Absorção de água por grãos de milho com diferentes níveis de danificação mecânica / Water absorption corn grain at different mechanical damage levels

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar e modelar o processo de absorção de água em grãos de milho submetidos ao processo de embebição com diferentes níveis de danificação mecânica em diferentes temperaturas, além de determinar e modelar seu comportamento mecânico durante o processamento. Buscou-se ainda estudar o comportamento de algumas propriedades físicas em função do teor de água. Foram utilizados grãos de milho da variedade AG 1510, com teor de água inicial de 0,142 (decimal b.s.) obtidos de um produtor rural da cidade de Viçosa (MG). Induziram-se diferentes níveis de danificação mecânica nos grãos, correlacionando-os com a condutividade elétrica. No processo de embebição foi utilizada uma solução de 0,2 % de dióxido de enxofre (SO2) e 0,55 % de ácido lático (C3H6O3) em água destilada, referindo-se ao processamento convencional via úmida dos grãos de milho, nas temperaturas de (40, 50, 60 e 70) C e com o produto com níveis de danificação mecânica analisados indiretamente pela condutividade elétrica de (2,847; 14,077; 22,261; 29,194 e 32,971) μS cm-1 g-1. Para a modelagem do processo de embebição utilizou-se o modelo de Peleg. O coeficiente de difusão efetivo para o processo de hidratação dos grãos de milho foi obtido pelo ajuste do modelo da difusão líquida baseado na segunda lei de Fick aos dados observados e sua relação com a temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius. As massas específicas aparente e unitária, a porosidade, a circularidade, a esfericidade e a expansão volumétrica foram avaliadas para os grãos de milho sem danificação mecânica induzida (testemunha) em função do teor de água. Foram determinadas ainda as propriedades mecânicas: força para uma deformação específica de 0,001 m, módulo proporcional de deformidade, energia necessária para a deformação e o módulo de resiliência avaliando a curva deformação-força para diferentes teores de água e níveis de danificação física. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (a) As alterações estruturais causadas pela danificação mecânica induzida nos grãos de milho alteraram as taxas de absorção de água no produto; (b) O modelo de Peleg se ajustou adequadamente aos dados observados para todas as condições utilizadas; (c) Os valores do coeficiente de difusão efetivo aumentaram com o aumento da temperatura e do nível de danificação, apresentando valores entre (2,403 × 10-10 e 19,220 × 10-10) m2 s-1; (d) A energia de ativação referente à difusão de água nos grãos de milho variou entre (14,533 e 28,366) kJ mol-1, sendo os maiores valores obtidos quanto mais íntegro fisicamente o produto se apresentava; (e) A porosidade aumentou linearmente até atingir um patamar, e seu comportamento foi descrito por um modelo bi- segmentado. As massas específicas aparente e unitária variaram segundo uma relação quadrática, em que os valores diminuíram até atingir um valor mínimo, quando voltaram a aumentar. A circularidade e a esfericidade dos grãos de milho não variaram com o teor de água; (f) O modelo de Rahman foi o que melhor representou os dados da expansão volumétrica unitária. Nenhum dos modelos tradicionalmente usados para predizer a variação volumétrica de produtos agrícolas se ajustou satisfatoriamente aos dados observados da expansão volumétrica aparente dos grãos de milho, sendo proposto um novo modelo; (g) As propriedades mecânicas estudadas diminuíram significativamente com o aumento do teor de água. Os valores encontrados para a força, o módulo proporcional de deformidade, a energia e o módulo de resiliência variaram respectivamente entre (144,60 e 446,1) N; (532,76 e 165,9) MPa; (279,32 e 36,24) mJ e entre (1,4687 e 0,1923) mJ mm- 3, para uma faixa de teor de água entre (0,2585 e 0,5878) (decimal b.s.) e níveis de danificação mecânica obtidos indiretamente pela condutividade elétrica variando de (2,8466 a 32,971) μS cm-1 g-1; e (h) O modelo sigmoidal, descrito pela série de Taylor, descreveu satisfatoriamente os dados da relação deformação-força exibida pelos grãos de milho para teores de água inferiores a 0,57 (decimal b.s.).

ASSUNTO(S)

mechanical properties maceração engenharia agricola physical properties propriedades físicas propriedades mecânicas maceration

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