ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
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Browsing ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations by Author "Almeida, Maria Beatriz Queiroz Azevedo Malheiro de"
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- Ultrasound-assisted virgin olive oil extraction : developing an innovative plant engineering solutionPublication . Almeida, Maria Beatriz Queiroz Azevedo Malheiro de; Bendini, Alessandra; Gomes, Ana; Valli, EnricoEntre as várias operações envolvidas na produção de azeite virgem, a termobatedura exerce uma influência crucial na qualidade do produto final. É, também, a única operação descontínua do processo em plantas industriais com centrífugas de duas ou três fases, frequentemente realizada por longos períodos, de tempo de modo a obter maiores rendimentos, o que afeta negativamente a qualidade do azeite. A investigação de tecnologias inovadoras e sustentáveis no setor do azeite é crucial para superar limitações inerentes ao processo de extração e satisfazer as exigências do mercado. O ultrassom (US) de alta potência é uma tecnologia já aplicada na indústria alimentar, caracterizada pela rapidez, redução de custos e melhoramento de qualidade. Contudo, a sua aplicação no processo produtivo de azeite virgem é muito recente. Como tal, no presente estudo, pretende-se explorar o potencial da extração de azeite assistida por ultrassom (EAU) na indústria oleícola, abordando o impacto no tempo e rendimento de extração, bem como na qualidade básica, nutricional e sensorial do azeite, no que diz respeito à sua aplicação em diferentes variedades de azeitona, em estágios de maturação diversos. Este estudo representa o primeiro esforço no sentido da implementação da tecnologia de US na produção de azeite em escala piloto, através de um dispositivo ultrassónico projetado especificamente para o efeito. Uma nova abordagem foi seguida, executando a aplicação do US imediatamente após a fase de termobatedura. Azeites virgem mono-varietais foram produzidos a partir de duas variedades típicas Calabresas, Carolea e Ottobratica, do presente ano de colheita, em dois estágios de maturação diversos (fins de outubro e inícios de novembro), numa planta piloto operando a 150 kg/h. A produção de azeite foi realizada em batch, cada um de 50 kg de azeitonas, com uma fase de termobatedura de 30 min nas amostras controlo e de 15 min, seguida de uma fase de sonicação, num total 15 min, nas amostras tratadas. O US foi aplicado com um reator ultrassónico instalado na planta piloto, entre termobatedeira e a centrífuga, com as seguintes características: frequência ultrassónica de 25 kHZ; potência ultrassónica específica de 520 W/L; eficiência calorífica de 80%; potência de saída máxima de 1,0 kW; capacidade produtiva de 10 L/min; capacidade interna de 2,25 L; volume efetivamente sonicado de 1,19L. O fluxo do processo foi de 0,056 L/s e o tempo de residência dentro do reator de 34,2 s. Oito amostras de azeite virgem foram obtidas e testadas em pares controlo-tratado. Os parâmetros básicos de qualidade (acidez, índice de peróxidos, coeficientes de absorção no UV K232 e K270 e análise sensorial) foram estudados. Foi também estudada a eficiência de extração, a composição em ácidos gordos, o conteúdo total em tocoferóis, fenóis e voláteis, e ainda os perfis fenólicos e voláteis. Nas condições experimentais aplicadas, o tratamento de US não afetou os parâmetros básicos de qualidade, observados dentro dos limites legais estabelecidos para o azeite virgem. Azeites tratados revelaram maiores concentrações em ácidos gordos poliinsaturados, bem como, maior conteúdo de compostos minoritários, à exceção dos tocoferóis que sofreram perdas ligeiras. O conteúdo fenólico, nomeadamente lignoides e secoiridoides, e em compostos voláteis C6 (aldeídos e álcoois) e C5 (dímeros penténicos) aumentou significativamente com o tratamento. A qualidade sensorial apresentou melhorias nas notas de frutado, amargo e picante, mais intensas em azeites sonicados. A EAU potenciou a transferência de massa e calor do processo, resultando em maiores rendimentos e reduzindo significativamente o tempo de termobatedura, sem danificar a qualidade do azeite. Os resultados obtidos foram empregues na projeção do upscaling do processo, complementada por uma análise de custos. O processo mostrou ser viável do ponto de vista financeiro, reduzindo o custo de moagem em 3% por unidade (0,75 L) e o custo total de produção em 0,14€ por unidade. Representando um passo em direção à continuidade do processo, este estudo promove a implementação da EAU a nível industrial no setor oleícola, o que se pode afirmar ser um investimento estratégico com benefícios a nível de custo, eficiência de produção, qualidade de produto e sustentabilidade do processo.