63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 5. Química Industrial

ESTUDO REOLÓGICO COMPARATIVO ENTRE POLPA DE CUPUAÇU E POLPA DE BUTIÁ

Anderson José Lopes Catão 2 Daniel de Faria Moreira 2 Marcelo Augusto Alencar Lima 2 Orlene Silva da Costa 1

1. Profa. Dra./Orientadora – Dept.de Química, UEG-UnUCET, Anápolis/GO 2. Dept.de Química, UEG-UnUCET, Anápolis/GO

INTRODUÇÃO:

O cupuaçu e o butiá são frutas com largo poder industrial sendo originárias da região amazônica e região sul do Brasil, podendo ser consumidas ao natural ou mesmo na forma de sucos, sorvetes, geleias, doces ou óleo comestível. A exploração sustentável de frutas nativas no Brasil é de grande importância para comunidades carentes pois gera trabalho, promove cidadania, e na forma de cooperativas se agrega mais credibilidade e e valor ao produto. Estudos reológicos são importantes em processos industriais envolvendo produtos alimentícios, sendo reologia a ciência dos processos e fenômenos associados ao escoamento da matéria. Tanto aspectos de geometria e organização estrutural, quanto aspectos referentes à composição e qualidade de produtos alimentícios, são indispensáveis no projeto de trocadores de calor, agitadores, filtradores, bombas, sistemas de tubulação, dentre outros equipamentos utilizados em diversas fases de linhas de produção. O objetivo deste trabalho foi comparar dois estudos reológicos sobre polpa de frutas, o cupuaçu e o butiá. Foi analisada assim, a influência da temperatura nas características reológicas das mesmas e o efeito da taxa de deformação, levando-se em consideração as condições climáticas das áreas nativas das frutas em questão.

METODOLOGIA:

Comparou-se os dados experimentais de ensaios reológicos em polpas de frutas, com variações de temperatura, a partir de dois artigos publicados pelos autores Rigo, Bezerra e Córdova (2010) e Ferreira, Guimarães e Maia (2008). Os títulos dos seguintes artigos são respectivamente: “Estudo dos efeitos da temperatura nas propriedades reológicas da polpa de butiá (Butia eriospatha)”; e “Efeitos da temperatura e taxas de cisalhamento nas propriedades de escoamento da polpa de cupuaçu (T. Grandiflorum Schum) integral” O tempo decorrido de cada ensaio foi de 4 minutos para ambos os estudos e todos feitos em triplicata, às temperaturas analisadas foram 10º, 20º, 30º 40º, 50º e 60ºC, a taxa de deformação máxima analisada foi próxima de 300 s-1. Ambos os artigos utilizaram os modelos matemáticos de Herschel-Bulkley e de Ostwald-de-Waelle para os ajustes das curvas de taxa de deformação versus tensão de cisalhamento, utilizando o software Origin, porém o artigo dos autores Rigo, Bezerra e Córdova utilizou também o modelo de Casson. Os resultados obtidos foram expressos com seu quiquadrado (X2), sendo que nos dois artigos a relação entre o efeito da temperatura na viscosidade foi realizada através do modelo de Arrhenius.

RESULTADOS:

As polpas de cupuaçu e butiá foram submetidas a estudos reológicos para caracterização de suas propriedades físico-química, as quais são muito importantes no processamento das polpas. Com a utilização do modelo matemático de Herschel-Bulkley e do modelo matemático de Ostwald-de-Waelle, foram obtidos os valores das tensões de cisalhamento (τ), índice de consistência (K), índice de comportamento adimensional (n) e o quiquadrado (X2) para as polpas de butiá e cupuaçu onde os resultados obtidos no artigo Rigo, Bezerra e Córdova (2010) e no artigo Ferreira, Guimarães e Maia (2008) foram comparados. O índice de comportamento adimensional tanto para polpa de butiá quanto para a polpa de cupuaçu nos dois modelos matemáticos propostos foram abaixo de 1, o que significa que os dois tipos de polpas possuem comportamentos não-newtonianos mostrando também que a medida que varia a temperatura a viscosidade aparente diminui e esta diminui também a medida que varia a taxa de deformação, com estas características as polpas de butiá e cupuaçu possuem comportamento pseudoplástico. Nos resultados encontrados a polpa de butiá possui maior viscosidade em relação a de cupuaçu e o butiá possui uma sensibilidade muito maior com a variação de temperatura em relação ao cupuaçu.

CONCLUSÃO:

O estudo reológico é necessário para o dimensionamento de um processo produtivo (bombas, tubulações, dentre outros), visto que, como no caso das polpas de butiá e cupuaçu que apresentam características bem diversificadas, um processo produtivo deve ser dimensionado às características de cada fruta utilizada como matéria prima. Tanto a polpa de butiá quanto a de cupuaçu tiveram sua viscosidade reduzida com o aumento de temperatura apresentando assim um comportamento não-newtoniano com características pseudoplásticas (índice de comportamento menor que 1). Quanto à viscosidade, a polpa de butiá apresenta maior viscosidade do que a polpa de cupuaçu a uma mesma temperatura chegando a quase o dobro do valor de viscosidade da mesma. Com a variação da temperatura percebeu-se uma maior sensibilidade na alteração da viscosidade da polpa de butiá, ou seja, em uma mesma variação de temperatura a polpa de butiá varia mais a sua viscosidade do que a polpa de cupuaçu. O espaço brasileiro para esse tipo de exploração (potencial natural) é vasto e ainda pouco explorado por nós brasileiros. Não só as polpas das frutas como o cupuaçu e o butiá são aproveitáveis, as sementes que sobram da despolpagem têm altos teores de óleos, que podem ser extraídos sem muitas dificuldades.

Palavras-chave: Reologia, Cupuaçu, Butiá.