Pré concentração de suco de maçã através de membranas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

Aline Chan

CONCENTRAÇÃO DO SUCO DE MAÇÃ POR PROCESSO DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS

Florianópolis, 2014.

Aline Chan

CONCENTRAÇÃO DO SUCO DE MAÇÃ POR PROCESSO DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS

 

 

Trabalho de Conclusão de Curso submetido ao Departamento de Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de Santa Catarina para a obtenção do Grau em Engenharia de Alimentos. Orientador: Prof. Dr. José Carlos Petrus

Florianópolis, 2014.

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Aline Chan

CONCENTRAÇÃO DO SUCO DE MAÇÃ POR PROCESSO DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS

Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para obtenção do Título de “graduanda em Engenharia de Alimentos” e aprovada em sua forma final pela Banca Examinadora.

Florianópolis, 23 de junho de 2014.

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Prof. Dr. Bruno Augusto Mattar Carciofi

Coordenador do Curso

Banca Examinadora:

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Prof. Dr. José Carlos Petrus

Orientador

Universidade Federal de Santa Catarina

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Dr.ᵃ Katia Rezzadori

Universidade Federal de Santa Catarina

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M. Sc. Vanderlei Constantino de Souza

Universidade Federal de Santa Catarina

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Dedico este trabalho a minha família, por ser essencial a minha vida e à minha formação. Em especial, dedico aos meus pais, Terezinha Don Lee e José Chan Fat, por serem meu porto seguro, meus guias, principalmente, por serem os maiores incentivadores na busca dos meus sonhos. E a minha irmã, Larissa Chan, por estar sempre ao meu lado.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a todos que, de alguma forma, estiveram envolvidos na execução para que este trabalho pudesse ser realizado.

À minha família, em especial aos meus pais, por todo amor, atenção e dedicação. Agradeço pelas palavras de sabedoria, pela paciência, por estarem presente em todos os momentos de dificuldades e alegrias que fizeram parte desta etapa tão importante de minha vida e sempre terem acreditado em mim.

À minha família, em especial ao meu primo Flavio Don Lee, que me apoiou e incentivou durante todos os anos da graduação, e à minha irmã e melhor amiga, Larissa Chan, na qual nunca me faltou suporte.

Ao Prof. Dr.José Carlos Petrus pela oportunidade oferecida, pelos ensinamentos, orientação, auxílio e disponibilidade no desenvolvimento dos experimentos que me possibilitaram a realização deste trabalho.

        Aos membros da banca avaliadora, Dr.ᵃ Katia Rezzadori e M. Sc. Vanderlei Constantino de Souza pela disposição em dividir seus conhecimentos contribuindo para o enriquecimento deste trabalho.

        A todos que me auxiliaram, dividindo seus conhecimentos práticos e teóricos, para que a realização deste fosse possível, em especial Kellen Zanfonato, Mélodi Schmidt, Simone Mazzutti e Andressa Gilioli.

        À equipe do LABSEM ( Gulherme Zin, Fabiana Dantas, Fabiana Luisa, Silvia Benedetti e Karina Guizoni) por terem me acolhido, contribuindo com ideias e nunca me negando auxilio.

Aos meus amigos, pela companhia durante toda a graduação, fazendo com que cada dia valesse a pena. Muito obrigado aos meus amigos Ricardo Thomazelli Gonçalves, Marina Teixeira, Pamela Zmorzynsi, Lizandra Baréa Silveira, Nathalie Baréa Silveira, Julia Medeiros, Mariane Proner, Daniela dos Santos da Rosa, Fernanda Diniz Pasqualetti, Bruno Niero, Larissa Hasse, Mitchelle Felske, André Luiz Antunes, Rafael Furlan e Rafael Trichez, por dividirem comigo tantos momentos juntos e serem imprescindíveis durante esta caminhada.

A todos os funcionários do Departamento de Engenharia de Química e Engenharia de Alimentos da Universidade de Santa Catarina.

Por fim, a todos que de alguma forma contribuíram para realização deste trabalho. Muito obrigada!

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“Caminhe com os sonhadores, com os crentes, com os corajosos, com os alegres, com os planejadores, com as pessoas bem sucedidas, que possuem a cabeça nas nuvens e os pés no chão. Deixe seu espírito acender um fogo dentro de você para deixar este mundo melhor do que quando você o encontrou…” (Wilferd Peterson).

RESUMO

O cultivo de maçã na região Sul do Brasil exerce grande impacto econômico no cenário nacional e mundial. . É estimado que cerca de 30% da produção tornam-se impróprias para o consumo in natura, contudo, grande parte ainda continua adequada para o processamento de sucos. O tratamento convencional de processamento de sucos trata-se de um método abrasivo, no qual geralmente há alteração da qualidade do produto final, além da alta demanda de tempo, energia e custos. Como alternativa, os Processos de Separação por Membranas (PSM) têm ampliando cada vez mais seu campo de aplicações por apresentar vantagens em relação aos métodos convencionais. A nanofiltração (NF) vem sido utilizada para o tratamento de sucos, para a desacidificação e concentração de compostos. Dentro deste contexto, esta pesquisa teve como objetivo a obtenção e caracterização de um suco concentrado de suco de maçã por meio de membrana polimérica de nanofiltração. Os ensaios de concentração foram realizados com suco comercial (pré-concentrado) – ensaio 1 – e suco comercial na proporção 1:2 (vsuco:vágua) – ensaio 2 – e foi-se comparado a efetividade de ambos os processos de filtração, por meio de análises de fluxo. Também foram avaliados os efeitos da temperatura, pressão transmembrana e velocidade tangencial durante a nanofiltração do suco de maçã. Verificou-se que, durante a nanofiltração, o fluxo permeado do suco de maçã foi diretamente proporcional com o aumento de pressão, aumentando em 10 unidades (L/hm²), com o aumento de 6 unidades (bar) na pressão. A velocidade tangencial também apresentou influencia positiva sobre o fluxo permeado, porém em menor intensidade,com aumento de 25Hz na velocidade tangencial equivalente a um aumento de aproximadamente 3,3 unidades (L/hm²) no fluxo permeado. Ainda, verificou-se que o aumento da pressão transmembrana levou a uma retenção maior de sólidos solúveis. Comparativamente, verificou-se que o ensaio 2 apresentou  fluxo de permeado médio bem superior ao observado no ensaio 1, respectivamente, 2,84L/hm² e 0,79 L/hm², pois este apresentou incrustação da membrana e estabilização do fluxo de permeado desde o início do processo de nanofiltração. A partir da caracterização físico-química realizada no ensaio 1, observou-se que não houve diferença significativa quanto ao suco original e o retido,ao avaliar os seguintes parâmetros: pH, sólidos solúveis, intensidade de cor, ácido málico e açucares totais. Os valores obtidos para o retido, no ensaio1 para açúcares totais, acidez titulável e ácído málico foram, respectivamente, 11,810 g/100 ml suco, 0,246g/100ml de suco e 0,164g/100ml de suco.O ensaio 2 obteve maiores coeficientes de retenção, apresentando teores de açúcares totais, acidez titulável e ácido málico, respectivamente, 6,33g/100ml de suco (88,4%), 0,089g/100 ml de suco(43,5%), 0,059g/100ml de suco(40,4%). Em relação ao aspecto visual, em ambos os ensaios, obteve-se o retido com coloração mais intensa  amarelo-avermelhada e com maiores valores de turbidez que o suco original. Ainda, o permeado obtido apresentou-se límpido, praticamente ausente de cor e turbidez em decorrência da concentração no retido da maioria alguns compostos responsáveis pela cor, presentes no suco inicial.