Análise da resistência à desidratação dos tecidos do pericarpo e do endosperma do fruto de café arábica

Abstract

O 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.This work was carried out in the Laboratory of Agricultural Products of the Department of Engineering from the Federal University of Lavras. Coffee (Coffea arabica L.) fruits of cultivar Catuaí vermelho were harvested at a commercial property located in the city of Ingaí – MG, Brazil. Only the ripest fruits were chosen for analysis. This work aimed at analyzing the coffee fruit drying kinetics, as well as their parts separately (exocarp + a portion of mesocarp; mesocarp; endocarp and endosperm). We also aimed at determining the sorption isotherms and elaborating a drying model for the coffee fruit parts. The harvested and selected coffee fruits had an average initial water content of 68%. The other fruit parts (exocarp + a portion of mesocarp; endocarp and endosperm) were manually separated and the mesocarp was extracted by a centrifuge machine. To obtain the portion of peeled coffee fruits, we used a set of devices that peel the grains, separate their pulp and the green fruit. The coffee fruits were submitted to drying in a system composed of air conditioning coupled to a fixed layer drier (SCAL) with air flow of 20m³.min¹ .m -², air temperature of 40ºC and relative humidity values of 10%, 17.5%; 25% and 32.5%. For the adjustment of mathematical models, non-linear regression analyses, by Gauss-Newton methodology, were carried out using software STATISTICA 7.0® (Statsoft, Tulsa, USA). The best model was chosen as a function of the statistic parameters: estimation standard deviation (SE), relative average error (P) and determination coefficient (R²). For content of balance water, the best adjustments to the experimental data were obtained by models Sigma, Copace, Sabbab, modified Gab and modified Henderson for natural coffee; endosperm and peeled fruit; exocarp + part of mesocarp, mesocarp and endosperm; and endocarp, respectively. Midilli’s model was the best one for natural coffee; peeled; exocarp + part of mesocarp; mesocarp; endocarp at RH of 17.5%; 25%; 32.5%; and endosperm at RH of 10; 17.5 and 32.5%. For endocarp at RH of 10%, the best model was the diffusion approximation, and for endosperm at RH of 25%, the best adjustment was presented by Page’s model. Resistance as to water outflow, regardless of the process or the coffee fruit part, is greater when the coffee fruits are dried at the lowest relative humidity; being that the natural coffee was the most resistant treatment, whereas the exocarp + a portion of mesocarp was the least resistant one.