O documento discute os principais métodos e vantagens da conservação de alimentos pelo controle da umidade, incluindo a secagem e desidratação. São descritos processos como secagem natural, secagem controlada e liofilização, além de fatores que influenciam a desidratação de alimentos e equipamentos comuns como secadores por convecção, condução e atomização.

1. 1
CONSERVAÇÃO DE
ALIMENTOS PELO
CONTROLE DA UMIDADE

2. Vantagens
Redução de espaços de armazenamento, peso
e volume de produtos;
Maior facilidade na manipulação,
armazenamento, transporte;
Redução de custos de embalagem e
armazenamento;
Maior estabilidade do alimento pela redução
de água, inibindo as reações microbiológicas e
retardando as enzimáticas.
Processo no qual a água é removida rápida ou
lentamente, envolvendo duas operações
fundamentais na indústria de alimentos:
transferência de calor e de massa.

3. SECAGEMSECAGEM:: ENGLOBA OS PROCESSOS SEM CONTROLE DAS CONDIÇÕES
AMBIENTAIS
DESIDRATAÇÃODESIDRATAÇÃO: ENGLOBA AS OPERAÇÕES NAS QUAIS AS CONDIÇÕES DO
PROCESSO SÃO CONTROLADAS (OS EQUIPAMENTOS EMPREGADOS NA
DESIDRATAÇÃO SÃO DENOMINADOS SECADORES).
DESVANTAGENS DA SECAGEM NATURAL
 CONDIÇÕES AMBIENTAIS NÃO CONTROLADAS (UMIDADE, SOL, CHUVA,
VENTO);
 NECESSITA DE ÁREAS EXTENSAS;
 CONTROLE DEFICIENTE DAS CONDIÇÕES SANITÁRIAS (PREDADDORES,
POEIRA, INSETOS);
 POSSIVEL FERMENTAÇÃO ( EM FRUTAS ) COM PERDA DE AÇUCARES;
 MÃO DE OBRA NUMEROSA (CUSTO);
 DESUNIFORMIDADE DO PRODUTO;
 DIFICULDADE DE CONTROLE NA ENTRADA DE MATÉRIA PRIMA E
FORNECIMENTO DO PRODUTO PROCESSADO.

4. CONCEITOS E FUNDAMENTOS DO
PROCESSO
Misturas ar-água estão envolvidas na maioria das
operações de secagem.
Princípio geral do processo de secagem: o ar conduz calor
até o alimento que vai ser desidratado, causando
evaporação da água e carrega a umidade deste vapor
liberado do alimento.
A eficiência do processo de secagem depende de:
•Das propriedades do alimento
•Das propriedades do ar de secagem
•Umidade relativa
•Velocidade do ar
•Temperatura

5. Temperatura de bulbo seco: temperatura da mistura ar-
água medida pela imersão de um termômetro na mistura,
sem qualquer alteração do termômetro.
Temperatura de bulbo úmido: é a temperatura na qual a
água por evaporação no ar úmido a uma dada temperatura
de bulbo seco, pode levar o ar à saturação adiabaticamente
quando a pressão é constante.
Ponto de orvalho de uma mistura ar-água: é a temperatura
na qual a mistura torna-se saturada quando resfriada a
pressão constante. Se a mistura é resfriada abaixo do ponto
de orvalho, a mistura condensará água.
Umidade relativa: é a a razão entre a pressão parcial de
vapor da água no sistema e a pressão de vapor saturado na
mesma temperatura

6. Diagrama Psicrométrico
5 t(C) 10 15 20 25 30 35 40 45 50
W(kg/k
0.01
0.02
0.03100 rh(%) 75 50
h(kJ/kg) 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0.8 v(m^3/kg) 0.85 0.9
C:DOCUME~1ADMINI~1MEUSDO~1AULASG~1LAN266~1PROGRA~1Defaul
Pressure 101.3 kPa

7. 7
Rápida desidratação: a altas temperaturas, a
superfície do alimento torna-se seca e rígida antes
que o centro do alimento esteja desidratado. Ao final
do processo, quando o alimento se desidrata e
encolhe, a água é retirada das camadas mais rígidas,
ficando espaços, poros de ar no interior e mais leve.
Produtos menos densos: absorvem água e se
reconstituem mais rapidamente, é mais atrativo e
mais parecido com produto original, tendo um maior
volume, entretanto, têm maiores custos de
embalagem, transporte e menor estabilidade devido à
bolsas de ar que causam oxidação.
FATORES RELACIONADOS AOS ALIMENTOS QUE
INFLUENCIAM O PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO

8. 8
ÁGUA NOS ALIMENTOS
AA = p1 / p0 ; UR % = ( p1 / p0 ) x 100, portanto aa x
100 = UR %
p1 = pressão de vapor da água de um sistema à temperatura
" T '"
p0 = pressão de vapor da água pura e livre à mesma
temperatura " T "

9. 9
ISOTERMA DE ADSORÇÃO
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
AA
100
80
60
40
20
0
Umidadeasoluta(gH2O/100g)
Expressa as relações entre a atividade de água de um alimento
e o conteúdo de água desse alimento

10. 10
Soluções Salinas
SOLUÇÃO SATURADA UR a 23 o
C
Cloreto de Lítio 12,0
Acetato de Potássio 22,7
Cloreto de Magnésio 33,2
Nitrito de Potássio 48,1
Nitrito de Sódio 64,3
Cloreto de Sódio 75,8
Cloreto de Potássio 85,0
Cloreto de Bário 90,0

11. 11
PERDE PERDE EM QUILÍBRIO GANHA GANHA
UMIDADE UMIDADE UMIDADE UMIDADE
NaBr CuCl2 NaCl KCl KNO3
0,57 0,67 0,75 0,84 0,93

12. oxidação de lipídios escurecimento não
enzimático
atividade
enzimática
crescimento de
bolores
crescimento de
leveduras
crescimento de
bactérias
Velocidade
relativa
Atividade de água
0,2 0,4 0,6 0,8 1,00,0

13. 13
 convecção - aporte de calor e remoção de umidade por um
gás (o ar quente predomina)
 condução - calor aportado por contato direto ( usado em
processos à pressão normal e a vácuo)
 radiação - usado em alguns equipamentos a vácuo
 combinação de processos
Velocidade de secagem = quantidade de umidade removida do
material a secar na unidade de tempo, por unidade de superfície,
ou unidade de peso : (kg água / m2
.h)
Processos de remoção de umidade

14. 14
VELOCIDADE DE SECAGEM
PARTES DE ÁGUA POR PARTES DE MATÉRIA SECA
0 1 2 3 4 5
Kg ÁGUA / m2.h
1
2
3
PRIMEIRO
PERÍODO
TEMPERA-
TURA
SEGUNDO PERÍODO
VELOCIDADE
DE SECAGEM
TEMPERATURA
DO MATERIAL
TERCEIRO
PERÍODO
UMIDADE DE
EQUILÍBRIO
AR QUENTE

15. 15
TRANSCURSO DA SECAGEM
AR QUENTE
VAPOR
1o período: (a energia é
utilizada no calor de
vaporização da água)
2o período: a água
está no interior do
material
3o período: umidade
de equilíbrio (pvap.ar=
pvap.mat.)

16. 16
 relação superfície exposta por unidade de peso;
 porosidade do material a secar;
 condutibilidade térmica do material;
 velocidade e turbulência do ar;
 gradiente de pressão de vapor entre o material e o ar.
A grandeza da velocidade de secagem depende de
fatores como:

17. SELEÇÃO DE EQUIPAMENTOS
Secadores por convecção de ar
Fornos Produtos em pedaços
Bandejas Pedaços, purês e líquidos
Túnel Produtos em pedaços
Leito fluidizado Pedaços muito pequenos, grânulos
Atomização Líquidos, purês
Secadores de tambor ou rolos - Condução
Atmosféricos Purês, líquidos
Vácuo Purês, líquidos
Secadores a vácuo
Bandejas Pedaços, purês e líquidos
liofilizadores Pedaços e líquidos

18. Secadores por condução: contato direto dos
alimentos com uma superfície aquecida
Secadores por convecção de ar (adiabáticos):
o ar quente entra em contato direto com o
alimento fornecendo uma importante fonte de
calor para a evaporação. Deve
obrigatoriamente envolver a circulação de ar
forçado e uma fonte de aquecimento do ar.
Características dos Principais Secadores

19. 19
SECADORES POR CONDUÇÃO
TIPOS GERAIS DE SECADORES MECÂNICOS
A - ESTUFAS SECADORAS
Pode se utilizar o vácuo que permite secar a baixa temperatura
B - TAMBORES SECADORES (aberto ou com vácuo)

20. 20
SECADORES ADIABÁTICOS
A - TUNEIS DE SECAGEM DE CORRENTE PARALELA
B - TUNEIS DE SECAGEM DE CONTRA CORRENTE
C - TUNEL DE SECAGEM DE CORRENTE CONJUGADA

21. 21
TUNEL DE SECAGEM - CORRENTE PARALELA
TROCADOR DE CALOR GABINETE ISOLADO
PISO
AR AMBIENTE
UMIDADE
RELATIVA %
100
80
60
40
20
A MEDIDA QUE O MATERIAL AVANÇA NO TUNEL, O GRADIENTE
DE UMIDADE RELATIVA ENTRE O MESMO E O AR , DIMINUI
UR % NO AR
UR % NO MATERIAL
Inicial

22. 22
PISO
TUNEL DE SECAGEM - CONTRA CORRENTE
GABINETE ISOLADO TROCADOR DE CALOR
AR AMBIENTE
100
80
60
40
20
0
UMIDADE
RELATIVA % UR % NO AR
UR % NO
MATERIAL
A DIREÇÃO DOS FLUXOS DO MATERIAL E DO AR QUENTE PERMITE QUE HAJA
UM GRADIENTE DE PRESSÃO MAIS OU MENOS CONSTANTE ENTRE AMBOS
Inicial

23. 23
TUNEL DE SECAGEM - CORRENTE CONJUGADA
PISO
GABINETE ISOLADO TROCADOR DE CALOR
AR AMBIENTEAR AMBIENTE
100
80
60
40
20
0
UMIDADE
RELATIVA %
UR % NO AR
UR % NO
MATERIAL

24. 24
D- SECADORES DE LEITO FLUIDIZADO
Para produtos particulados.
E- CILINDRO SECADOR
F- SECADORES POR ASPERSÃO ( SPRAY DRYER)

25. 25
CORTE LONGITUDINAL
VENTILADOR CENTRÍFUGO
CALHA TREPIDANTE DE
FUNDO PERFURADO
CARGA
SECADORES DE LEITO FLUIDIZADO
Inicial

26. 26
CILINDRO SECADOR
BASE DE ALVENARIA OU, ARMAÇÃO METÁLICA
PALETA
LONGITUDINAL
RODETES DE APOIO
E MOTORES
AR AMBIENTE
TROCADOR DE
CALOR
CARGA
TRANSPORTADOR
Inicial

27. 27
EXAUSTÃO
AR FRIO
TROCADOR DE CALOR
SECADOR POR ASPERSÃO ( “SPRAY DRIER” )
AR COMPRIMIDO MATERIAL
CICLONE
COLETA DE “FINOS”

28. 28
Liofilização
É um processo de remoção de umidade que combina congelamento,
sublimação de gelo e, secagem a vácuo
Apresenta varias vantagens sobre outros processos mais tradicionais:
 conservabilidade muito boa;
 mantem melhor as estruturas e formas dos alimentos processados;
 preserva melhor a cor, o aroma, o sabor e, os nutriente
 o produto processado apresenta reidratação muito satisfatória
Como desvantagem apresenta o custo elevado, só se aplicando a
produtos de alto valor comercial

29. 29
É o ponto no diagrama de vapor onde coexistem água gelo e vapor de água.
Esse ponto localiza - se tecnicamente à 0 o
c.
Ponto tríplice
C
Sol. LIQ. VAP.
T
Pressão
Temperatura

30. 30
LIOFILIZAÇÃO - ESQUEMA DE EQUIPAMENTO
BOMBA DE VÁCUO
CONDENSADOR
SERPENTINAS DE CONGELAMENTO
E / OU AQUECIMENTO , INCLUSIVE
PODENDO SER RADIADOR INFRA
VERMEHO
BANDEJA
BOMBA LIGADA
GELO
AQUECIMENTO PARA FORNECER
CALOR DE FUSÃO E VAPORIZAÇÃO
DA ÁGUA QUE SUBLIMA
AQUECIMENTO PARA FORNECER
CALOR PARA SECAGEM SOB VÁCUO
DESLIGAR A BOMBA
E, DESCARREGAR

31. LIOFILIZAÇÃO - TRANSCURSO DA TEMPERATURA
ELIMINAÇÃO DA ÁGUA LÍQUIDA E SÓLIDA
40
20
0
-20
-40
0
20
40
60
80
GELO
ÁGUA
RESFRIAMENTO E
CONGELAMENTO
SECAGEM PRIMÁRIA
( SUBLIMAÇÃO )
SECAGEM FINAL
( SOB VÁCUO )
ESTADO DA ÁGUA NO MATERIAL ( APROXINADO, EM UM FILÉ DE PESCADO )

32. 32
Material câmara condensador bomba de
congelado de vácuo
-10 a -20 o
c -10 a – 15o
c ~ -50o
c
1,0 a 3,0 mmhg 0,1 a 1,o mmhg 0,01 a 0,1 mmhg
Média dos valores de temperaturas e pressões no processo
de liofilização