RELATÓRIO TÉCNICO-CIENTÍFICO FINAL
(Observação: as informações prestadas neste relatório poderão, no todo ou em parte, ser
publicadas pela FAPESC.)
1. IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO
Chamada Pública Universal 03/2006
1.1. N° do Contrato:
COM 14042/2007-2
1.2. Título do Projeto: MINIMIZAÇÃO DE CUSTOS DE PRODUÇÃO NA SECAGEM DE MADEIRA
MARUPÁ E AGREGAÇÃO DE VALOR AO PRODUTO NA DESIDRATAÇÃO DE YACON
1.3. Grande Área do Conhecimento (usar a nomenclatura do CNPq):
1.4. Coordenador(a) do Projeto: Lorena Benathar Ballod Tavares
1.5. Localização do projeto (Cidade/Região/SDR): Blumenau/
1.5.1. Instituição: Universidade Regional de Blumenau - FURB
1.6.1. Valor total do projeto (incluindo todos os intervenientes): R$ 129.592,53
1.6.2. Participação da FAPESC: R$ 39.980,00
Custeio: R$ 27.980,00
Capital: R$ 12.000,00
1.6.3. Outras instituições participantes (nomear): Universidade Federal de Santa Catarina/UFSC
1.7. Início do Projeto: 27/09/2007
Término: 31/12/2009
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1.8 Equipe Executora (Nome, Titulação, Instituição e Função no projeto)
- Lorena Benathar Ballod Tavares, Doutor/FURB: coordenação
-
José Alexandre Borges Valle, Doutor/FURB - Pesquisador
Jackson Roberto Eleoterio, Doutor/FURB - Pesquisador
Sávio Leandro Bertoli, Doutor/FURB – Pesquisador
Rita de Cássia Siqueira Curto Valle, Doutor/FURB – Pesquisador
Selene Maria de Arruda Guelli Ulson de Souza, Doutor/UFSC - Pesquisador
Antônio Augusto Ulson de Souza, Doutor/UFSC - Pesquisador
Bolsistas de Iniciação Científica – Alunos de graduação em Engenharia Química e Nutrição
para o projeto com Yacon:
- Letícia Weissenberg : CNPq/AT
- Sabrina da Silva : PIBIC/FURB
- Joanna Carolina Rabello: Artigo 170/SC
- Caroline Spiess: PMUC/FAPESC
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DESCRIÇÃO DA PESQUISA, RESULTADOS E IMPACTOS
2.1 Resumo da pesquisa (até 500 palavras, espaço simples, fonte times new roman, tamanho 10)
A presente proposta atendeu a um grupo de pesquisa em secagem e foi dividida em desidratação de yacon e secagem de
madeira.
Sobre a yacon esta é uma raiz com alta concentração em frutooligossacarídeos (FOS), tais como inulina, um carboidrato
com propriedades terapêuticas, alto poder adoçante e baixa teor calórico. Recentemente, a yacon foi considerada como
alimento nutracêutico, pelo fato de sua ingestão continuada estar associada à diminuição dos níveis de açúcar no
sangue. No entanto, por se tratar de uma raiz com taxa de respiração de moderada a alta, apresenta níveis consideráveis
de deterioração pós-colheita, dificultando o fornecimento ao mercado. Como forma de reduzir estas perdas, a
desidratação mostra-se como opção para a conservação da raiz, já que promove a redução do conteúdo de água,
dificultando o crescimento microbiano e reduzindo a ocorrência de reações químicas indesejáveis. Deste modo, essa
pesquisa estudou diferentes condições de secagem da yacon produzida no Alto Vale do Itajaí, visando o
desenvolvimento de produtos que apresentem características nutracêuticas e comerciais desejáveis, como chá de yacon
e fatias de yacon desidratadas tipo “chips”. Secagem convectiva foi utilizada para manter as características
organolépticas e nutricionais da yacon, sendo determinados parâmetros difusionais, fisico-químicas e sensoriais das
amostras que permitiram calcular por modelo matemático a vida de prateleira das fatias que foi de 270 dias, definir a
aceitação e nível de comercialização do chá e concluir que os processos resultaram em produtos aptos para consumo
sem comprometimento dos FOS, caracterizndo os esses como produtos alimentícios que promovem a saúde.
Já na pesquisa de secagem da madeira, seu objetivo foi ampliado para estudos com mais espécies resultando em uma
tese de doutorado, já que há carência de informações relativas à secagem de muirapiranga (Brosimum rubescens e B.
paraensis), a timborana ou fava-orelha-de-negro (Enterolobium schomburgkii) e a andiroba (Carapa guianensis). Para
estas espécies foram determinados parâmetros necessários à modelagem do processo de secagem, como a difusividade
efetiva e isotermas de sorção. As isotermas de sorção foram determinadas experimentalmente em câmaras com umidade
relativa do ar ajustada com soluções salinas supersaturadas, nas temperaturas de 47, 60 e 85 °C. Os modelos de
Hailwood e Horrobin (HH) e Gugenhein, Andersen e de Bôer (GAB) foram ajustados com os dados experimentais e
utilizados para definir a umidade de equilíbrio nas condições de temperatura e umidade relativa determinadas nos
programas de secagem. Cerca de cinqüenta peças por espécie foram submetidas a secagem nas temperaturas de 50 e 70
°C e umidades relativas de 20 e 60%. Foi possível reproduzir curvas de secagem e os gradientes de umidade em
diferentes momentos durante a secagem. Em seguida foram simulados programas de secagem recomendados para cada
uma das três espécies utilizando um modelo composto por uma equação da conservação da energia e uma equação da
conservação da espécie química (balanço de massa para a água), sendo a condução de calor e a difusão de umidade os
componentes principais dessas equações.
2.2. Caracterização da Pesquisa:
PESQUISA BÁSICA (PB):
PB visando o avanço do conhecimento sobre o tema em estudo ( )
PB para avançar conhecimento, com potencial de aplicação tecnológica ( )
PB para o avanço do conhecimento, com potencial para contribuir em políticas públicas ( )
PB visando avançar o conhecimento, com potencial de aplicação pública ou privada ( )
PESQUISA TECNOLÓGICA ( x )
PESQUISA EM POLÍTICAS PÚBLICAS ( )
PESQUISA TECNOLÓGICA E POLÍTICAS PÚBLICAS ( )
2.3 Síntese de resultados e impactos da pesquisa - cumprimento dos objetivos; impactos dos
resultados da pesquisa: avanço do conhecimento; inovação tecnológica; benefícios sociais,
econômicos, ambientais, culturais e regionais, efetivos ou esperados; contribuição à formulação
de políticas públicas; outros impactos ou efeitos observados ou potenciais (até 500 palavras,
espaço simples, fonte times new roman, tamanho 10)
Na pesquisa sobre secagem de madeira, os objetivos traçados na proposta foram plenamente alcançados, resultando na
abordagem do processo de secagem de madeira serrada de espécies tropicais considerando os principais fenômenos de
transporte. Esta abordagem interdisciplinar é inédita no Brasil e facilitou a definição de condições adequadas de
secagem, resultando em redução no tempo e na demanda por energia. Os resultados podem ainda auxiliar nas políticas
públicas relacionadas ao manejo florestal de espécies tropicais e à capacitação dos envolvidos na industrialização da
madeira. Os modelos matemáticos desenvolvidos, solucionados através de métodos numéricos e simulados
computacionalmente são versáteis e permitem determinar o efeito de alterações nas condições de secagem.
Considerando a versatilidade dos modelos matemáticos, a metodologia de simulação de programas de secagem está
sendo aplicada para outras espécies de madeira tropical, pela definição dos coeficientes de transporte de calor e massa e
das isotermas de sorção.
Quanto a pesquisa sobre agregação de valor à raiz yacon, foi realizado um estudo sobre vida de prateleira por meio de
modelo matemático, de yacon em fatias desidratadas por secagem convectiva a 70°C. O modelo matemático para
estimativa da vida de prateleira relacionou o aumento da atividade de água do produto embalado em decorrência do
aumento de sua umidade, com a taxa de permeabilidade ao vapor d’água (TPVA) da embalagem de armazenamento que
é de 0,01 g água/embalagem/dia. O processo de secagem reduziu a umidade da raiz de yacon de 92,2% para 5,01% em
base seca (b.s.) no produto desidratado, ocasionando uma diminuição da atividade de água de 1,004 para 0,428. Da
mesma forma a secagem promoveu a concentração dos sólidos solúveis de 12,24 °Brix para 65 °Brix. O teor de FOS do
produto desidratado em relação à raiz teve um incremento de 7,74 vezes resultando em 48g/100g, demonstrando que as
condições de tratamento químico e físico, não influenciaram na perda desse composto considerado nutracêutico. A
textura do produto foi de 1lb, sendo esse um valor característico de um produto crocante. Com base nas curvas de
secagem, a umidade inicial obtida foi de 5,01% b.s. e a umidade crítica, nas mesmas condições, foi de 14,95% b.s. Os
resultados indicaram que o tempo de vida de prateleira das fatias de yacon nessas condições de secagem e
armazenamento foi de aproximadamente 270 dias para uma umidade relativa do ambiente de estocagem de 83,53%. O
processo de desidratação por secagem convectiva resultou em um produto com maior vida de prateleira, facilidade no
transporte e armazenamento. Além disso, foi observada a manutenção da presença de FOS, caracterizando esse produto
como um alimento para promoção da saúde.
Outro produto desenvolvido pelo processo de secagem convectiva da raiz foi um pó para chá, produto ainda inédito no
Brasil. O chá é a forma medicamentosa mais popular de prevenção e tratamento de doenças devido à presença de
princípios ativos, de acordo com a matéria-prima empregada na infusão. O chá foi avaliado por 100 consumidores
potenciais obtendo índice de aceitação global de 77,6%, revelando-se apropriado para comercialização com o
diferencial de apresentar sabor doce natural e propriedades funcionais que estão presentes nos FOS do chá produzido
em concentração de 0,25g/100g de infusão, além dos compostos fenólicos presentes na erva doce que possuem função
antioxidante no organismo humano.
3. DETALHAMENTO TÉCNICO
3.1. Data: 22/07/2010
Prestação de contas financeira: (x) Finalizada
3.2. Avaliação (feita pelo(a) coordenador(a) da pesquisa):
( ) Em atraso
A) O Projeto se desenvolveu segundo a proposta originalmente definida?
( x ) Sim
( ) Não
Se houve mudanças significativas, elas foram especificadas e justificadas?
( ) Sim
( ) Não
Houve solicitação de alteração de rubrica (custeio/capital)?
( ) Sim
( x ) Não
Descrever as alterações:
B) Equipamentos adquiridos, quando for o caso:
C) Problemas ou dificuldades na execução do projeto, quando houver:
Os estudos de secagem à vácuo foram comprometidos devido a problemas na bomba.
D) Objetivos e metas previstas foram atingidas?
( x ) Totalmente
Comentar:
( ) Parcialmente
E) Disseminação do conhecimento e produção gerada pela pesquisa:
- Artigos publicados ou encaminhados – (04)
- Dissertações ou teses originadas ou incorporadas: 01 tese de doutorado
- Livros publicados ou encaminhados: ---- Divulgação na Internet:
- Participação em Congressos, Simpósios ou Seminários: (08)
- Registro de Propriedade Intelectual: --- ---- Outros: Trabalhos de Conclusão de Curso em Nutrição/FURB (01), Bolsas de Iniciação Científica
(04)
Descrever a produção e sua repercussão:
1.Os dados da pesquisa sobre consumo de chá de yacon foram disponibilizados para os associados da Advali
(Associação de Diabéticos do Vale do Itajaí), tendo estimulado ainda mais o consumo desta raiz. 2. Palestra no Hospital
Santa Catarina para médicos do Centro de Cardiologia – Unicardio, sobre os potenciais benefícios da yacon à saúde. 3.
Apresentação dos dados em diversos eventos técnico-científicos, geração de artigos, monografia de final de curso de
graduação e uma tese de doutorado.
F) Principais benefícios efetivos ou potenciais para a sociedade em decorrência da pesquisa, entre
os seguintes aspectos, no que couber:
( ) Incremento da renda familiar
( x ) Melhoria da saúde
( ) Aumento da ocupação/emprego
( ) Melhoria do saneamento
( ) Redução da jornada de trabalho
( ) Melhoria da moradia
( ) Melhoria do sist. de transporte
(x ) Melhoria da alimentação
( ) Melhoria do sist. de comunicação
(x ) Alternativa econômica/renda
( ) Melhoria do fornec. de energia
( ) Melhoria da organização social
( ) Aquisição de bens duráveis
( ) Melhoria na educação
( x) Satisfação do beneficiado
( x ) Avanço do conhecimento científico
( ) Melhoria do Meio Ambiente
( x ) Inovação tecnológica
( ) Diretrizes para Políticas Públicas
( ) Melhoria em Sistema de Gestão
( ) Avaliação de Políticas Públicas
( ) Regulação setorial
( ) Avaliação da Tecnologia no setor
( ) Avaliação de condições Socioeconômicas
(x ) Contribuição ao Desenvolvimento Regional
( ) Possibilidade de obter patente
( x ) Agregação de valor a produtos
( ) Contribuição à inserção social
( ) Redução da desigualdade social
( ) Redução de consumo de energias
( ) Redução de resíduos
Descrever os benefícios assinalados:
Considerar a secagem de madeira serrada de espécies tropicais brasileiras como um processo
modelável matematicamente constituiu-se uma inovação tecnológica que permite a melhoria da
qualidade dos produtos derivados de madeira. A secagem constitui-se uma fase importantíssima
na definição da qualidade final e passa a ser melhor dominada quando entendida do ponto de
vista dos fenômenos de transporte envolvidos. Transpassar o estágio de tentativa e erro resulta
ainda em redução de resíduos, considerando que as perdas resultantes de defeitos de secagem
serão minimizadas através de um programa de secagem adequado e redução no consumo de
energia térmica e elétrica, considerando que o tempo do processo será definido previamente. Do
ponto de vista ambiental, além da redução na demanda por energia, a melhoria da qualidade de
um produto renovável e ambientalmente aceitável como a madeira facilita a competição com
produtos degradantes do meio ambiente como metais e cerâmicas.
Já a secagem da raiz de yacon resultou em produtos de alta concentração de
frutooligossacarídeos, um agente terapêutico que são considerados açúcares não metabolizados
pelo organismo humano e que possuem características de redução dos níveis séricos de colesterol
e lipídeos, além de auxiliar na manutenção da glicemia de portadores de diabetes mellitus, seu
consumo deve ser estimulado.
A secagem da yacon potencializou as propriedades terapêuticas da raiz, pois elevou a
concentração de FOS e permitiu a elevação da vida de prateleira da raiz que “in natura” se mostra
com alto grau de deterioração. Além disso, a secagem interrompeu o metabolismo de degradação
do FOS, fazendo com que os produtos resultantes desse processo, tais como as fatias
desidratadas e o pó para chá, apresentassem alto teor do composto.
A produção desses produtos alimentícios mostrou ser de fácil execução, de custo relativamente
baixo, podendo ser realizado em secadores de baixo grau de complexidade tecnológica.
Além do desenvolvimento tecnológico, essa pesquisa teve forte influencia na geração de recursos
humanos tanto na iniciação científica como no stricto-sensu, que se deu pela obtenção de uma
tese de doutorado.
Florianópolis, SC, ________de___________________de__________.
___________________________________________________
Assinatura do(a) Beneficiário(a)
4. VERIFICAÇÃO TÉCNICA DO PROJETO (campo da FAPESC)
4.1 Mediante as informações apresentadas pelo(a) coordenador(a) do projeto no presente
relatório, verifica-se que os objetivos, metas e resultados previstos foram:
( ) Plenamente atingidos
( ) Parcialmente atingidos
( ) Não foram atingidos
4.2 Recomendações e encaminhamentos:
Florianópolis, SC, ________de___________________de__________.
___________________________________________________
Assinatura da FAPESC