http://hdl.handle.net/123456789/2 Subcomunidade do DEA 2025-07-18T21:19:54Z http://hdl.handle.net/123456789/918 Desenvolvimento de fécula de mandioca auto-expansível Demiate, Ivo Mottin A produção de fécula de mandioca fermentada e seca ao sol (polvilho azedo) em alguns países da América do Sul, citada na literatura, é um exemplo de geração da propriedade funcional denominada auto-expansão. O polvilho azedo é empregado na elaboração de produtos alimentícios em caráter comercial. Estudos da propriedade de expansão do polvilho azedo possibilitaram concluir que a exposição de fécula de mandioca tratada com ácido lático a radiação ultravioleta (UV) é capaz de promover o aparecimento dessa propriedade. No presente trabalho propõe-se o desenvolvimento de féculas de mandioca auto-expansíveis modificadas por processo químico simplificado se comparado à obtenção do polvilho azedo ou da fécula tratada com ácido lático e irradiada com UV. Esse processo consta da oxidação da fécula de mandioca com solução de permanganato de potássio e posterior suspensão dessa fécula em solução de ácido lático. As amostras secas em estufa são lavadas para remoção do excesso de reagentes. As lavagens não eliminam a propriedade de expansão das amostras. Os amidos oxidados descritos na literatura formam pastas transparentes de baixas viscosidades e têm aplicação principalmente no setor têxtil e de papel. A propriedade de expansão desses amidos, entretanto, nunca foi avaliada. A determinação da expansão resultou em valores superiores a 10 mL/g, comparáveis aos relatos da literatura de expansão de polvilho azedo e de fécula tratada com ácido lático e irradiada com UV. As amostras foram analisadas e verificou-se que o teor de carboxilas foi aumentado pela modificação em cerca de quatro vezes em relação à fécula nativa. Foram caracterizadas também com relação a viscosidade aparente das pastas, viscosidade intrínseca e ao comportamento na análise de calorimetria diferencial de varredura (DSC). As amostras quimicamente modificadas auto-expansíveis apresentaram propriedades semelhantes às do polvilho azedo e da fécula tratada com ácido lático e seca ao sol. A viscosidade máxima diminuiu com o aumento do pH em todas as amostras e a expansão correlacionou-se linearmente com a viscosidade intrínseca (y = -0,0776x + 18,022; r2 = 0,8298). A análise por calorimetria diferencial de varredura não mostrou diferenças. A análise quimiométrica dos espectros na região do infravermelho médio detectou presença de grupamentos carboxila nas amostras modificadas, tanto na forma ácida quanto na forma de íon carboxilato. A análise dos dados espectrais pela regressão de mínimos quadrados parciais (PLS) permitiu prever a propriedade de expansão das amostras. O número de onda 1600 cm-1, correspondente ao íon carboxilato, correlacionou-se positivamente com a expansão, enquanto a região ao redor de 1060 cm-1, provavelmente relacionada ao oxigênio componente do anel piranosídico da glucose, correlacionou-se negativamente.; The production of fermented and sundried cassava starch (cassava sour starch) in some countries of South America, as described in the literature, is an example of generation of the functional property denominated expansion ability (auto-expansion). In Brazil, this fermented starch is commercially employed in the production of several food products. Studies about physico-chemical characteristics of cassava sour starch indicated that UV-irradiation of lactic acid treated cassava starch generated modified starches that expanded just as cassava sour starch. In the present work the development of chemically modified cassava starch is proposed by a chemical process less complex than that employed on the production of cassava starches presenting expansion ability (cassava sour starch or UV-irradiated lactic acid treated cassava starch). This process involves previous oxidation of native cassava starch with potassium permanganate, followed by suspension in lactic acid solution. The samples are oven-dried before or after being washed to promote the removal of excess reagents. Washings do not influence the expansion of the modified samples. Oxidized starches described in the literature form clear and low viscosity pastes and are used mainly at the textile and paper industry. Their expansion property, however, was never evaluated. The determination of expansion of the samples revealed specific volumes higher than 10 mL/g, comparable with bibliographic data of commercial cassava sour starch or lactic acid treated and UV-irradiated samples. The carboxyl content was increased four times in comparison with native starch. The samples were also analyzed with relationship to apparent viscosity of the pastes, intrinsic viscosity and behavior in the differential scanning calorimetry analysis. Results showed that chemically modified samples had similar properties when compared with commercial cassava sour starch as well as with sundried lactic acid treated cassava starch. Maximum viscosity decreased with increasing pH for all samples presenting expansion ability, and the expansion was linearly correlated with intrinsic viscosity (y = -0,0776x + 18,022; r2 = 0,8298). DSC analysis did not reveal differences among samples. The chemometric analysis of the mid infrared spectra showed the presence of carboxyl groups in modified samples, both in the acid as in the carboxylate ion form. Spectral data analysis by partial least squares regression (PLS) allowed to foresee the expansion property of the samples. The 1600 cm-1 wave number, corresponding to the carboxylate ion was positively related with the expansion while another at around 1060 cm-1, probably related to the oxygen of the glucose pyranosidic ring was negatively related with the expansion. 1999-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/904 Avaliação de tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogênica e metanogênica Barana, Ana Claudia Um grande problema enfrentado pelas indústrias produtoras de farinha de mandioca é o destino da manipueira, resíduo líquido gerado na proporção de 300L/ton de raiz processada. Poluente devido à alta carga orgânica e tóxico pela presença do glicosídeo cianogênico Linamarina, potencialmente hidrolisável a cianeto. Sem solução a baixo custo, as empresas descartam o efluente em rios e terrenos próximos. Com a promulgação da Lei Federal nº9433, sancionada em 8 de janeiro de 1997, que instituiu sobre a Política Nacional de Recursos Hídricos, maior atenção deve ser dada aos resíduos industriais. Por essa lei as empresas passam a pagar não apenas pela água consumida, mas pela quantidade e qualidade do efluente descartado em corpos d'água. As farinheiras também utilizam grande quantidade de lenha para secagem da farinha em fornos de baixa eficiência. Para tentar solucionar os dois problemas, poluição ambiental e energético, pesquisas têm sido feitas no CERAT, Centro de raízes e Amidos Tropicais, sobre tratamento anaeróbio de manipueira. Nesse processo, além de redução da carga orgânica, ocorre produção de gás metano, que pode ser queimado, substituindo parte da lenha na secagem da farinha. Pesquisas anteriores comprovaram que o tratamento da manipueira em biodigestores de fase única não é viável, devido à acidificação excessiva do meio. Neste trabalho, foi feita a avaliação do tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogênica e metanogênica. O reator acidogênico utilizado foi do tipo fluxo ascendente, TRH (Tempo de Retenção Hidráulica) de um dia e temperatura mantida em 35 } 1ºC. O metanogênico, um filtro anaeróbio de fluxo ascendente, foi operado com TRH de três dias e temperatura de 32º } 1C. O efluente do reator acidogênico foi utilizado como afluente do reator metanogênico. Foram analisados nos afluentes e efluentes de cada reator, teores de sólidos totais e voláteis, pH, alcalinidade e acidez volátil, DQO (Demanda Química de Oxigênio) e minerais, além das medidas de volume de biogás produzido e sua composição. O experimento dividiu-se em duas partes. Na primeira, não foi feita correção de pH do afluente do reator metanogênico para valores entre 6,5 e 7,0. Na segunda parte do experimento, houve correção de pH desse afluente. A fase acidogênica teve carga orgânica de entrada entre 18,42 a 54,22 g DQO/L.d. Na fase metanogênica a carga orgânica de entrada variou de 4,04 a 17,59 g DQO/L.d. Durante as fases em que houve correção de pH no afluente do reator metanogênico obteve-se redução de DQO de até 85,61% com carga orgânica de entrada de 6,16 g DQO/L.d. Com carga de 17,05 g DQO/L.dia obteve-se redução de DQO de 49,33%. O rendimento de biogás foi de, no máximo, 2,05 L/g DQOd com 65% de metano, quando carga orgânica de entrada foi de 12,54 g DQO/L.d. A relação acidez volátil/alcalinidade do reator metanogênico permaneceu entre 0,7 e 1,4 e o pH de saída variou entre 7,56 e 8,21. Quanto maior a concentração de cianeto total no afluente, menor a redução desse durante o processo. A redução de cianeto total apresentou valore máximo de 93,22% e mínimo de 67,50% quando concentrações de entrada foram de 20,36 e 66,02 mg/L. As menores taxas de redução de DQO e rendimento de biogás foram constatadas nas etapas onde não houve correção de pH no afluente do reator acidogênico. A maior taxa de redução de DQO, 75,24%, ocorreu com carga orgânica de entrada de 9,45 g DQO/L.dia. Com carga de 17,80 g DQO/L.dia houve redução de DQO de 23,76%. Obteve-se rendimento de biogás de 2,76 L/g DQOd com 52,77% de metano com carga orgânica de entrada de 6,56 g DQO/L.dia. Com o aumento da carga do reator metanogênico para 16,42 g DQO/L.dia o rendimento de biogás caiu para 0,44 L/g DQOd com 9,18% de metano. A relação acidez volátil/alcalinidade do reator metanogênico variou entre 0,35 e 8,16 quando carga orgânica foi de 9,45 e 17,80 g DQO/L.dia, respectivamente. O pH do efluente do reator metanogênico variou de 8,01 a 4,21 com cargas de 9,45 e 17,80 g DQO/L.dia, respectivamente. Frente aos resultados obtidos concluiu-se que o processo de biodigestão anaeróbia da manipueira em reatores acidogênico e metanogênico, fisicamente separados, foi mais eficiente durante as etapas em que houve correção de pH do afluente do reator metanogênico para valores entre 6,5 e 7,0.; One of the biggest problems faced by cassava flour factories is the destination of manipueira, a liquid waste generated in large amounts (300L/ton of processed roots). This waste causes pollution due to its high organic load and is toxic because contains lynamarine, a cyanogenic glycoside potentially convertible to cyanide. Without any low-cost solution, cassava flour factories discard this waste in rivers or in areas close to them. After implementation of Brazilian law nº9433, from January 8th, 1997 that is related to the National Policy for Water Resources more attention should be paid relatively to industrial waste treatment. The industries will have to pay not only for the consumed water, but also for the amount and quality of the waste discharged in the rivers. Cassava factories also need large amounts of firewood for drying flour on low-efficiency ovens. Searching for a solution for these problems, environmental and energy, researches are being developed at CERAT about anaerobic treatment of manipueira. In this process, beyond reducing organic load there is production of methane a fuel gas that can advantageously substitute firewood in flour drying. Previous researches showed that treating manipueira in one-phase biodigestors was not viable due to excessive acidification. In the present work acidogenic and methanogenic biodigestors were evaluated for treating manipueira. The acidogenic reactor was an upflow reactor, one-day HRT (Hydraulic Retention Time) and temperature kept at 35 ± 1ºC. The methanogenic reactor, an anaerobic upflow filter, was operated with a three-day HRT, temperature of 32 ± 1ºC. The acidogenic reactor effluent was employed as influent of the methanogenic reactor. Total and volatile solids, pH, alkalinity and acidity, COD (Chemical Demand Oxygen) and minerals were analysed for both influent and effluent, as well as the amount and composition of the produced biogas. The assay was divided in two steps. Firstly there was pH correction in the influent of methanogenic reactor to values between 6.5 and 7.0. At the second step there was no pH correction in this influent. The acidogenic phase was carried out with incoming loads varying from 18.42 to 54.22 g COD/L.day. In the methanogenic phase incoming organic loads varied from 4.04 to 17.59 g COD/L.day. During the steps when pH of the influent from methanogenic reactor was corrected there was 85.61% of COD reduction with incoming organic load of 6.16 g COD/L.day. With organic load of 17.05 g COD/L.day there was a 49.33% COD reduction. The maximum biogas yield was of 2.05 L/g COD.day containing 65% of methane when the incoming organic load was of 12.54 g COD/L.day. The relation volatile acidity/alkalinity of the methanogenic reactor remained between 0.7 and 1.4 and the pH at exit between 7.56 and 8.21. The cyanide reduction was lower at higher total cyanide levels found in the influent. Total cyanide reduction presented 93.22% as maximum value and 67.50% as minimum, when the incoming concentrations were of 20.36 and 66.02 mg/L, respectively. The lowest COD reduction rates and biogas yields were found when no pH correction of the acidogenic influent was done. The higher COD reduction rate (75.24%) occurred with an incoming organic load of 9.45 g COD/L.day. With a 17.80 g COD/L.day load there was 23.76% of COD reduction. Biogas yield was of 2.76 L/g COD.day with 9.18% of methane. The volatile acidity/alkalinity relation of the methanogenic reactor varied between 0.35 and 8.16 when the organic loads were of 9.45 and 17.80 g COD/L.day, respectively. The pH of the methanogenic influent varied between 8.01 and 4.21 with loads of 9.45 and 17.80 g COD/L.day, respectively. Analysing these results it was possible to conclude that the anaerobic treatment of manipueira on physically separated acidogenic and methanogenic reactors was more efficient during the phases with pH correction of the methanogenic reactor influent to values between 6.5 and 7.0. 2000-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/873 Caracterização físico-química de bagaço de mandioca in natura e após tratamento hidrolítico Jasko, Ariana Crasnhak; Andrade, Jéssica de; Campos, Priscilla Faber de; Padilha, Luciane; Pauli, Renata Baraldi de; Quast, Leda Battestin; Schnitzler, Egon; Demiate, Ivo Mottin A mandioca, uma matéria prima cultivada e processada em países tropicais para obtenção de amido, tem grande importância agroindustrial no Brasil. A tecnologia de processamento, entretanto, não se desenvolveu completamente, necessitando de melhorias, pois há geração de resíduos que ainda não se constituem em co-produtos, sendo comumente descartados de forma inadequada. Um exemplo desses resíduos é o farelo, bagaço ou massa de mandioca. Trata-se de um material fibroso e ainda rico em amido que pode ser hidrolisado com a conversão do amido e de parte da celulose em açúcares fermentescíveis para a produção de etanol ou de outros bioprodutos. É o principal resíduo sólido e sai do processo com umidade superior a 80 %, dificultando a logística de transporte e armazenamento, pois além do volume, o material é muito perecível. Não há, atualmente, um processo empregado em grande escala pelas empresas processadoras de amido de mandioca no Brasil que seja aceito como viável do ponto de vista econômico. A secagem, uma das principais limitações para a comercialização e utilização do bagaço, foi abordada neste trabalho, incluindo a obtenção de isotermas de sorção e algumas formas de secagem foram testadas. O bagaço foi caracterizado físico-quimicamente e submetido a hidrólise enzimática com o objetivo de avaliar a potencialidade para que se torne um co-produto do processamento industrial das raízes. Os resultados revelaram elevada concentração de carboidratos (amido) no material e também o comportamento frente a secagem mecânica.; Cassava is a tropical raw material and its starch production is an important economical activity in Brazil, even though the technology is not completely developed and there is waste generation that should be minimized converting them to byproducts. Cassava bagasse is one example, being rich in starch that could be hydrolyzed together with part of the cellulose to be converted in ethanol or other bio-products. Cassava bagasse is the main solid waste and retains lots of moisture, reaching 80 % or more at the end of the cassava starch production. This high moisture makes drying an expensive step that would be essential to warrant viable storage and transportation. At the moment there is not a large scale drying process of bagasse in the cassava starch processing industry. In the present paper drying the cassava bagasse was an objective, including construction of the sorption isotherms. Cassava bagasse was characterized in relation to selected physicochemical properties and also hydrolyzed with enzymes to evaluate its potential as a source of sugars and then becoming a byproduct. The results showed the high carbohydrate (starch) content of the cassava bagasse and also its behavior during drying. 2011-01-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/123456789/870 Avaliação da viscosidade aparente de pastas de amidos nos viscosímetros brookfield rvdv-ii+ pro e rápido visco-analisador rva-4 Zortéa, Manoela Estefânea Boff; Demiate, Ivo Mottin; Praxedes, Marco Aurélio; Wosiacki, Gilvan Viscosímetros rotacionais são instrumentos utilizados para avaliar a viscosidade em diferentes tipos de produtos, incluindo suspensões e soluções de polissacarídeos como o amido, com destaque para usos na indústria alimentícia. Neste trabalho foi feita a comparação entre dois equipamentos, o Brookfield RVDV-II+PRO e o Rápido Visco-Analisador RVA-4, usando-se as mesmas condições de análises e teve por objetivo específico permitir a comparação direta entre as medidas obtidas nos dois sistemas para facilitar a utilização dos equipamentos principalmente pela indústria. Pastas de amido foram produzidas em água deionizada e submetidas a análises sob as mesmas condições nos diferentes viscosímetros. Os resultados foram obtidos da relação que foi feita em gráfico composto pela viscosidade aparente (cP) e torque (%), partindo-se de no mínimo 18 pontos selecionados pelas temperaturas em comum. O que se observou pelas análises desenvolvidas com os amidos nativos de mandioca, milho e mandioquinha-salsa, amidos de mandioca ácido-modificado 0,15mol L-1 (HCl) e oxidado 2,0 % (NaClO) e polvilho azedo, foi que, para a mesma amostra, os valores de torque em um viscosímetro e de viscosidade em outro, estão diretamente relacionados, obtendo-se valores de R² próximos de 1, o que comprovou a possibilidade de uma interconversão entre os valores dos dois equipamentos através de equações para cada comportamento.; Rotary viscometers are used to measure the viscosity of a variety of products including many applications in the food industry, including analyses of suspensions and solutions of polysaccharides such a starch. In this work the comparison between two devices, the Brookfield RVDV-II + PRO and the Rapid Visco-Analyser RVA-4 was made, using the same conditions of analysis and aimed specifically to allow direct comparison between measurements obtained in both systems to facilitate their use by the industry. Starch pastes were produced in deionized water and subjected to analysis under the same conditions in the different viscometers. The results were obtained from the relationship that was done on graph composed of apparent viscosity (cP) and torque (%), starting from at least 18 points selected at the same temperatures. What has been noted by the analyses conducted with the native starches from cassava, corn and Peruvian carrot, acid modified cassava starch (0.15 mol L-1 HCl), NaClO oxidized (2.0 % of active chlorine) cassava starch and cassava sour starch, was that for the same samples, the values of torque in a viscometer and apparent viscosity in the other were directly related, yielding R² values close to 1, confirming the proximity and possibility of interconversion between the values of the two equipments by using the equations for each behavior. 2011-01-01T00:00:00Z