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: CON12536/2007-7
1.2. Título do Projeto:
OTIMIZAÇÃO E ESTUDO DO COMPORTAMENTO CINÉTICO DA SECAGEM DE TOMATE POR
CONVECÇÃO FORÇADA
1.3. Grande Área do Conhecimento (usar a nomenclatura do CNPq):
5.07.03.00-5 Engenharia de Alimentos
1.4. Coordenador(a) do Projeto: Luiz Henrique Castelan Carlson
1.5. Localização do projeto (Cidade/Região/SDR): Chapecó/SC/Oeste 4º região
1.5.1. Instituição: UNOCHAPECÓ
1.6.1. Valor total do projeto (incluindo todos os intervenientes): R$ 41.909,03
1.6.2. Participação da FAPESC: R$ 19.806,03
Custeio : R$ 10.298,00
1.6.3. Outras instituições participantes (nomear):
Capital: R$ 9.508,03
1.7. Início do Projeto: 15/03/2008
Término: 27/03/2009
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1.8 Equipe Executora (Nome, Titulação, Instituição e Função no projeto)
Luiz Henrique Castelan Carlson
Formado em Engenharia de Alimentos pela UFSC, Mestre em Engenharia Química pelo programa
de Pós-Graduação em Engenharia Química da UFSC e Doutor em Engenharia de Produção pelo
programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFSC. Atualmente é professor do
Centro de Ciências Agro-Ambientais e de Alimentos, especialmente no curso de Engenharia de
Alimentos e Engenharia Química da UNOCHAPECÓ. Coordenador do Projeto.
Adriano Cancelier
Formado em Engenharia Química pela UFSC, Mestre em Engenharia Química pelo programa de
Pós-Graduação em Engenharia Química da UFSC e Doutor em Engenharia de Produção pelo
programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFSC. Atualmente é coordenador e
professor no curso de Engenharia Química da UNOCHAPECÓ. Pesquisador do Projeto.
Adriano da Silva
Formado em Engenharia Química na UFSC, Mestre em Engenharia Química pelo programa de PósGraduação em Engenharia Química da UFSC e Doutor em Engenharia Mecânica na área de
Ciências Térmicas pelo programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFSC.
Atualmente é professor do Centro de Ciências Agro-Ambientais e de Alimentos, especialmente no
curso de Engenharia Química da UNOCHAPECÓ. Pesquisador do Projeto.
Antonio Munarini
Acadêmico do Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos da UNOCHAPECÓ. Atuou na
realização dos experimentos de desidratação de tomate.
Tiago Osmarin
Acadêmico do Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos da UNOCHAPECÓ. Atuou na
realização dos experimentos de desidratação de tomate e tabulação e cálculo dos dados.
2
DESCRIÇÃO DA PESQUISA, RESULTADOS E IMPACTOS
2.1 Resumo da pesquisa (até 500 palavras, espaço simples, fonte times new roman, tamanho 10)
O tomate é um fruto que não pode ser estocado por longos períodos pois se deteriora rapidamente, uma forma
de conservar o tomate por mais tempo é através do seu processamento. Vários produtos podem ser obtidos pelo
processamento do tomate, entre eles: polpa de tomate, catchup, molhos, sopas, sucos e o tomate seco. As pequenas
fábricas de tomate seco apresentam-se como uma excelente alternativa de renda para o produtor, pois agrega valor ao
produto e dá destino ao excedente de produção. O tomate seco, assim como a maioria dos alimentos desidratados,
devem ser produzidos sob condições operacionais restritas e controladas, pois a qualidade do produto final irá depender
de vários fatores relacionados com a velocidade com que ocorre a desidratação e o pré-tratamento que estes sofreram.
Com a secagem, ocorre a redução da atividade de água do produto, aumentando a sua vida de prateleira, sendo um
produto concentrado, o que diminui o seu espaço de armazenamento e transporte. Atualmente existem poucas
referências na literatura científica sobre o comportamento cinético da secagem do tomate, sendo que os parâmetros
operacionais empregados atualmente na produção de tomate seco são baseados unicamente na experiência. A
automatização e o efetivo controle do processo de secagem, possui grande influência na qualidade do produto final;
além disso o controle de umidade é de fundamental importância no armazenamento de frutas e vegetais, assim o
conhecimento dos efeitos da secagem sobre as propriedades químicas e biológicas do produto, uma vez que afetam
sensivelmente os fenômenos de transferência de massa principalmente em alimentos. Os resultado que serão obtidos
com esta pesquisa permitirão estabelecer os parâmetros operacionais ideais para a produção de tomate seco,
possibilitando projetar secadores com alta eficiência de secagem e de utilização de calor, reduzindo o tempo de
produção e o consumo de energia, o que se traduz em uma redução significativa dos custos de produção. Os resultados
obtidos serão apresentados em congressos nacionais de iniciação científica e submetidos a periódicos científicos
internacionais da área de Engenharia de Alimentos. O presente projeto de pesquisa tem como objetivo realizar um
estudo do comportamento cinético da secagem do tomate por convecção forçada para a determinação das condições
operacionais ótimas que resultem em um produto de excelente qualidade com um baixo custo de produção. Pretende-se
também repassar a tecnologia de produção de tomate seco, assim como o projeto de um desidratador de baixo custo, aos
produtores de tomate da região do Meio-oeste catarinense, gerando empregos e riqueza na região.
2.2. Caracterização da Pesquisa:
PESQUISA BÁSICA (PB):
PB visando o avanço do conhecimento sobre o tema em estudo (X)
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 ( )
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)
Um dos principais resultados deste trabalho foi a obtenção dos coeficientes cinéticos da
desidratação de tomate e a comparação destes para os diferentes tratamentos do tomate, ou seja,
a comparação com os testes realizados com um pré-processamento com solução osmótica (prédesidratação osmótica) e sem este pré-processamento. Notou-se, que nos experimentos realizados
com desidratação osmótica, o tempo de desidratação por convecção forçada foi menor, isso se deve
ao fato dos tomates já terem perdido uma quantidade de água quando em contato com a solução
osmótica. Com relação ao coeficiente convectivo de transferência de massa, houveram pequenas variações entre os
experimentos com desidratação osmótica e sem, sendo esta variação provavelmente oriunda da diferença existente entre
os tomates, diferença esta relativa à qualidade dos tomates e também observada nos experimentos onde havia um
número diferente de fatias (4 e 8), sendo menores nos experimentos de 8 fatias, com e sem desidratação osmótica em
torno de 0,1 kg/m²*s. Nos experimentos que apresentaram melhor rendimento (90% perda de massa), com desidratação
osmótica e secagem, o tempo total do experimento não chegou a 20 horas (da seleção ao produto final). Recomenda-se
que a melhor concentração para o preparo das soluções osmóticas seja de 5% de sal, de 30% de açúcar e um volume de
água de 2,5 L por kg de tomate. Um dos maiores desafios para o desenvolvimento deste trabalho consistia em montar
uma unidade piloto de desidratação de frutas e hortaliças que fosse totalmente monitorada por computador,
possibilitando assim a fidelidade dos dados e agilidade na sua análise. Os principais parâmetros que devem ser
monitorados em um processos de desidratação são: temperatura do ar de secagem, umidade do ar de secagem,
velocidade do ar de secagem e variação da massa do material que está sendo desidratado. Graças ao conhecimento
técnico da equipe na área de instrumentação e controle de processos, além do domínio da linguagem de programação,
foi possível desenvolver um software de monitoramento para se comunicar com os instrumentos de medição dos
parâmetros do processo. Este pode ser considerado um dos principais resultados do projeto, já que possibilitará a
realização de diversas pesquisas futuras, além de oportunizar aos acadêmicos do curso de Engenharia de Alimentos o
contato direto com um importante processo da indústria de alimentos (desidratação de alimentos) e ver de perto o
funcionamento de instrumentos de monitoramento. Graças aos conhecimentos e experiência adquirida durante este
projeto de pesquisa é que surgiu uma oportunidade de desenvolver um trabalho de pesquisa e transferência tecnológica
com uma universidade Italiana, a Universidade de Catánia, sendo elaborado e submetido em conjunto um projeto de
pesquisa para o Edital MCT /CNPq nº 09/2008 - Programa Executivo Brasil-Itália, na área de
Desidratação de Frutas e Hortaliças. Sendo o projeto aprovado, serão desenvolvidos diversos
estudos com diferentes frutas e hortaliças que irão gerar importantes resultados e benefícios para
o desenvolvimento econômico da região e transformará a UNOCHAPECÓ em um centro de
excelência na área de estudo de Desidratação de Frutas e Hortaliças.
3. DETALHAMENTO TÉCNICO
3.1. Data: 27/02/2009
Prestação de contas financeira: (X) Finalizada
( ) Em atraso
3.2. Avaliação (feita pelo(a) coordenador(a) da pesquisa):
Embora não tenham sido
Avalio positivamente a execução do presente projeto.
alcançados todos os objetivos previstos, foi possível estabelecer uma metodologia de trabalho que,
graças a aquisição de uma unidade de desidratação de frutas e hortaliças, permitirá o
desenvolvimento de vários trabalhos com diferentes tipos de frutas e hortaliças, contribuindo para
o desenvolvimento científico e tecnológico nesta área e promovendo a transferência desta
tecnologia para os agricultores da região. Outro aspecto muito positivo é o envolvimento dos
alunos tanto diretamente com a pesquisa, assim como indiretamente, através do interesse com os
A) O Projeto se desenvolveu segundo a proposta originalmente definida?
(X) Sim
( ) Não
Se houve mudanças significativas, elas foram especificadas e justificadas?
(X) Sim
( ) Não
Houve solicitação de alteração de rubrica (custeio/capital)?
(X) Sim
( ) Não
Descrever as alterações:
De forma a substituir alguns equipamentos orçados inicialmente, por novos equipamentos que cumpriram os
mesmos objetivos, porém com um custo menor, e cuja economia permitiu a aquisição de um micro-computador que era
indispensável ao projeto, mas que não havia sido orçado inicialmente, foi realizada a alteração de rubrica apresentada
na tabela abaixo:
Apresentação do orçamento antigo e do novo orçamento para o qual os recursos deverão ser redirecionados:
Orçamento antigo
a) Sistema de medição e transmissão de temperatura constituído por:
- 4 Termopares tipo J
- 10 metros de Cabo de sinal
- 4 quatro Transmissores
Fornecedor: IOPE
Valor (R$) 1.343,00
b) Sistema de medição e transmissão de temperatura e de umidade constituído por:
- 2 my PCProbe RHT USB
- 2 myPCProbe Temp – haste 6/3x150mm sensor PT100 USB (perfuração)
Fornecedor: TESLA
Valor (R$) 996,00
Novo Orçamento
a) Sistema de aquisição de dados constituído por:
- 1 Cartão conversor A/D PCI
- 1 Cabo blindado macho/fêmea
- 1 Cabo blindado fêmea/macho
- 1 Borneira para conexão 37
Fornecedor: LR Informática
Valor (R$) 3.453,00
b) Computador PC Core 2 Duo com 2 GB de memória. 280GB de disco, tela LCD 19” widescreen, gravador de DVD,
10 entradas USB, 1 entrada serial, MS-Windows XP Professional
Fornecedor: CBA Informática
Valor (R$) 3.800,00
Esta economia foi possível graças a disponibilidade no mercado de sensores de temperatura e de
umidade com saída USB, que se conectam diretamente ao computador, eliminando a necessidade de se adquirir todo um
sistema de aquisição de dados, além de que os próprios sensores encontrados são mais baratos do que aqueles orçados
inicialmente. Espera-se assim, realizar os estudos previstos nos objetivos da pesquisa com os melhores equipamentos a
nossa disposição.
B) Equipamentos adquiridos, quando for o caso:
1) Sistema de medição e transmissão de temperatura e de umidade constituído por:
- 2 my PCProbe RHT USB
- 2 myPCProbe Temp – haste 6/3x150mm sensor PT100 USB (perfuração)
Fornecedor: TESLA Comercial Ltda.
2) Computador PC AMD Athlon 64 X2 Dual Core com 2 GB de memória, 250GB de disco, tela LCD
19” widescreen, gravador de DVD, 10 entradas USB, 1 entrada serial, MS-Windows XP
Professional
Fornecedor: CBA Informática
3) Sistema de pesagem composto por indicador R MOD WT-3000I S601 com saída serial RS 232,
Célula de Carga MOD PW12-300kg e 3 mts de cabo blindado 7 X22.
Fornecedor: Libratek Balanças e Equipamentos
4) Termo-Anemômetro Digital ITTAD-500
Fornecedor: Instrutemp
5) Desidratadora de Frutas e Hortaliças modelo MS/P.
Fornecedor: Macanuda
C) Problemas ou dificuldades na execução do projeto, quando houver:
O desenvolvimento de uma pesquisa cujo objeto de estudo era uma fruta, apresenta diversas dificuldades em relação a
padronização dos experimentos. Pois o tomate apresenta variações de cor, quantidade de água, tamanho, grau de
amadurecimento, teores de açúcar, entre outros de acordo com as variações climáticas, ou seja, se havia chovido muito
ou pouco causava alterações das características da fruta. Estas alterações tinham como conseqüência uma oscilação no
resultado dos experimentos, tornando difícil a reprodutibilidade dos mesmos e sendo necessário aumentar o número de
experimentos, estendendo assim o prazo de conclusão do projeto.
Devido a este prolongamento no prazo de realização dos experimentos de desidratação de tomate, não foi
possível concluir as análises sensoriais dos mesmos, pois além de ser necessário estar com todos os lotes prontos para a
realização dos testes comparativos, se faz necessário realizar a capacitação dos degustadores e, por ordem legal, aprovar
os testes no Comitê de Ética da UNOCHAPECÓ.
Para este trabalho, foi montada uma unidade desidratadora de frutas e hortaliças totalmente monitorada por
computador, sendo desenvolvido um software exclusivamente para operar esta unidade e que realizava todo o
monitoramento das variáveis de interesse da pesquisa. Sendo assim, as quedas de energia elétrica ou travamento do
computador foram um relevante contra-tempo que interrompiam a execução do software e que causavam a perda parcial
ou total dos dados e, conseqüentemente, tornava necessário a repetição de todo o experimento daquele dia.
D) Objetivos e metas previstas foram atingidas?
( ) Totalmente
(X) Parcialmente
Comentar:
Conforme relatado no item anterior deste relatório, vários problemas impediram que certos
objetivos do projeto fossem alcançados. Em geral, foi possível obter as curvas cinéticas para
várias condições de operação da unidade, possibilitando um maior entendimento do processo e
seu estudo do ponto de vista técnico e econômico (consumo de energia). Porém, a avaliação
sensorial dos tomates desidratados não foi realizada, não permitindo cruzar as informações
obtidas com o estudo do comportamento cinético do processo com informações em relação as
características organolépticas do produto final, que são de extrema importância do ponto de vista
comercial (gosto do consumidor). Considerando que não haverá um custo representativo para a
realização desta análise sensorial, a mesma será realizada assim que encerrarem os últimos
experimentos de desidratação de tomate.
A partir deste cruzamento de dados também será possível estabelecer as condições ótimas
de operação da unidade desidratadora de tomate e, conseqüentemente, desenvolver um projeto
desta unidade desidratadora em escala industrial.
E) Disseminação do conhecimento e produção gerada pela pesquisa:
- Artigos publicados ou encaminhados – (quantidade):
- Dissertações ou teses originadas ou incorporadas:
- Livros publicados ou encaminhados:
- Divulgação na Internet:
- Participação em Congressos, Simpósios ou Seminários:
- Registro de Propriedade Intelectual: a ser encaminhado
- Outros:
Descrever a produção e sua repercussão:
Está em elaboração um artigo científico para apresentação dos dados cinéticos do processo
de desidratação de tomate. Outro artigo científico será elaborado a partir do momento que forem
obtidos os resultados da análise sensorial dos tomates desidratados. Também será encaminhado
ao INPI um pedido de registro de software para o programa de computador de monitoramento
desenvolvido exclusivamente para este processo de desidratação.
A principal repercussão do desenvolvimento desta pesquisa foi proporcionar a aproximação
do grupo de pesquisadores do presente projeto com outro grupo de pesquisadores italianos que
também estudam os processos de desidratação de frutas e hortaliças. Esta aproximação resultou
na elaboração conjunta de um projeto de Cooperação Técnico/Científica na área de Desidratação
de Frutas e Hortaliças entre a UNOCHAPECÓ e a Universidade de Catánia na Itália. Este projeto
foi submetido ao Edital MCT /CNPq nº 09/2008 - Programa Executivo Brasil-Itália, que encontrase atualmente em análise pelos órgãos competentes. Caso seja aprovado, irá oportunizar grandes
avanços científico e econômico para os dois países.
F) Principais benefícios efetivos ou potenciais para a sociedade em decorrência da pesquisa, entre
os seguintes aspectos, no que couber:
(X) Incremento da renda familiar
( ) Melhoria da saúde
(X) Aumento da ocupação/emprego
( ) Melhoria do saneamento
( ) Redução da jornada de trabalho
( ) Melhoria da moradia
( ) Melhoria do sist. de transporte
( ) 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
( ) Satisfação do beneficiado
(X) Avanço do conhecimento científico
( ) Melhoria do Meio Ambiente
( ) 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
( ) Contribuição ao Desenvolvimento Regional
( ) Contribuição à inserção social
( ) Possibilidade de obter patente
( ) Redução da desigualdade social
(X) Agregação de valor a produtos
( ) Redução de consumo de energias
( ) Redução de resíduos
Descrever os benefícios assinalados:
A produção de tomate seco é uma ótima alternativa de agregar valor ao produto colhido, aumentando o tempo
de armazenamento e de comercialização, além de dar destino ao excedente da produção de tomate. O tomate seco em
conservas, vem conquistando, nos últimos anos, importante fatia do mercado brasileiro no setor de alimentação. Com
isso, as pequenas fábricas de frutas desidratadas e de tomate seco possuem uma ótima oportunidade crescimento,
apresentando-se como uma excelente alternativa de renda dos produtores rurais.
Com a realização deste projeto foi possível avançar consideravelmente na obtenção de dados cinéticos do
processo de desidratação de tomates e que deverão subsidiar a futura elaboração de cartillhas e demais documentos de
auxílio ao treinamento e capacitação de produtores. Um fator relevante será a definição das condições ótimas do préprocessamento do tomate por desidratação osmótica que, além de reduzir o tempo de secagem, confere sabor agradável
e promove uma melhora na qualidade final do produto.
Chapecó, SC, 27 de fevereiro de 2009.
___________________________________________________
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