adjust the grape must when the physicochemical characteristics of the raw material are insufficient to produce wines in accordance with the Brazilian legislation for classification of beverages, which establishes the minimum alcohol content of 8.6 % for the beverage to be considered wine. Therefore, given that the reduction in the water content of grape berries allows the concentration of chemical compounds present in its composition, especially the concentration of total soluble solids, we proceeded with the treatments that were formed by the combination of two temperatures (T1-37.1ºC and T2-22.9 ºC) two air speeds (S1: 1.79 m s-1 and S2: 3.21 m s-1) and a control (T0) that has not gone through the dehydration treatment. Analysis of pH, Total Titratable Acidity (TTA) were performed in mEq L-1, Total Soluble Solids (TSS) in ºBrix, water content on a dry basis and Concentration of Phenolic Compounds (CPC) in mg of gallic acid per 100g of must. The average comparison test identified statistically significant modifications for the adaptation of must for winemaking purposes, having the treatment with 22.9 ºC and air speed of 1.79 m s-1 shown the largest increase in the concentration of total soluble solids, followed by the second best result for concentration of phenolic compounds.

Em grande parte das granjas de suínos no Brasil, os sistemas para climatização do ambiente funcionam com acionamento manual. Para os períodos matutino e noturno, esta prática não é adequada, uma vez que, nestes períodos, em geral, não há funcionários disponíveis para o acionamento destes sistemas. Por meio deste trabalho, objetivou-se comparar o perfil bioclimático de duas instalações construtivamente diferentes entre si e com o ambiente externo, considerando o período de 18 às 6h, durante a primavera, a fim de verificar que as condições de conforto térmico da noite e da madrugada podem apresentar-se fora do desejado para suínos em crescimento, e que, por esta razão, a climatização deve ser realizada também nestes períodos. Foram analisados a temperatura de bulbo seco, a umidade relativa do ar, o Índice de Temperatura e Umidade e a entalpia nos galpões e no ambiente externo às instalações. Nas condições estudadas, foi possível concluir que o galpão construtivamente adequado estudado mostrou ser menos influenciado pelo ambiente externo, propiciando conforto térmico mais adequado para os suínos em crescimento. Mais estudos devem ser realizados para que se verifique a necessidade de acionamento automático de equipamentos de climatização durante a noite e a madrugada.

In most of Brazilian pig farms, the environmental acclimatization systems run manually. For night and early morning periods, this practice isn't appropriate, because, in general, there are not employees available to run these manual systems. This research aimed to compare the bioclimatic profile of two differently constructed facilities to the external environment, considering the period from 6 p.m. to 6 a.m. during the spring, in order to show that night and early morning temperatures do not coincides with growing pig's thermoneutral zone. For this reason, acclimatization must be also carried out at these periods. It was analyzed the dry bulb temperature, relative air humidity, temperature-humidity index (THI) and enthalpy data of the sheds and external areas. Under the studied conditions, it was possible to conclude that the constructively appropriate shed appeared to be less influenced by the external environment, allowing better thermal control for growing pigs. Further research must be conducted to verify if automatic cooling systems is needed during night and early morning.

A eficiência do uso de energia elétrica no aquecimento de leitões em fase de creche e maternidade pode ser viabilizada sem prejudicar o conforto térmico dos suínos. Neste trabalho, foram comparadas três tecnologias de aquecimento de leitões em fase de creche, quanto ao uso de energia elétrica e ao ambiente térmico. Estudaram-se três tratamentos: resistências elétricas suspensas (TR), piso aquecido (TP) e aquecimento por convecção (TA). Os critérios de comparação foram: consumo de energia elétrica (kWh), demanda máxima de potência (kW), consumo específico (kWh/kg de suíno vivo produzido), a quantidade de energia elétrica consumida (kWh) para o aumento de 1ºC em 1m³ de ar, a temperatura de bulbo seco (ºC) e o Índice de Temperatura e Umidade (ITU). O sistema de aquecimento por piso (TP) foi melhor sob o aspecto de uso de energia elétrica, e o sistema de aquecimento por resistências elétricas suspensas (TR) foi o que melhor atendeu às necessidades térmicas dos animais.

Heating piglets in nursery and farrowing may be improved to save energy, without affecting the animals' welfare. The objective of this research was to compare the electrical energy use and thermal environment promoted by three heating technologies for piglets in nursery. The heating technologies studied were: TR - suspended electrical resistors, TP - heated floor and TA - convection heating. Electrical energy consumption (kWh), maximum power demand requirements (kW), specific consumption (kWh/kg of produced live body weight), efficiency of heating system (ºC/m³ air) and dry-bulb temperature (ºC) and Temperature-humidity Index (THI) were evaluated. The heated floor system was better under the aspect of electrical energy use. The electrical resistance heating system was the best regarding to the animals' thermal comfort needs.

A prensagem mecânica contínua de oleaginosas se destaca por sua rapidez, facilidade de manuseio e baixo custo de instalação e manutenção adequando-se perfeitamente à realidade das pequenas comunidades rurais; quanto à eficiência, a extração por solvente ainda é melhor. Para melhorar o desempenho, pesquisadores observaram a influência de variáveis no rendimento em óleo, como o teor de umidade e temperatura dos grãos e aspectos construtivos da prensa. Quanto ao preparo inicial da matéria-prima, estudos mostram que existe uma faixa ótima de teor de umidade, além de valores de temperatura que possam facilitar ou prejudicar a fluidez do óleo. Avaliou-se, no presente trabalho, a influência da temperatura e do teor de umidade dos grãos de girassol no rendimento em óleo bruto obtido pela extração mecânica. Para a faixa de trabalho escolhida a umidade e a interação umidade x temperatura foram significativos afetando, de forma negativa, o rendimento para um nível de confiança de 95%. O maior rendimento em óleo bruto foi para umidade na faixa de 8 a 8,5% e temperatura entre 47,8 a 60 ºC. O óleo bruto apresentou características semelhantes as do óleo de girassol comercial obtido via extração por solvente.

The continuous screw pressing of oilseeds is noted for its speed, case of handling and for its low cost installation and support, adapting perfectly to small agricultural communities. However, in terms of efficiency, the traditional solvent extraction still has a higher yield. Attempting to improve the screw pressing technique, some researchers had observed that some variables had an influence on oil yield, such as grain moisture content, grain temperature and some construction aspects of the press. In relation to the initial raw material preparation, studies reveal the possibility of finding optimal values of the moisture content and temperature. In this work, the influence of temperature and moisture content on oil yield was evaluated. For the experimental range of values chosen, among the effects studied, the moisture content and the interaction between moisture and temperature were significant, affecting in a negative way the oil yield, to 95% of confidence. The biggest value of oil yield was reached with the moisture content between 8 to 8.5% and the temperatures between 47.8 to 60 ºC. The oil obtained by pressing presented characteristics similar to those of commercial sunflower oil.

Aplicações da vibração mecânica com o intuito de facilitar a fluidização e aumentar as transferências de calor, massa e quantidade de movimento são processos comumente utilizados nas agroindústrias, que atualmente encontram suas aplicações no processamento de partículas difíceis de fluidizar. Equações e dados experimentais encontrados na literatura das características aerodinâmicas de leitos vibrofluidizados são apresentados e discutidos, ressaltando o efeito da vibração no leito.

Application of mechanical vibration to aid fluidization and to improve heat, mass and momentum transfer are usual processes in agricultural industry and it has found nowadays extensive applications in particle processing of materials difficult-to-fluidized. Equations and experimental data found in literature for the aerodynamics characteristics of vibro-fluidized beds are presented and discussed, emphasizing the vibration effect in the bed.

O desenvolvimento de tecnologias de processamento e equipamentos requer a utilização de novos métodos e melhor qualidade do produto processado. Dentro do processo de secagem contínua, a utilização de equipamentos que promovem incremento nos coeficientes de transferência, é a de maior interesse. O uso de energia vibracional tem sido recomendado para materiais dispersos. Assim, uma revisão da literatura sobre a transferência de massa e a secagem em leitos vibrofluidizados foi realizada, envolvendo resultados experimentais e modelagem matemática.

Development of processing technology and equipments requires new methods and better quality of the processed product. In the continuous drying process, utilization of equipments that promotes an increment in the transfer coefficients becomes of the major interest. The use of vibrational energy has been recommended to the dispersed materials. Such method is based on the use of vibrational energy applied to disperse media. Thus, a literature review on the mass transfer and drying in vibro-fluidized beds was carried out, showing experimental results and mathematical modeling.

A inulina é um frutooligossacarídeo encontrado em diversos produtos agrícolas, dentre os quais o alho, a banana, a alcachofra de Jerusalém e a raiz de chicória. A inulina é geralmente utilizada em países desenvolvidos, como substituto do açúcar e/ou gordura devido as suas características que a enquadram como alimento funcional e dietético. A raiz de chicória é utilizada como fonte e matéria-prima para a extração comercial de inulina. Os experimentos constituíram-se na secagem das raízes fatiadas em um secador convectivo com fluxo do ar perpendicular, com base em um planejamento fatorial. Pôde-se determinar a difusividade efetiva (variável dependente) para cada uma das combinações das variáveis independentes (temperatura e velocidade do ar), sendo as curvas desses resultados ajustadas pela solução da Segunda Lei de Fick e pelo modelo de Page. A difusividade efetiva variou de 3,51 x 10-10 m² s-1 até 10,36 x 10-10 m² s-1. Concluiu-se que, para a região de valores estudada, somente a temperatura do ar é estatisticamente significativa. Obteve-se, assim, modelo matemático de primeira ordem, representando o comportamento da difusividade efetiva em função da temperatura do ar. A melhor condição de secagem obtida foi a que utiliza a maior temperatura de ar de secagem.

Inulin is a fructooligosacharide found in diverse agricultural products, amongst them garlic, banana, Jerusalem artichoke and chicory root. Inulin generally is used in developed countries, as a substitute of sugar and/or fat due to its characteristics of fitting as functional and dietary food. Chicory root is usually used as source and raw material for commercial extration of inulin. The experiments consisted on drying sliced chicory roots based on a factorial experimental design in a convective dryer whose alows the air to pass perpendicularly through the tray. Effective diffusivity (dependent variable) has been determined for each experimental combination of independent variables (air temperature and velocity). The data curves have been fitted by the solution of the second Fick law and Page's model. Effective difusivity varied from 3.51 x 10-10 m² s-1 to 1.036 x 10-10 m² s-1. It is concluded that, for the range of studied values, air temperature is the only statistically significant variable. So, a first order mathematical model was obtained, representing effective diffusivity behavior as function of air temperature. The best drying condition was correspondent to the trial using the highest drying air temperature.