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Comparison between centrifugation and microfiltration on the clarification of passion fruit juice/Comparacao entre centrifugacao e microfiltracao na clarificacao do suco tropical de maracuja.

Introducao

A producao e a comercializacao mundial de frutas encontram-se em uma fase de grande expansao, em funcao dos progressos tecnologicos atingidos em nivel de producao e pos-colheita. Somam-se a estes fatores as mudancas no comportamento e habitos alimentares da populacao. Segundo Medina et al. (1980), as frutas de maracuja sao de valor nao tanto pelas caracteristicas nutricionais, mas pelo seu sabor particular intenso e sua alta acidez, constituindo uma base forte interessante para fabricacao de bebidas de sucos de frutas. Alem disso, as especies principais sao boas fontes de vitamina A e niacina. Seu sabor, embora excelente, tende a ser superconcentrado.

Amplo uso do maracuja e feito por processamento comercial. Sucos sao preparados como suco integral concentrado, ao natural ou congelado. Frequentemente, o suco e utilizado para conferir sabor a misturas de outros sucos de frutas. Bebidas carbonatadas tem sido preparadas de suco de maracuja (MEDINA et al., 1980).

O suco tropical e o produto obtido pela dissolucao, em agua potavel, da polpa de fruta de origem tropical. Trata-se de uma bebida naofermentada, de cor, aroma, e sabor caracteristico da fruta, submetida a tratamento que assegure sua conservacao e apresentacao ate o momento do consumo. O suco tropical de maracuja ja deve apresentar cor que varia entre amarelo e laranja, sabor e aromas proprios. O suco tropical de maracuja adocado deve conter, no minimo, 12 g de polpa de maracuja por 100 g de produto e apresentar, no minimo 11,0 [degrees]Brix (a 20[degrees]C), acidez total minima (expressa em acido citrico) 0,27 g 100 [g.sup.-1] e concentracao minima de acucares totais de 8,0 g 100 [g.sup.-1]. O suco de maracuja nao-adocado deve conter, no minimo 50 g de polpa de maracuja por 100 g de produto e apresentar valores minimos de 6,0 [degrees]Brix (a 20[degrees]C) e acidez total (expressa em acido citrico) de 1,25 g 100 [g.sup.-1], alem de uma concentracao de acucares totais de, no maximo, 9,0 g 100 [g.sup.-1] (VENTURINI FILHO, 2005).

A clarificacao de sucos pode se dar por meio de processos: fisicos, quimicos e bioquimicos, ou entao, uma associacao entre eles, para se obter melhores resultados. De acordo com Venturini Filho (2005), a tecnica convencional de clarificacao do suco de maracuja e a centrifugacao que e um processo de separacao em que a forca centrifuga relativa gerada pela rotacao da amostra e usada para sedimentar solidos em liquidos, ou liquidos imisciveis de diferentes densidades, separando-os. E usada em diferentes aplicacoes laboratoriais, industriais e domesticas.

A microfiltracao e o processo de separacao com membranas mais proximo da filtracao classica, pois nao se efetua a separacao em nivel molecular, mas sim de materiais (particulas) de tamanho bastante reduzido. Utiliza membranas porosas com poros na faixa entre 0,1 e 10 [micro]m, sendo, portanto processos indicados para a retencao de materiais em suspensao e emulsao (Adaptado de HABERT et al., 1996). Na microfiltracao, um gradiente de pressao e mantido por meio da membrana para manter o fluxo de permeado. O filtrado resultante ou permeado escoa atraves do meio filtrante e deve ser idealmente desprovido de solidos em suspensao.

O objetivo do presente trabalho foi o de comparar o processo de microfiltracao com a centrifugacao, na clarificacao do suco tropical de maracuja para producao de suco tropical de maracuja sem particulas em suspensao.

Material e metodos

Na preparacao do suco tropical de maracuja foi utilizada polpa integral de maracuja, adquirida junto a uma empresa fornecedora de polpa de suco de fruta da regiao de Maringa, Estado do Parana. O preparo do suco tropical seguiu as instrucoes do fornecedor da polpa, sendo utilizado para cada teste 1,5 L de polpa para 3 L de agua.

Para diminuir a viscosidade e o teor de polpa, o suco tropical de maracuja foi submetido a um pretratamento enzimatico. A enzima utilizada foi a Cytrozym Ultra L fornecido pela Novozymes. A temperatura na qual foi realizada a hidrolise foi a de maior atividade pectolitica da enzima e essa temperatura foi de 50[degrees]C. O tratamento enzimatico foi realizado num becker de 4 L de capacidade, dentro de um banho termostatico. Apos a adicao da enzima (100 e 200 ppm), o suco tropical permaneceu em tratamento durante 1h, com agitacao intermitente. Nenhum procedimento foi realizado para desativacao da enzima.

Os ensaios de clarificacao por microfiltracao do suco foram realizados numa unidade de microfiltracao construida em aco inox. As membranas empregadas neste trabalho foram do tipo tubular ceramica de Ti[O.sub.2]/[alpha]--[Al.sub.2][O.sub.3], Schumacher GmbH-Ti 01070, com diametro interno de 7 mm e area de membrana igual a 0,005 [m.sup.2]. Os diametros medios de corte das membranas empregadas foram iguais a 0,3 e 0,8 [micro]m. Neste trabalho foram avaliadas as influencias de parametros importantes para o desenvolvimento do processo de clarificacao por microfiltracao, tais como concentracao enzimatica, pressao transmembrana e diametro de corte das membranas.

O procedimento experimental adotado nesta etapa consistiu em fixar a velocidade tangencial maxima fornecida pelo equipamento (6,7 m [s.sup.-1]) e variar a concentracao enzimatica (100 e 200 ppm), pressao transmembrana (1,0 e 3,0 bar) e o diametro de corte da membrana (0,3 e 0,8 [micro]m).

A unidade de microfiltracao foi alimentada a cada corrida com 3,5 L de suco tropical de maracuja tratado enzimaticamente. A corrente de circulacao foi bombeada para o interior da unidade de microfiltracao, com temperatura controlada de 35[degrees]C. A massa de permeado foi determinada usando uma balanca digital. O ensaio de microfiltracao cessava quando 1 L (aproximadamente 1 kg) de permeado era coletado, o que corresponde a um fator de concentracao igual a 1,4. O fator de concentracao foi calculado de acordo com a equacao:

[F.sub.c] = [V.sub.A]/[V.sub.A] - [V.sub.P] (1)

em que: [F.sub.c] e o fator de concentracao, [V.sub.A] e o volume do alimentado e [V.sub.P] e o volume do permeado.

Na clarificacao por centrifugacao, foi utilizada uma centrifuga do tipo Jouan 305. O suco tropical de maracuja foi centrifugado a 35[degrees]C, apos o pretratamento numa velocidade de 3500 rpm por 30 min. O delineamento experimental e apresentado na Tabela 1, e os testes foram feitos em duplicata.

Para cada ensaio experimental, realizaram-se, nas amostras de suco alimentado, retido e permeado analises fisico-quimicas. As analises fisico-quimicas foram realizadas em triplicatas e sao elas: pH, solidos totais, solidos soluveis, massa especifica, turbidez, teor de polpa e acucares redutores, segundo as metodologias citadas por Balischi et al. (2002).

Quando uma solucao e microfiltrada, a retencao de macromoleculas adiciona outras parcelas a resistencia da membrana, como pode ser visualizado na Figura 1. Em alguns casos, o aumento da resistencia ao movimento reduz drasticamente o fluxo, de modo que este chega a ser apenas 5% do valor verificado com agua pura (MULDER, 1991).

[FIGURE 1 OMITTED]

A resistencia total Rt e influenciada por varios mecanismos de bloqueio do percurso do permeado. O bloqueio de poros, a adsorcao nos poros da membrana, a camada gel e a polarizacao de concentracao, alem da resistencia inerente a propria membrana, sao parcelas que, somadas, resultam na oposicao ao movimento do permeado.

O fluxo pode ser descrito por um modelo de resistencias dispostas em serie, em analogia ao fluxo de calor (SCOTT; HUGHES, 1996). De acordo com Cheryan (1998), o fluxo permeado (J) pode ser expresso por:

J = P/[mu] x R (2)

em que: P e a pressao transmembrana, [mu] e a viscosidade do permeado e R e a resistencia total a qual pode ser definida por:

R = [R.sub.M] + [R.sub.F] + [R.sub.P] (3)

em que: [R.sub.M] e a resistencia da membrana, [R.sub.F] e a resistencia causada pelo fouling e [R.sub.P] e a resistencia pela polarizacao de concentracao. A resistencia RP e resultante das condicoes de operacao selecionadas e que apenas um enxague lento com agua ao final do processo remove essa parcela. A resistencia RF e considerada irreversivel, ou seja, nao e removida com um simples enxague com agua, sendo necessario realizar uma limpeza quimica.

Substituindo a Equacao (3) na Equacao (2), resulta:

J = P/[mu] x ([R.sub.M] + [R.sub.F] + [R.sub.P]) (4)

apos o enxague RP torna-se nula e o fluxo de agua e chamado de [J.sub.h]:

[J.sub.h] = P/[mu] x ([R.sub.M] x [R.sub.F]) (5)

conhecidos [R.sub.M] e [R.sub.F] tem que [R.sub.P] sera:

[R.sub.P] = P/[mu] x [J.sub.h] - ([R.sub.M] + [R.sub.F]) (6)

Resultados e discussao

Testes preliminares com microfiltracao

Inicialmente foi realizada a microfiltracao da polpa integral do suco de maracuja sem o tratamento enzimatico e foi constatado que nao houve fluxo de permeado. Isso ocorreu porque a polpa integral do suco de maracuja, como pode ser observado na Tabela 2, e um sistema muito particulado com alto teor de solidos em suspensao. Em seguida, foi realizada a microfiltracao da polpa integral do suco de maracuja previamente centrifugada na temperatura de 35[degrees]C e 1,0 bar e foi verificado fluxo de permeado estabilizado igual a 8,5 kg [h.sup.-1] [m.sup.-2], o qual e considerado um fluxo baixo para operacoes industriais. Com base nesses fatos, optou-se pela realizacao do tratamento enzimatico.

Tratamento enzimatico

Na Tabela 2 e apresentada uma comparacao entre as caracteristicas fisico-quimicas da polpa e do suco tropical com e sem tratamento enzimatico.

A centrifugacao da polpa mostrou-se um processo no qual a turbidez foi 22% maior quando comparado com a hidrolise enzimatica do suco tropical (considerando uma media entre os valores obtidos a 100 e 200 ppm, uma vez que as diferencas entre eles foram menores que 10%). Esse mesmo comportamento foi constatado para solidos soluveis, onde para o suco tratado enzimaticamente foi aproximadamente 7% menor. Na centrifugacao, obteve-se reducao de solidos suspensos superior a 99%. Massa especifica e pH nao sofreram alteracoes significativas. Os valores de acucares redutores na amostra de suco hidrolisado foram aumentados se comparados aos valores do suco centrifugado, comprovando a atividade da enzima.

Influencia da pressao transmembrana, do diametro de corte da membrana e da concentracao de enzimas sobre o fluxo de permeado.

Para cada pressao transmembrana e concentracao de enzimas usadas nos ensaios realizados, os fluxos de permeados estabilizados estao apresentados nas Tabelas 3 e 4, para as membranas de 0,3 e 0,8 [mu]m, respectivamente.

Na Tabela 3, pode-se observar que na concentracao enzimatica de 100 ppm o aumento na pressao transmembrana de 1,0 bar para 3,0 bar causou pequeno aumento no fluxo estabilizado de permeado. Porem este aumento nao justifica a escolha de maior pressao como condicao otima de operacao do sistema, pois os ganhos no aumento do fluxo de permeado nao compensam ao consumo de energia requerido para se aumentar a pressao transmembrana. Por outro lado, na concentracao enzimatica de 200 ppm, o comportamento observado foi o contrario, ou seja, foi constatada diminuicao no fluxo de permeado e esta diminuicao foi de aproximadamente 11% em relacao ao fluxo de 1,0 bar. Nesse sentido, a melhor condicao operacional para membrana de 0,3 pm e a utilizacao de pressao de 1,0 bar e o tratamento enzimatico com 100 ppm de enzima.

Na Tabela 4, encontram-se os resultados dos fluxos estabilizados, obtidos no processamento do suco tropical de maracuja tratado enzimaticamente a 100 e 200 ppm, usando a membrana de 0,8 [mu]m. Para esta membrana, o comportamento foi oposto ao da membrana de 0,3 [mu]m. Usando 100 ppm de concentracao enzimatica, o aumento na pressao transmembrana provocou diminuicao no fluxo de permeado e esta diminuicao foi de aproximadamente 33%. Ja a 200 ppm de concentracao enzimatica, houve aumento no fluxo de permeado e este aumento foi de aproximadamente 20%.

Ao comparar os maiores fluxos de permeado para a membrana de 0,8 [mu]m, observa-se que estes ocorrem nas seguintes condicoes: 100 ppm de concentracao de enzimas e 1,0 bar e 200 ppm e 3,0 bar. Por esses fluxos de permeado serem muito proximos, entao por questoes de custos de operacao e mais indicado operar com a membrana de 0,8 [mu]m a 1,0 bar e com o suco tropical de maracuja pretratado enzimaticamente a 100 ppm.

Ressalta-se que o aumento da pressao transmembrana e da concentracao enzimatica nao implicou numa variacao significativa no pH e massa especifica. Ja para os solidos soluveis, solidos totais e acucares redutores observam-se reducao no permeado, e algumas superiores a 10%.

Analisando todos os resultados anteriores, constata-se que o aumento da concentracao de enzimas no pre-tratamento do suco tropical de maracuja nao melhorou o desempenho da membrana como tambem o aumento do diametro de poros nao causou aumento expressivo no fluxo de permeado nem tampouco na qualidade do suco. Em vista disso, pode-se inferir que a membrana de 0,3 pm foi a que apresentou os melhores fluxos e que a concentracao de 100 ppm de enzima e suficiente para hidrolisar e reduzir a viscosidade do suco para que se tenha um fluxo de permeado considerado viavel economicamente.

Jiraratananon e Chanachai (1996), estudando os mecanismos de fouling na ultrafiltracao do suco de maracuja com membrana de polissulfona de 30 kDa a 1,0 bar e 30[degrees]C, obtiveram fluxo de permeado estabilizado igual a 57 kg [h.sup.-1] [m.sup.-2] e ainda observaram aumento pouco significativo no fluxo de permeado com o aumento da pressao transmembrana. Estes autores atribuem o fato a formacao de uma camada de gel na superficie da membrana causado pelo acumulo de pectina e amido o que consequentemente aumenta a resistencia ao escoamento.

Vaillant et al. (1999), estudando a microfiltracao tangencial do suco de maracuja, tratado enzimaticamente com Ultrazym 100G[R], trabalhando nas condicoes de 1,5 bar, 36[degrees]C e velocidade de escoamento igual a 7 m [s.sup.-1], com uma membrana multicanal ceramica de 0,2 pm, alcancaram fluxo estabilizado igual a 113 L [h.sup.-1] [m.sup.-2]. Estes autores procederam ainda a microfiltracao do suco de maracuja sem tratamento enzimatico e constataram fluxo estabilizado de aproximadamente 10 L [h.sup.-1] [m.sup.-2] nas mesmas condicoes operacionais ja citadas.

Silva et al. (2005) estudaram a clarificacao do suco organico de maracuja por microfiltracao. Os autores usaram membranas tubulares de poli(etersulfona) de diametro de corte igual a 0,3 pm. O suco organico foi hidrolisado com 150 ppm de Pectinex Ultra SPL, 300 ppm de Biopectinase e 40 ppm de a-amilase. Nas condicoes descritas, os autores relatam fluxo estabilizado igual a 25 L [h.sup.-1] [m.sup.-2].

Caracteristicas fisico-quimicas do suco tropical de maracuja clarificado por microfiltracao

Para cada teste realizado foram averiguados alguns parametros fisico-quimicos importantes para aferir a qualidade do suco tropical de maracuja obtido. Os parametros avaliados foram citados em material e metodos. Nas Tabelas 5 e 6 sao apresentados, respectivamente, os resultados obtidos no processamento do suco tropical de maracuja usando as membranas de 0,3 e 0,8 [micro]m (para as melhores condicoes de fluxo de permeado obtidos, estabelecidos anteriormente). Os resultados aqui mostrados correspondem a media obtida para os dois testes de microfiltracao realizados.

A variacao do diametro de poro da membrana nao causou variacao significativa nos parametros pH e massa especifica dos permeados obtidos. Uma possivel variacao no pH so ocorrera quando existir reacao dos acidos do suco com o material do qual e constituida a membrana. Destaca-se remocao total dos solidos suspensos e reducao de solidos soluveis e totais atingindo 13%, como apresentado na Tabela 5. Esta reducao de solidos esta de acordo com a reducao da turbidez observada nos permeados obtidos.

Os solidos removidos do permeado ficam possivelmente na verdade depositados parcialmente na superficie da membrana, causando o fouling que consequentemente reduz o fluxo de permeado.

Para todas as condicoes experimentais, foi observada reducao total de solidos suspensos no permeado e que a reducao de turbidez ficou entre 95 e 99%, o que caracteriza o processo de clarificacao, porem os resultados de turbidez, estao um pouco acima do valor considerado otimo pela literatura que e de 2 NTU ou 2 FAU.

Caracteristicas fisico-quimicas do suco tropical de maracuja clarificado por centrifugacao

As Tabelas 7 e 8 apresentam os resultados das analises fisico-quimicas do suco tropical de maracuja centrifugado.

Nota-se que a centrifugacao causou reducoes de turbidez maior que 97% e ainda reducao de solidos suspensos superiores a 97% para ambos os tratamentos enzimaticos. Os demais parametros analisados tiveram comportamentos similares aos obtidos pelo processo de microfiltracao.

Comparando os dados das analises fisicoquimicas do suco centrifugado nas diferentes concentracoes enzimaticas, apura-se que todos os parametros fisico-quimicos analisados nao sofrem alteracoes muito significativas o que evidencia que a variacao da concentracao enzimatica nao altera expressivamente estes parametros fisico-quimicos analisados. O suco centrifugado pre-tratado com 100 ppm de enzimas apresentou resultados muito proximos aos obtidos pelo processamento com a membrana de 0,3 [micro]m e 1,0 bar de pressao.

Limpeza das membranas

Para a limpeza das membranas ceramicas seguiram-se os seguintes passos: (1[degrees]) drenar todo suco da unidade; (2[degrees]) recircular agua desionizada a 35[degrees]C por 5 min. para retirar o suco da unidade; (3[degrees]) retirada da membrana do modulo de microfiltracao; (4[degrees]) lavagem da membrana em banho ultrassonico com solucao de NaOH a 8 g [L.sup.-1] em dez ciclos de 15 min. a 65[degrees]C; (5[degrees]) enxague da membrana com agua desionizada a 50[degrees] em sete ciclos de 15 min.; (6[degrees]) se o fluxo de agua nao retornasse ao original um novo ciclo de limpeza, como descrito anteriormente, era iniciado.

Estudos das resistencias

A determinacao das resistencias foi analisada de modo a se determinar qual parcela contribuia em maior proporcao para a reducao de fluxo.

A Tabela 9 apresenta as porcentagens que cada resistencia adicionou a resistencia total do fluxo. Para ambas as membranas, a resistencia do fouling contribuiu em maior proporcao em relacao a resistencia de polarizacao de concentracao.

Como apresentado na Tabela 9, a maior parte do total da resistencia foi pelo fouling (36-65%). A resistencia da membrana teve a menor porcao de contribuicao (2-18%) enquanto que a resistencia por polarizacao de concentracao variou entre 33 e 38%. Ushikubo et al. (2007) obtiveram comportamento similar aos obtidos nesse trabalho enquanto microfiltravam suco de umbu tratado enzimaticamente com Pectinex Ultra SP-L, membrana de polipropileno de diametro de poro igual a 0,2 [micro]m. Esses autores atribuem a alta resistencia ao fouling as membranas de microfiltracao que possuem poros maiores, o que permitem a adsorcao de especies presentes no suco nas paredes dos poros da membrana.

Jiraratananon e Chanachai (1996), estudando os mecanismos de fouling na ultrafiltracao do suco de maracuja com membrana de polissulfona de massa molecular de corte igual de 30 kDa a 1,0 bar relatam aumento de aproximadamente cinco vezes na resistencia ao fouling com aumento da pressao transmembrana de 70 para 150 kPa. Os autores ainda relatam diminuicao na resistencia ao fouling quando o fluxo de permeado e aumentado.

Ushikubo et al. (2007) afirmam que para processos de ultrafiltracao, onde os poros das membranas sao menores que as particulas rejeitadas ficam depositadas e/ou aderidas a superficie da membrana.

Rai et al. (2007) estudaram os efeitos de diversos tipos de pre-tratamento na ultrafiltracao do suco de mosambi (Citrus sinensis) e afirmam que 82% da resistencia total sao devido ao fouling.

Comparacao entre centrifugacao e microfiltracao

No que diz respeito a clarificacao do suco tropical de maracuja, o processo de centrifugacao e o processo de microfiltracao sao equivalentes, como pode ser observado na Tabela 10. Note que ambos os processos resultam num suco clarificado com 97% de reducao de turbidez. Porem, para o objetivo geral deste trabalho, que e produzir um suco clarificado sem particulas em suspensao o processo de microfiltracao se destaca por apresentar reducao total em solidos em suspensao.

Os sucos clarificados por microfiltracao nas membranas de 0,3 e 0,8 g.m, no que diz respeito a qualidade fisico-quimica, sao semelhantes. Isso e comprovado quando sao analisados os percentuais de reducao na Tabela 10. Para se optar por uma membrana, pode-se observar na Tabela 9 que a resistencia pelo fouling para membrana de 0,3 [micro]m e menor. Este conhecimento sobre o fenomeno de fouling e importante, pois o mesmo e irreversivel e para elimina-lo e preciso fazer limpeza na membrana (ou seja, retirar a membrana do equipamento de microfiltracao e proceder a limpeza quimica). Quanto maior a contribuicao do fouling mais agentes de limpeza e tempo serao gastos para a limpeza. Como para membrana de 0,3 [micro]m a resistencia ao fouling foi menor, esta membrana e a mais indicada para clarificacao do suco tropical de maracuja.

Conclusao

A partir dos resultados obtidos no presente trabalho observou-se que:

--o tratamento enzimatico e imprescindivel para a clarificacao do suco tropical de maracuja por microfiltracao;

--o aumento na pressao transmembrana nao provocou aumento significativo no fluxo de permeado a ponto de se optar a trabalhar em pressoes menores pelo baixo consumo de energia quando comparado as pressoes maiores;

--o aumento do diametro de poros de 0,3 [micro]m para 0,8 [micro]m nao causou aumento significativo no fluxo de permeado, e a membrana de 0,3 [micro]m foi a que apresentou maior fluxo de permeado;

--a variacao na pressao transmembrana e da concentracao enzimatica nao causou variacao significativa nos parametros pH e massa especifica dos permeados obtidos;

--a reducao na turbidez ficou entre 95 e 99% para os processos com membranas;

--solidos soluveis, solidos totais, acucar redutor e acucar total tiveram reducao, e algumas superiores a 10%;

--o aumento de concentracao de enzimas para pre-tratar o suco tropical de maracuja nao melhorou o desempenho da membrana;

--observou-se nas analises fisico-quimicas do suco centrifugado, nas diferentes concentracoes enzimaticas, que todos os parametros fisicoquimicos analisados nao sofrem alteracoes muito significativas o que evidencia que a variacao concentracao enzimatica nao altera expressivamente os mesmos;

--verificou-se que maior parte do total da resistencia foi pelo fouling (36-65%).

DOI: 10.4025/actascitechnol.v32i3.5379

Referencias

BALISCHI, L.; PEREIRA, N. C.; LIMA, O. C. M.; BARROS, S. T. D.; DAMASCENO, J. W.; MENDES, E. S. Influencia do tratamento enzimatico sobre as caracteristicas reologicas e microscopicas da polpa de acerola. Acta Scientiarum. Technology, v. 24, n. 32, p. 1649-1658, 2002.

CHERYAN, M. Ultrafiltration and microfiltration handbook. 2nd ed. Lancaster: CRC Press, 1998.

HABERT, A. C.; BORGES, C. P.; NOBREGA, R. Processos de separacao com membranas. Rio de Janeiro: UFRJ, 1996.

JIRARATANANON, R.; CHANACHAI, A. A study of fouling in the ultrafiltration of passion fruit juice. Journal of Membrane Science, v. 111, n. 1, p. 39-48, 1996.

MEDINA, J. C.; GARCIA, J. L. M.; TOCCHINI, R. P.; HASHIZUME, T.; MORETTI, V. A.; CANTO, W. L. Maracuja, da cultura ao processamento e comercializacao. Sao Paulo: ITAL, 1980. (Frutas tropicais, 9).

MULDER, M. Basic principles of membrane technology. Norwell: Kluwer Academic Publishers, 1991.

RAI, P.; MAJUMDAR, G. C.; DAS GUPTA, S.; DE, S. Effect of various pretreatment methods on permeate flux and quality during ultrafiltration of mosambi juice. Journal of Food Engineering, v. 78, n. 2, p. 561-568, 2007.

SCOTT, K.; HUGHES, R. Membrane equipament and pant design: industrial membrane separation technology. 1st ed. London: Blackie Academic and Profissional, 1996.

SILVA, T. T. MODESTA, R. C. D. PENHA, E. M.; MATTA, V. M.; CABRAL, L. M. C. Suco de maracuja organico processado por microfiltracao. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, v. 40, n. 4, p. 419-422, 2005.

VAILLANT, F.; MILLAN, P.; O'BRIEN, G.; DORNIER, M.; DECLOUX, M.; REYNES, M. Crossflow microfiltration of passion fruit juice after partial enzymatic liquefaction. Journal of Food Engineering, v. 42, n. 4, p. 215-224, 1999.

VENTURI FILHO, W. G. Tecnologia de bebidas: materia prima, processamento, BPF/APPCC, legislacao e mercado. Sao Paulo: Edgar Blucher, 2005.

USHIKUBO, F. Y.; WATANABE, A. P.; VIOTTO, L. A. Microfiltration of umbu (Spondias tuberosa Arr. Cam.) juice. Journal of Membrane Science, v. 288, n. 1, p. 261-266, 2007.

Received on October 7, 2008.

Accepted on May 12, 2009.

License information: This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Ricardo Cardoso de Oliveira *, Sueli Teresa Davantel de Barros, Marcelino Luiz Gimenes, Francisco Augusto Foggiato Alvim e Camila Winter

Departamento de Engenharia Quimica, Universidade Estadual de Maringa, Av. Colombo, 5790, 87020-900, Maringa, Parana, Brasil. * Autorpara correspondencia. E-mail: oliveira.rc@hotmail.com
Tabela 1. Delineamento experimental para os testes de
clarificacao, usando fatorial simples.

Fatores / Numeros de testes         Niveis   Total de testes

Queda de pressao transmembrana        2
Concentracao enzimatica               2
Diametro de corte das membranas       2
Total parcial de ensaios                            8
Testes de centrifugacao (em duas                    2
concentracoes de enzimas)
Total de testes                                    10
Total de testes em duplicata                       20

Tabela 2. Comparacao das caracteristicas fisico-quimicas da
polpa in natura, centrifugada e do suco tropical antes e apos o
tratamento enzimatico.

Analise                                 Polpa         Polpa
                                      in natura   Centrifugada

ph                                      3,15          3,10
Turbidez (FAU)                            *            470
Solidos soluveis ([degrees]Bnx)                 12,2           4,6
Solidos suspensos (%)                    33            <1
Solidos totais (% m [m.sup.-1])          8,5          3,90
Acucares redutores (mg [mL.sup.-1])      7,5           3,5
Massa especifica (kg [m.sup.-3])        1120          1026

Analise                                 Suco        Suco
                                      Tropical    Tropical
                                      a 100 ppm   a 200 ppm

ph                                      3,10        2,98
Turbidez (FAU)                           380         390
Solidos soluveis ([degrees]Bnx)                  4,4         4,2
Solidos suspensos (%)                    22          22
Solidos totais (% m [m.sup.-1])         4,08        3,95
Acucares redutores (mg [mL.sup.-1])      7,2         6,5
Massa especifica (kg [m.sup.-3])        1028        1027

* Valor fora da faixa de leitura do equipamento.

Tabela 3. Fluxos de permeados estabilizados * para o suco tropical
de maracuja na membrana de 0,3 [micro]m.

Concentracao      Pressao         Fluxo de
de enzima      transmembrana      permeado
(ppm)              (bar)          ensaio 1
                               (kg [h.sup.-1]
                                [m.sup.-2])

100                 1,0              57
100                 3,0              62
200                 1,0              60
200                 3,0              48

Concentracao      Fluxo de         Fluxo de
de enzima         permeado         permeado
(ppm)             ensaio 2          medio
               (kg [h.sup.-1]   (kg [h.sup.-1]
                [m.sup.-2])      [m.sup.-2])

100                  55               56
100                  60               61
200                  54               57
200                  53               51

* Apos o decaimento inicial.

Tabela 4. Fluxos estabilizados do suco tropical de maracuja na
membrana de 0,8 pm.

Concentracao      Pressao         Fluxo de
de enzima      transmembrana      permeado
(ppm)              (bar)          ensaio 1
                               (kg [h.sup.-1]
                                [m.sup.-2])

100                 1,0              57
100                 3,0              32
200                 1,0              48
200                 3,0              57

Concentracao      Fluxo de         Fluxo de
de enzima         permeado         permeado
(ppm)             ensaio 2          medio
               (kg [h.sup.-1]   (kg [h.sup.-1]
                [m.sup.-2])      [m.sup.-2])

100                  50               54
100                  40               36
200                  40               44
200                  49               53

Tabela 5. Caracteristicas fisico-quimicas do suco tropical de
maracuja processado na membrana de 0,3 [micro]m, a 35[degrees]C,
1,0 bar e 100 ppm de concentracao enzimatica.

Analise                              Alimentado  Permeado  Concentrado

ph                                      3,19       3,18       3,20
Turbidez (FAU)                          428         12         605
Solidos soluveis ([omicron]Brix)        4,2        3,6         4,6
Solidos suspensos (%)                    22         0          42
Solidos totais (% m [m.sup.-1])         4,14       3,88       4,37
Acucares redutores (mg [mL.sup.-1])     7,3        6,9         7,4
Massa especifica (kg [m.sup.-3])        1027       1020       1029

Tabela 6. Caracteristicas fisico-quimicas do suco tropical de
maracuja processado na membrana de 0,8 pm, a 35[degrees]C, 1,0 bar e
100 ppm de concentracao enzimatica.

Analise                              Alimentado  Permeado  Concentrado

pH                                      2,98       2,96       3,04
Turbidez (FAU)                          289         9          598
Solidos soluveis ([omicron]Brix)        3,8        3,5         4,1
Solidos suspensos (%)                    24         0          36
Solidos totais (% m [m.sup.-1])         3,79       3,30       3,87
Acucares redutores (mg [mL.sup.-1])     6,3        5,7         5,7
Acucar total (mg [mL.sup.-1])          0,170      0,040       0,101
Massa especifica (kg [m.sup.-3])        1027       1022       1028

Tabela 7. Caracteristicas fisico-quimicas do suco tropical de
maracuja tratado enzimaticamente a 100 ppm e centrifugado a
temperatura ambiente.

Analise                               Alimentado   Sobrenadante

ph                                       2,65          2,65
Turbidez (FAU)                           418            12
Solidos soluveis ([omicron]Bnx)          4,2           3,8
Solidos suspensos (%)                     24          < 0,5
Solidos totais (% m [m.sup.-1])          3,81          3,73
Acucares redutores (mg [mL.sup.-1])      3,1           2,0
Acucar total (mg [mL.sup.-1])           0,362         0,270
Massa especifica (kg [m.sup.-3])         1027          1026

Tabela 8. Caracteristicas fisico-quimicas do suco tropical de
maracuja tratado enzimaticamente a 200 ppm e centrifugado a
temperatura ambiente.

Analise                            Alimentado   Sobrenadante

ph                                    2,55          2,43
Turbidez (FAU)                        400            6
Solidos soluveis ([omicron]Brix)      4,3           3,9
Solidos suspensos (%)                  22          < 0,5
Solidos totais (% m [m.sup.-1])       3,95          3,56
Acucar redutor (mg [mL.sup.-1])       4,8           3,4
Acucar total (mg [mL.sup.-1])        1,535         0,510
Massa especifica (kg [m.sup.-3])      1027          1026

Tabela 9. Contribuicao para resistencia total da membrana, de
fouiing e de polarizacao de concentracao.

Membrana                 0,3 [micro]m          0,8 [micro]m

Concentracao (ppm)      100        200        100        200

Pressao (bar)         1    3     1    3     1    3     1    3
RM (%)               18    4    17    7     9    4     3    2
RF (%)               44    58   46    36   58    59   61    65
RP (%)               38    38   37    38   34    38   35    33

Tabela 10. Comparacao em percentual de reducao dos resultados
das analises fisico-quimicas do suco tropical de maracuja, pre-
tratado com 100 ppm de enzima, em diferentes condicoes de
clarificacao em comparacao ao suco tropical alimentado.

Percentual de reducao do suco tropical de maracuja
tratado enzimaticamente com 100 ppm de enzima

Analise             microfiltrado na   microfiltrado na   centrifugado
                      membrana de        membrana de
                      0,3 [micro]m       0,8 [micro]m
                       e 1,0 bar          e 1,0 bar

ph                        0,3                0,7               0
Turbidez                   97                 97               97
Solidos soluveis           14                 8               9,5
Solidos suspensos         100                100              > 98
Solidos totais             6                  13               2
Acucar redutor             5                  9                33
Massa especifica          0,68               0,49             0,10
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Author:de Oliveira, Ricardo Cardoso; de Barros, Sueli Teresa Davantel; Gimenes, Marcelino Luiz; Alvim, Fran
Publication:Acta Scientiarum. Technology (UEM)
Date:Jul 1, 2010
Words:5053
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