Teses e Dissertações
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Item Análise da resistência à desidratação dos tecidos do pericarpo e do endosperma do fruto de café arábica(Universidade Federal de Lavras, 2017-08-25) Dias, Camila de Almeida; Andrade, Ednilton Tavares de; Borém, Flávio MeiraO presente trabalho foi realizado no Laboratório de Processamento de Produtos Agrícolas do Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras. Os frutos de café foram colhidos, em propriedade comercial, localizada no munícipio de Ingaí – MG, Brasil. Foram colhidos frutos de café (Coffea arábica L.) da cultivar Catuaí vermelho, selecionando apenas frutos maduros. Objetivouse neste trabalho avaliar a cinética de secagem dos frutos do café, bem como de suas partes separadamente (exocarpo + parte do mesocarpo; mesocarpo; endocarpo e endosperma), determinar as isotermas de sorção e elaborar um modelo de secagem para as partes constituintes dos frutos de café. Os frutos de café colhidos e selecionados possuíam um teor de água inicial médio de 68%. As partes dos frutos do café (exocarpo + parte do mesocarpo; endocarpo e endosperma) foram separadas manualmente e, para extração do mesocarpo, foi utilizada uma máquina centrífuga; já para a obtenção da porção de café descascado, foi utilizado um conjunto de equipamentos que realiza o trabalho de descascar, separar a polpa e os frutos verdes. O café foi submetido à secagem, em um sistema composto de condicionamento de ar acoplado a um secador de camada fixa (SCAL), com fluxo de ar de 20m³.min¹. m-² , temperatura do ar de 40°C e umidades relativas de 10%; 17,5%; 25% e 32,5%. Para o ajuste dos modelos matemáticos, foram realizadas análises de regressão não linear pelo método Gauss-Newton, utilizando-se o software STATISTICA 7.0® (Statsoft, Tulsa, USA). A escolha do melhor modelo foi uma função dos parâmetros estatísticos: desvio padrão da estimativa (SE), erro médio relativo (P) e coeficiente de determinação (R²). Para o teor de água de equilíbrio, os melhores ajustes aos dados experimentais foram obtidos pelos modelos de Sigma Copace, Sabbab, Gab modificado e Henderson modificado para o café natural; para cereja descascado e endosperma; para exocarpo + parte do mesocarpo, mesocarpo e endosperma; e endocarpo, respectivamente. O modelo de Midilli foi o que teve melhor ajuste para o café natural; descascado; exocarpo + parte do mesocarpo; mesocarpo; endocarpo, nas UR de 17,5; 25; 32,5%; e endosperma nas UR de 10; 17,5 e 32,5%. Para o endocarpo na UR de 10%, o melhor modelo foi o da Aproximação da difusão e, para o endosperma na UR de 25%, o melhor ajuste foi apresentado pelo modelo de Page. A resistência quanto à saída de água, independente do processamento ou da parte do fruto do café, é maior quando o café é secado com a menor umidade relativa. O café natural foi o tratamento que apresentou maior resistência, enquanto a menor resistência foi apresentada pelo exocarpo + parte do mesocarpo.Item Recuperação de aromas do café solúvel pelo processo de pervaporação(Universidade Federal do Paraná, 2015-03-16) Weschenfelder, Thiago Andre; Scheer, Agnes de PaulaDurante o processo de obtenção do café solúvel ocorrem transformações e perdas aromáticas, que modificam quantitativamente e qualitativamente a fração de compostos voláteis. A pervaporação é um processo de separação por membranas que já vem sendo relatado na literatura para a recuperação de aromas de frutas e sucos de frutas, sendo uma alternativa tecnológica para a indústria de café solúvel devido a não necessidade de adição de compostos químicos e operação em temperaturas amenas. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um processo de pervaporação para recuperação de aromas provenientes de uma solução industrial do café solúvel. Para esta finalidade foi desenvolvida uma unidade experimental do processo de pervaporação para a recuperação de aromas e um estudo sistemático do processo foi realizado. Para esta finalidade, foi utilizada uma membrana polimérica de PDMS densa. Foi utilizado um extrato aquoso da linha industrial de café solúvel, do qual foram escolhidos oito compostos com as maiores concentrações e com características positivas e negativas quanto ao odor para serem avaliados. Foram investigadas a influência da vazão, da temperatura e da pressão de permeado em regime permanente, e o comportamento do processo regime transiente. Um modelo fenomenológico em regime transiente foi desenvolvido baseado no modelo de sorção-difusão e ajustado aos dados experimentais com estimação das permeâncias dos compostos. Os resultados em regime permanente indicaram que nas vazões estudadas não houve efeito da camada limite de alimentação. Além disso, o fluxo de permeado aumentou com a temperatura e foram obtidos maiores fatores de enriquecimento em temperaturas intermediárias. Valores de permeância foram estimados por um ajuste não linear da equação de Arrhenius aos dados experimentais com resultados satisfatórios. Para o efeito da pressão, os compostos obtiveram maior seletividade em pressões intermediárias, com destaque para a 2,3-butanodiona e 2,5- dimetil pirazina. Com base neste fato, a melhor condição de operação da unidade para a recuperação dos aromas do café solúvel em regime permanente foi de 20°C, 1800 Pa e 1,5 L/min. Os resultados em regime transiente mostraram que as frações molares aumentam com a temperatura caracterizando uma seletividade governada pela difusão. Os compostos 2,3-butanodiona, furfural e 2,5-dimetil pirazina apresentaram a maior concentração na temperatura intermediária (303 K), possivelmente devido ao efeito de degradação. Para o efeito da pressão, a maior concentração dos compostos de aromas ocorreu na pressão de 1800 Pa. O modelo desenvolvido ajustou-se bem aos dados experimentais em regime transiente e apresentou uma estimativa do comportamento das frações molares da alimentação e retentado do processo de pervaporação ao longo do tempo.Item Saldo de radiação da copa de laranjeira num pomar e de renques de cafeeiros: medidas e estimativas(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, 2005) Pilau, Felipe Gustavo; Angelocci, Luiz RobertoA energia radiante absorvida pelas plantas é a principal determinante da taxa fotossintética, condicionando o crescimento e desenvolvimento vegetal, produção e qualidade dos produtos, sendo ainda uma variável fundamental na determinação da transpiração, possibilitando estabelecer relações entre essa variável e a evapotranspiração de referência, podendo-se determinar o coeficiente basal de culturas que orientarão nos processos de irrigação. Em vista da sua importância e do reduzido número de estudos de medida e estimativa do saldo de radiação da folhagem de arbóreas, objetivou-se realizar medidas do saldo de radiação de uma laranjeira (Rnl), cv. Pêra do Rio, com um sistema móvel de integração espaço-temporal para árvores “isoladas”, instalando-se oito saldo-radiômetros na armação circular vertical em torno da copa, que através do movimento de três rotações por minuto, criava uma esfera “sensora” de medida ao redor da planta, e de trechos de renques de um cafezal (Rnc) formado, variedade Mundo Novo Apuatã, e de cafezal em formação, variedade Obatã IAC 1669-20, utilizando-se um sistema móvel de integração espaço-temporal para cultivos em renques, no qual oito saldo-radiômetros, fixados em uma armação circular vertical em torno da folhagem, movimentavam-se ao longo de 4,7 m de renque, criando um cilindro “nocional” de medida. O estudo no laranjal ocorreu entre outubro/04 e junho/05, e nos cafezais entre março/04 e maio/05, com ocorrência de diferentes áreas foliares. Os dois sistemas apresentaram-se eficientes para a medida do saldo de radiação. Essas medidas foram correlacionadas à irradiância solar global (Rg) e ao saldo de radiação de gramado (Rng), medidos em estações meteorológicas automáticas. Obtiveram-se melhores ajustes das análises de regressão entre os valores de Rnl e Rg, nas escala de 15 min e horária, verificando-se ainda bom ajuste entre essas variáveis na escala diária para as diferentes áreas foliares (AF). Também na escala diária, bom ajuste foi obtido entre Rnl por área unitária de projeção da copa no solo (Rng/AP) e Rng. Bons ajustes foram também obtidos entre o saldo de radiação dos cafeeiros em formação (Rnc) com Rg e Rng, nas escalas de 15 min e horária, e também para cafeeiros formados, inclusive na escala diária. Porém, não se verificou um ajuste único de Rnc/AF com Rg ou Rng para as diferentes áreas foliares dos cafeeiros em formação, na escala diária. O uso da lei de Beer para estimativa de Rnl e Rnc no período de 6-18h levou a valores subestimados em 17% para a laranjeira e em 8% para os cafeeiros em formação, comparados aos valores medidos, devendo-se atentar, portanto, para as limitações do uso da lei. Foram propostos modelos físico- matemáticos para estimativa de Rnl e Rnc, que apresentaram boa concordância com os valores medidos em ambas as espécies, para diferentes áreas foliares, na escala de 15 min. Ao correlacionar-se os valores de saldo de radiação medidos e estimados pelos modelos na escala diária, para todos os valores de área foliar, obteve-se superestimativas de 6% para a laranjeira e de 5% para o renque de cafeeiros formados, indicando o bom desempenho dos modelos.Item Cinética de secagem e qualidade do café para diferentes temperaturas e fluxos de ar(Universidade Federal de Lavras, 2013-09-06) Alves, Guilherme Euripedes; Borém, Flávio MeiraApesar de ser líder no mercado mundial e se apresentar tecnologicamente preparado para oferecer altas produtividades e elevadas velocidades de colheita, o Brasil necessita de uma nova tecnologia ou metodologia de secagem, que permita reduzir o tempo de secagem sem alterar a qualidade da bebida. Diante disso, este trabalho foi realizado com o objetivo geral de avaliar os efeitos da taxa de secagem na qualidade do café arábica processado pela via seca e via úmida, bem como estudar a cinética de secagem para diferentes temperaturas e fluxos de ar de secagem. Para isso, foram realizados três experimentos. No primeiro experimento, foram avaliados os efeitos de duas temperaturas do ar de secagem (40 e 45 °C) e quatro fluxos de ar de secagem (24; 60; 96 e 132 m 3 .min -1 .m -2 ) na cinética de secagem do café natural e despolpado. O modelo de Valcam foi o que melhor se ajustou para descrever o processo de secagem do café despolpado seco a 40°C, enquanto, para o café natural, o modelo proposto foi o de Midilli; nenhum modelo ajustou- se satisfatoriamente para descrever o processo de secagem do café despolpado secado a 45 °C; a elevação da temperatura e do fluxo de ar proporcionou redução do tempo de secagem e aumento da taxa de secagem, tanto para o café natural como para o despolpado; o tempo gasto para a secagem do café, considerando o mesmo processamento e temperatura do ar de secagem até atingir o teor de água de 0,125±0,005 kg de água.kg de matéria seca -1 (bs) no grão, utilizando o fluxo de ar de 96 e 132 m 3 .min -1 .m -2 , foi estatisticamente igual. O segundo experimento foi realizado com o objetivo de avaliar a correlação entre variáveis fisiológicas (condutividade elétrica, lixiviação de potássio e porcentagem de germinação) e variáveis de cinética de secagem (tempo e taxa de secagem), bem como verificar a relação entre as variáveis de cinética de secagem e a qualidade sensorial do café, em função do tipo de processamento (natural e despolpado), temperatura (40 e 45 °C) e fluxo de ar de secagem (24 e 96 m 3 .min -1 .m -2 ). Após a secagem mecânica, foi avaliada a qualidade fisiológica e sensorial. Concluiu-se que o café processado via seca é mais sensível à secagem mecânica com ar aquecido do que o processado via úmida, apresentando pior desempenho fisiológico; o fluxo de ar não interfere na qualidade fisiológica do café despolpado e natural; a elevação da temperatura de 40 para 45 °C resultou em queda da qualidade fisiológica apenas para o café despolpado e a elevação da taxa de secagem, por meio da elevação do fluxo de ar de secagem para a temperatura de 40 °C, apresentou correlação negativa com a qualidade sensorial do café despolpado. O terceiro experimento foi realizado com o objetivo de avaliar as possíveis alterações na qualidade sensorial e nos teores de sacarose, glicose, frutose, rafinose e maltose, tanto para o café natural como para o despolpado, em função do fluxo (24 e 96 m 3 .min -1 .m -2 ) e da temperatura do ar de secagem (40 e 45 °C), bem como correlacionar o teor destes constituintes químicos com a qualidade sensorial do café. Após a secagem, os teores de sacarose, glicose, frutose, rafinose e maltose foram quantificados utilizando cromatografia líquida de alta precisão. Conclui-se que o conteúdo de açúcares não é influenciado pela temperatura e pelo fluxo de ar de secagem; o teor de sacarose, rafinose, maltose, glicose e frutose não apresenta relação com a qualidade sensorial; cafés naturais apresentam maiores teores de sacarose, glicose, frutose e maltose e cafés secados à temperatura de 40 °C e fluxos de 24 m 3 min -1 m -2 tendem apresentar melhor qualidade sensorial.Item Modelagem matemática para otimização da produção de cafés finos: um estudo de caso(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - Universidade de São Paulo, 2008) Milan, Patricia; Caixeta Filho, José VicenteA cafeicultura é uma atividade agrícola histórica e tradicional no Brasil e que passa atualmente por uma reformulação em função das novas exigências qualitativas e sociais no mercado internacional. A importância da qualidade do café reside em atender o gosto do consumidor e em representar um fator bastante específico para sua apreciação. As características físicas e organolépticas da bebida do café são influenciadas pelos manejos pré e pós-colheita da cultura. Nesse contexto, a demanda por cafés finos torna necessário que os sistemas de produção adotem novas tecnologias, de manejo e gerenciais, que permitam o aumento da produtividade e a obtenção de um produto com elevada qualidade. O incremento da complexidade no setor torna maior a responsabilidade do produtor perante suas decisões administrativas, incentivando-o a buscar novas ferramentas de análise. A modelagem matemática apresenta-se como um auxílio nas tomadas de decisões cuja aplicação em problemas de otimização na agricultura é bem sucedida. Nesse sentido, esta dissertação tem como objetivo a otimização do gerenciamento de uma propriedade agrícola voltada para a produção de cafés. Para tanto, foi realizado um estudo de caso na Fazenda Santa Maria da Boa Vista, localizada no município de Cristais Paulista (SP), cujos dados empíricos da produção de café auxiliaram na elaboração e validação de um modelo matemático para a otimização da produção de cafés finos. Tal modelo matemático de programação linear multiobjetivo, composto por uma função multiobjetivo, três conjuntos de restrições contábeis, sete conjuntos restrições técnicas e dois conjuntos de variáveis endógenas, se mostrou capaz de auxiliar no planejamento da produção da propriedade, na programação do seqüenciamento de colheita das lavouras, determinando o volume ótimo de produção de cafés finos.