Secagem de batata-doce em micro-ondas a vácuo com controle da temperatura pela manipulação da potência

Abstract

A procura por alimentos saudáveis e práticos é uma tendência mundial. A batata-doce tem tido grande atenção por apresentar carboidratos de baixo índice glicêmico. Batata-doce desidratada pode ser uma excelente alternativa de consumo e agregação de valor para essa matéria-prima. O objetivo deste trabalho foi estudar a secagem de batata-doce em secador de micro-ondas sob vácuo (microwave vacuum drying, MWVD), com controle da temperatura pela manipulação da potência, com controle PID. O feedback da temperatura foi realizado com sensor de fibra óptica, ou com termômetro de infravermelho. Os experimentos foram realizados em secadores em escalas de bancada e piloto, visando a produção de chips de batata-doce crocantes e isentos de óleo. Primeiramente foi avaliada a possibilidade de produção de chips, utilizando forno de micro-ondas doméstico adaptado com vácuo e sistema rotativo, e as propriedades físico-químicas das amostras foram avaliadas durante a secagem. Foi possível determinar o tempo de secagem de 27 min para produzir amostras crocantes com baixa umidade (0,028 g g-1 bs) e atividade de água (0,262) e alta porosidade (67,5%). Um agitador de ondas foi instalado no secador piloto e melhorou a distribuição das ondas eletromagnéticas no interior da cavidade, diminuindo os hot spots nas amostras. O controle de temperatura foi eficaz para a produção de amostras com coloração e umidade mais homogêneas, quando comparado com o processo sem o uso do sistema de controle. Amostras de batata-doce produzidas por processos de secagem por convecção (AD), liofilização (FD) e conductive multi-flash drying (KMFD) foram comparadas com amostras produzidas por MWVD com tambor rotativo e controle PID Amostras secadas por AD apresentaram-se compactas, enquanto amostras liofilizadas tiveram suas estruturas preservadas, com característica esponjosa (poros pequenos). Por outro lado, amostras secas por MWVD e KMFD apresentaram estrutura expandida e com grandes poros, resultando em curvas acústico-mecânicas irregulares, características de produtos crocantes e com maior aceitação sensorial. As secagens por MWVD e KMFD demostraram grande potencial para produção industrial de chips de batatas-doces crocantes, livre de óleo e de conservantes. Entre todos os processos estudados, o processo MWVD com tambor rotativo e controle PID da temperatura apresentou maior potencial para a produção de chips de batata-doce homogêneos e crocantes.

Abstract : The demand for healthy and practical foods is a worldwide trend. Sweet potatoes have attracted great attention to presenting low glycemic index carbohydrates. Dehydrated sweet potatoes can be an excellent alternative to consuming and adding value to this raw material. The objective of this work was to study the drying of sweet potatoes in microwave vacuum drying (MWVD), with temperature control by manipulation of power, with PID control. The temperature feedback was performed with fiber optic sensor, or with infrared thermometer. The experiments were performed in dryers on lab scale and pilot scale, aiming the production of crisp and oil-free sweet potato chips. First, the possibility of chip production was evaluated using a domestic microwave vacuum dryer with turntable, and the physicochemical properties of the samples were evaluated during drying. It was possible to determine the drying time of 27 min to produce crunch samples with low moisture (0.028 g g-1 db) and water activity (0.262) and high porosity (67.5%). A mode stirrer was installed in the pilot dryer and improved the distribution of the electromagnetic waves inside the cavity, reducing the hot spots in the samples. The temperature control was effective for the production of samples with more homogeneous color and moisture when compared to the process without the use of the control system. Sweet potato samples produced by air drying (AD), freeze-drying (FD) and conductive multi-flash drying (KMFD) were compared with samples produced by MWVD with rotary drum and PID control. Samples dried by AD were compact, whereas freeze-drying samples had their structures preserved, with spongy characteristics (small pores). On the other hand, dry samples by MWVD and KMFD presented expanded (puffing) structure with large pores, resulting in irregular acoustic-mechanical curves, characteristics of crisp products and with greater sensorial acceptance. Dryings by MWVD and KMFD demonstrated great potential for industrial production of crisp sweet potato chips, free of oil and preservatives. Among all the studied processes, the MWVD process with rotary drum and PID temperature control presented greater potential for the production of homogeneous and crisp sweet potato chips.