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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Concentrao do suco de uva utilizando processos com membranas
Ttulo [EN]: Concentration of grape juice by membrane process
Autor(es): Plnio Ribeiro Fajardo Campos
Palavras-chave [PT]:

Uva. Processamento. Concentrao. Enzima. Microfiltrao. Polpa integral. Reologia. Suco de uva. Clarificao. Ultrafltrao. Osmose inversa. Processo de separao com membranas. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Grape juice. Enzyme. Microfiltration. Ultrafiltration. Reverse osmosis. Brazil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Doutor em Engenharia Qumica
Banca:
Nehemias Curvelo Pereira [Orientador] - UEM
Sueli Teresa Davantel de Barros - UEM
Aparecido Nivaldo Mdenes - UEM
Eliane Rodrigues dos Santos Gomes - UTFPR
Srgio Henrique Bernardo de Faria - UEM
Anglica Marquetotti Salcedo Vieira - UEM
Miriam Carla Bonicontro Ambrosio Ugri - UEM
Resumo:
Resumo: Neste trabalho foi verificada uma combinao de osmose inversa e micro/ultrafiltrao para obteno de suco de uva concentrado com as mesmas caractersticas como as encontradas no suco de uva "in natura". Como matria-prima para todos foi usada a uva da variedade Isabella, que uma das mais importantes variedades de Vitis labrusca, originria do Sul dos Estados Unidos. A uva foi lavada e, em seguida passou por processo de esmagamento para obteno da polpa de uva, que aps foi embalada e armazenada em freezer para tratamento posterior. Um processo de centrifugao, seguido de tratamento enzimtico para a reduo dos nveis de slidos em suspenso e de pectina foram realizados sobre as polpas de uva. Ao utilizar o processo de micro/ultrafiltrao, que foi operado a dois valores de temperaturas de 30 e 40 C, trs valores de presso de 1, 2 e 3 bar, e as membranas com poros de 0,05, 0,1 e 0,2 mm, um conjunto de amostras de suco clarificado de uva foi obtida. Depois de um processo de osmose inversa com base em uma membrana espiral de pelcula composta e operado a uma presso de 40 bar, e valores de temperatura de 30 e 40 C foi aplicado em todas as amostras do suco clarificado de uva. Analisando o conjunto de valores dos parmetros fsico-qumicos, uma reduo essencialmente sobre os valores de cor e turbidez foi observada nas amostras ultra-filtradas de suco de uva. Quando o processo de micro/ultrafiltrao foi operado a um valor de presso de 1 bar e um valor de temperatura de 40 C, observou-se que a membrana de 0,05 m m tornou-se um divisor de fluxo de suco de uva de acordo com a anlise do fluxo permeado mdio que era estvel durante o processo de filtrao. Sob esta condio experimental de filtrao, os valores das amostras de suco uva permeado pode ser considerada elevada em comparao com os relatados na literatura, obtendo um valor de fluxo de 136,38 kg/m2.h para a melhor condio experimental. A partir do ajuste dos dados experimentais, por um modelo matemtico, obteve-se um valor de 124.51 kg/m2.h para o fluxo permeado da amostra de suco de uva. Atravs da aplicao do processo de osmose inversa, mantendo a temperatura fixada em 30 C, os valores mdios de fluxo de suco de uva contendo gua permeada eram de 19,70, 26,4 e 33,11 kg/m2.h para valores de presso de 20, 30 e 40 bar, respectivamente. Aps a estabilizao do fluxo mdio do suco de uva sob uma presso de 40bar, os valores mdios de fluxo do suco de uva foram de 8,35 e 4,65 kg/m2.h para as temperaturas de 30 e 40C, respectivamente. Pode-se notar que o aumento da temperatura acentuou o fenmeno de fouling. Realizando uma comparao entre os parmetros de ajuste e os experimentais, o valor mais elevado de fluxo crtico no suco de uva foi atingido quando o processo de ultrafiltrao foi operado a uma temperatura de 40 C e uma presso de 1 bar e usando uma membrana com dimetro de poro de 0,05 mm. Tal fluxo crtico de suco de uva equivalente ao fluxo mdio experimentalmente encontrado, sugerindo uma boa relao com os dados experimentais. O processo de clarificao por micro/ultrafiltrao do suco de uva tratado enzimaticamente, foi eficiente para remover as partculas em suspenso e reduzir a turbidez, resultando em um suco de uva com maior transparncia e isento de polpa de uva. Portanto, o processo de osmose inversa pode ser potencialmente considerado como uma boa alternativa para a concentrao de suco de uva.

Abstract: In this work a combination of both reverse osmosis and ultra filtration processes to obtainment a concentrated grape juice with the same characteristics as found in nature grape juice was investigated. As raw material for all tests Isabella grape that is one of the most important varieties of Vitis labrusca originated from the South of the United States was used. By a previous crushing process the grape pulps were obtained, and then washed, packaged and stored in freeser storage for a posterior treatment. A centrifugation process followed by an enzymatic treatment for reducing the levels of suspended solids and pectin were performed on the grape pulps. By using a micro/ultra tangential filtration system, which was operated at two temperatures values of 30 and 40 oC, three pressure values of 1, 2 and 3 bar, and membranes with pore sizes of 0.05, 0.1 and 0.2 μm, a set of clarified grape juice samples was obtained. Afterwards a reverse osmosis process (ROP) based on a spiral membrane of composed film and operated at a pressure of 40 bar, a temperature value of 30 and 40 oC was applied on all clarified grape juice samples. Analyzing the set of physico-chemical parameter values, a reduction mainly on the values of turbidity and color was observed on the ultra-filtrated grape juice samples. When the micro/ultra-filtration system was operated at a pressure value of 1 bar and a temperature value of 40 oC, it was observed that the membrane of 0.05 mm has become a divisor of grape juice flow according to the analysis of the mean permeated flow that was stable during the filtration process. Under this filtration experimental condition, the values of permeated grape juice sample flows can be considered high as compared with those reported in the literature, achieving a flow value of 136.38 kg m-2h-1 for better experimental condition. From the fitting of experimental data, a value of 124.51 kg m-2h-1 for the permeated grape juice sample flow was attained. By applying the ROP (reverse osmosis process) keeping fixed the temperature at 30 oC, the mean flow values of permeated grape juice containing water were of 19.70, 26.4 and 33.11 kg m-2h-1 for pressure values of 20, 30 and 40 bar, respectively. After the stabilization of the mean grape juice flow under a pressure of 40 bar, mean grape juice flow values of 8.35 and 4.65 kg m-2h-1 for temperatures of 30 and 40 oC, respectively. It can be noticed that an increasing of temperature has accentuated the fouling phenomenon. Performing a comparison between fitting and experimental parameters, the highest value of critical grape juice flow was attained when the ultra filtration system was operated at a temperature of 40 oC and a pressure of 1 bar and using a membrane with pore size of 0.05 μm. Such critical grape juice flow is equivalent to the mean one experimentally found, suggesting a good agreement with the experimental data. The micro/ultra filtration based clarification process of grape juices that were enzymatically treated was efficient to remove the suspended particulates and reduce the turbidity, resulting in a grape juice with higher transparence and the absence of grape pulps. Therefore, the reverse osmosis process could be potentially considered as a good alternative on the grape juice concentration.
Data da defesa: 27/02/2012
Cdigo: vtls000209995
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2012
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Nehemias Curvelo Pereira
Co-Orientador: Prof. Dr. Sueli Teresa Davantel de Barros
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Tese (doutorado em Engenharia Qumica)/
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: saletep
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: TESE-VERSAO-FINAL PLINIO.pdf
Tamanho: 4489 Kb (4596292 bytes)
Criado: 04-04-2014 13:20
Atualizado: 07-04-2014 11:07
Visitas: 877
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