UMIDADE

ÍNDICE03. Introdução

04. Objetivo

05. A Umidade

06. Atividade de Água

07. A Determinação de Umidade

08. Umidade em Alimentos

12. Umidade em Grãos

14. Métodos para Determinação

17. Equipamento - Apresentação

19. Modos de Secagem

25. Amostras Líquidas

26. Aplicações

27. Especificações Técnicas

29. Acessórios

INTRODUÇÃO

A água, molécula essa considerada como a mais abundante na superfície do planetaTerra, é composta por dois átomos de hidrogênio (H) e um de oxigênio (O), resultando namolécula H2O. Sabe-se também, que ela é um nutriente extremamente essencial comparticipação de 60 a 65% no corpo humano e grande parte dos animais. Dentre diversasfunções da água no organismo, pode-se destacar:

- Essencial nos processos metabólicos, pois é considerada o solvente universal;- Manutenção da temperatura corporal;- Manutenção da pressão osmótica dos fluidos e do volume celular;- Atuação como reagente em inúmeras reações metabólicas.A umidade, ou também conhecida como teor de água é um dos índices mais

importantes e avaliados em alimentos, produtos farmacêuticos e qualquer outro produto quetenha em sua composição, a água.

Os alimentos naturais que não foram processados tecnologicamente possuem mais de30% de água, com raras exceções. Por exemplo: leite 87,5%; carnes 47-49%; ovos 73,7%; frutase vegetais 75 s 95%. São exceções: cereais e leguminosas 11-15%.

OBJETIVO

Este material possui como objetivo fomentar o conhecimento do usuário com respeitoa definição do parâmetro de qualidade denominado umidade, e também aplicação ecaracterísticas do equipamento que auxilie na avaliação dos índices deste parâmetro.

Ressaltamos que todo o material explanado neste E-Book é relacionado aos modeloscomercializados pela SPLABOR.

A UMIDADE

Umidade é a característica ou estado do que está úmido – que está envolto pelo vaporde água ou sutilmente molhado.

Com essa definição em mente, pode-se perceber que este parâmetro está relacionadoà estabilidade, qualidade e até mesmo composição de um determinado produto. Se adotarcomo exemplo os alimentos, a presença de umidade (água) nos mesmos afetará etapas de:

-Estocagem – aqueles estocados com alto percentual de umidade irão sedeteriorar mais rapidamente que os que possuem baixa umidade. Por exemplo, grãosestocados com umidade excessiva estão sujeitos a rápida deterioração devido ao crescimentode fungos que desenvolvem toxinas como aflatoxinas;

-Embalagem – vegetais e frutas podem sofrer o processo de escurecimento(browning) ainda mais rápido, assim como o ovo em pó pode absorver mais oxigênio (oxidação)em situações quando há aumento da umidade, em embalagens permeáveis à luz e ao oxigênio;

-Processamento – a umidade do trigo é importante durante o processo defabricação de pães e produtos de padaria.

ATIVIDADE DE ÁGUA

Atividade de água (Aw) é definida como a relação existente entre a pressão de vaporde uma solução ou de um alimento (P) com relação à pressão de vapor da água pura (Po) àmesma temperatura (GAVA; SILVA; FRIAS, 2009, p. 95)

GAVA, Altanir Jaime; SILVA, Carlos Alberto Bento da; FRIAS, Jenifer Ribeiro Gava. Tecnologia de alimentos: princípios e aplicações. São Paulo: Nobel, 2009.

A DETERMINAÇÃO DE UMIDADE

Este processo, de um modo geral, parece ser um método simples. No entanto, eletorna-se complicado em função da exatidão e precisão dos resultados. Analisando sob aperspectiva da prática, há uma preferência pelo método que determine um maior valor daumidade, resultante da decomposição de componentes orgânicos e volatilização de compostosvoláteis, do que aqueles em que pode ocorrer remoção incompleta ou negligenciada da água.

Em outras palavras, a quantidade de água é expressa pelo valor da determinação daágua total contida no produto, porém esse valor expresso não permite saber informaçõessobre como está distribuída a água neste material, nem tomar conhecimento se toda a águaestá ligada sob o mesmo modo naquela amostra analisada.

Adotando novamente os alimentos como exemplo, há também o fato de uma parte daágua não ser congelável, o que se leva a crer que existem moléculas de água com propriedadese distribuição diferentes no mesmo alimento.

UMIDADE EM ALIMENTOS

Há pouco tempo, a população mundial atingiu o número de 7 bilhões de habitantes e aprevisão para um futuro próximo (2050) é que este número alcance 9 bilhões.Consequentemente, estimativas relevam que a necessidade em produzir alimentos nospróximos anos será ainda maior, o que caracteriza um grande desafio para a agriculturamundial: produzir alimentos, fibras e energia para esta demanda crescente de uma populaçãoexigente. O Brasil, que possui uma ampla disponibilidade de terras agricultáveis, ainda nãoexploradas no país, e também a tecnologia para aumentar o rendimento das culturas,apresenta potencial para ajudar no atendimento deste consumo.

UMIDADE EM ALIMENTOS

O IPNI (International Plant Nutrition Institute) declara que os fertilizantes respondempor 50% da produção de alimentos no mundo, e se bem empregados (aplicados na fonte certa,na dose certa, na época certa e no local certo), ocasionam o aumento do rendimento dasculturas agrícolas, ou seja, aumentam a produtividade e permite a preservação do ambiente. Acada ano, o aumento da produção de alimentos no Brasil sinaliza que o país trilha o caminhoem direção ao crescimento. No entanto, é válido ressaltar que esse aumento da produçãodecorre muito mais dos ganhos de produtividade do que do aumento da área plantada – umexemplo sobre isso é a agricultura brasileira na qual durante os últimos 35 anos, a áreacultivada cresceu 36,2% e a produção aumentou 253%.

Isso demonstra a possibilidade de se promover maior produção de alimentos pelaintensificação sustentável dos processos já existentes, como o uso adequado de fertilizantesem harmonia com o ambiente e também adotando-se parâmetros de controle de qualidadeem respeito a umidade.

Com o breve relato de que há uma parte da água nos alimentos que não é congelável,e que isso leva a crer que as moléculas de água possuem propriedades e são distribuídasdiferentemente, pode-se concluir que há dois tipos de água nos alimentos:

- Água livre: fracamente ligada ao substrato, atuando como solvente – o quepermite o crescimento de microrganismos e reações químicas – e pode ser eliminada comfacilidade;

- Água combinada: fortemente ligada ao substrato, não é utilizada comosolvente e é mais difícil de ser eliminada, além de retardar as reações químicas.

O conteúdo de água ou umidade é obtido pela determinação de água total contida noalimento.

Dificuldades geralmente encontradas na determinação de umidade em alimentos:- Separação incompleta da água do produto;- Decomposição do produto com formação de água além da original;- Perda das substâncias voláteis do alimento.

UMIDADE EM ALIMENTOS

Atividade de Água e Crescimento de Microrganismos

Partindo do princípio onde a água é o solventefundamental para os seres vivos, os microrganismos ficamcom seu metabolismo paralisado em caso de ausência damesma, ou seja, não pode haver crescimento nemmultiplicação. Mesmo assim, esses microrganismos podemsobreviver em estado latente, por tempo quaseindeterminado, sob a forma desidratada. Com orestabelecimento da atividade de água adequada, inicia-se oseu crescimento e multiplicação. A velocidade decrescimento diminui com a atividade de água, ou até mesmosofre paralisação completa em situações onde a atividade deágua seja menor que 0,6, variando o valor mínimo, conformeo tipo de microrganismo (Quadro 1).

Fonte: FILHO; VASCONCELOS. Produção Alimentícia – Químicade Alimentos, 2011

UMIDADE EM ALIMENTOS

UMIDADE EM GRÃOS

O Brasil produz milhares de toneladas de grãos anualmente e a grandeza destaprodução pode ser avaliada pelo o que representa no PIB (Produto Interno Bruto) do país. Deacordo com o Ministério da Agricultura, o PIB do agronegócio (produção de grãos e de carnes)em 2014 representa entre 22,0% e 23,0% do PIB total da economia brasileira, com cerca de R$1,1 trilhão. As atividades agrícolas representam 70% e a pecuária, cerca de 30% do valorproduzido no ano. Para os grãos a safra foi estimada em 193,5 milhões de toneladas.

Fonte: Ministério da Agricultura.<http://www.agricultura.gov.br/comunicacao/noticias/2014/12/produto-interno-bruto-da-agropecuaria-deve-ser-de-rs-1-trilhão>

UMIDADE EM GRÃOS

Segundo a Assessoria de Gestão Estratégica do Ministério da Agricultura, Pecuária eAbastecimento (AGE/Mapa), esses números mostram que houve expansão, não apenas daprodução das lavouras e da pecuária, mas também do setor de insumos, como fertilizantes,defensivos, máquinas e equipamentos.

Os equipamentos, principalmente aqueles aplicados às analises de controle dequalidade são essenciais para que a produção atenda os requisitos necessários deconformidade, já que a umidade – um dos parâmetros analisados – exerce influência noresultado final da estocagem, como já mencionado previamente.

Fertilizantes

Insumos

Máquinas

Equipamentos

MÉTODOS PARA DETERMINAÇÃO

Ao consultar literaturas referentes a esse assunto, é possível detectar diversosmétodos de análise para determinação de umidade, porém neste E-Book iremos abordarapenas alguns métodos por secagem.

1. Secagem em EstufasEste é o método mais utilizado e baseia-se na remoção da água por aquecimento – o

ar quente é absorvido pela amostra e conduzido para seu interior por condução. Geralmentecom este método, costuma-se demorar muito tempo para que o calor atinja as porções maisinternas da amostra analisada, levando muitas horas para ser concluído– ex: de 6 a 18 horasem 100 a 105°C ou até peso constante – dependendo a natureza da amostra.

Apesar deste ser um método considerado padrão para medição de umidade desementes e grãos no Brasil, não há uma combinação de tempo e temperatura de secagemestabelecida como padrão universalmente.

As estufas podem ser dos tipos:- Convecção gravitacional;- Mecânico de ar forçado.

2. Secagem em Forno de Micro-ondas

Não é considerado um método padrão, porém é muito rápido. A radiaçãoeletromagnética, que caracteriza a energia de micro-ondas, possui frequência que pode variarde 3 Mhz a 30.000 Ghz.

Quando uma amostra úmida é exposta à radiação de micro-ondas, moléculas comcargas elétricas dipolares, tal como a da água, giram na tentativa de alinhar seus dipolos com arápida mudança do campo elétrico. A fricção resultante cria calor, que é transmitido para asmoléculas vizinhas. Deste modo, o calor é distribuído uniformemente tanto na superfície comointernamente no alimento, facilitando a evaporação da água e evitando a formação de crostana superfície, como é característico na secagem em estufa. A amostra é misturada com cloretode sódio e óxido de ferro, onde o primeiro evita que a amostra seja espirrada fora do cadinho eo segundo absorve fortemente radiação de micro-ondas acelerando a secagem.

MÉTODOS PARA DETERMINAÇÃO

3. Secagem por Radiação Infravermelha ou Lâmpada Halógena

Neste método, o procedimento de secagem é mais efetivo e envolve penetração docalor dentro da amostra, reduzindo o tempo de secagem em até 1/3 do total. A lâmpada(infravermelha ou halógena) permite altas temperaturas e o tempo de secagem irá variar deacordo com cada amostra. O peso da amostra necessário irá também variar de acordo com omodelo de equipamento utilizado.

MÉTODOS PARA DETERMINAÇÃO

EQUIPAMENTO

A balança determinadora de umidade MOC-63U é um analisador de umidade de altaperformance, na qual pode ser utilizado em diversas aplicações – tanto para amostras sólidasquanto líquidas, desde que não sejam inflamáveis.

Com mecanismo de fácil operação, design compacto e possibilidade de gerenciamentode dados via computador – função WindowsDirect, o equipamento é de fácil manutenção alémde contar com um amplo prato de pesagem (95 mm de diâmetro). Conformação fácil de limpare de trocar a lâmpada se houver necessidade de substituí-la.

O princípio do método utilizado pelo dispositivo é o aquecimento através de umalâmpada halógena que proporciona análises rápidas e exatas, associada a tecnologia UNIBLOCda balança

O sistema UNIBLOC presente na MOC-63U incorpora a tecnologia de um sensor demassa em liga de alumínio sob única peça – inicialmente introduzida pela Shimadzu em suasbalanças de precisão em 1989 – e destaca-se em desempenho, resistência a deterioração edanos por impactos comuns. O mesmo possui estrutura compacta, substituindo 70 partes deum conjunto de sensores encontradas em uma balança eletromagnética convencional.

Benefícios da UNIBLOC: estabilidade, resposta e confiança

EQUIPAMENTO

MODOS DE SECAGEM

Escolha o modo correto de medição para sua aplicação.

Modos com Final

- Modo com Final Automático

Neste modo a medição termina automaticamente quando a perca de umidade ao longo dos 30segundos anteriores torna-se menor que a porcentagem especificada.

EQUIPAMENTO

MODOS DE SECAGEM

Escolha o modo correto de medição para sua aplicação.

Modos com Final

- Modo com Final Cronometrado

Este modo encerra a medição automaticamente quando o montante de tempo programadotiver decorrido.

EQUIPAMENTO

MODOS DE SECAGEM

Escolha o modo correto de medição para sua aplicação.

Modos Alternativos

- Modo de Secagem Rápida

Primeiramente há a secagem com a mais alta temperatura para o período especificado, e emseguida muda-se para a temperatura especificada reduzindo o tempo de medição.

EQUIPAMENTO

MODOS DE SECAGEM

Escolha o modo correto de medição para sua aplicação.

Modos Alternativos

- Modo de Secagem Lenta

Suavemente aquece amostras que podem se solidificar na superfície ou amostras que soframredução sob altas temperaturas.

EQUIPAMENTO

MODOS DE SECAGEM

Escolha o modo correto de medição para sua aplicação.

Modos Alternativos

- Modo de Secagem por Etapas

Permite mudanças passo-a-passo nas condições de secagem. Essa característica éextremamente útil para amostras que contenham grande quantidade de água.

EQUIPAMENTO

MODOS DE SECAGEM

Escolha o modo correto de medição para sua aplicação.

Modo Inicial

- Modo de Início Automático

Inicia a medição imediatamente após fechamento da tampa do equipamento. O mesmo economiza tempo em medições repetidas.

EQUIPAMENTO

AMOSTRAS LÍQUIDAS

Para amostras líquidas, recomenda-se utilizar um acessório denominado fibra de vidro.O mesmo tem como função proporcionar homogeneidade da amostra em toda a superfície doprato da balança durante o procedimento, para que por fim, a medição seja efetuada comsucesso. Comercializada em pacotes contendo 100 unidades.

Abaixo é possível observar o exemplo com óleo de palma.

EQUIPAMENTO

Antes da Medição Após Medição

Nas duas imagens há a presença da fibra de

vidro

Observe que o óleo de palma se espalha uniformemente no recipiente de alumíniocontendo a fibra de vidro, sobre o prato da balança.

APLICAÇÕES

EQUIPAMENTO

Indústria Alimentícia- Inspeção de colheitas;- Garantia da qualidade dealimentos processados.

Indústria Química- Controle de qualidade detintas;- Inspeção de materiais noprocesso de fabricação.

Indústria Ambiental- Medição de lodos poluídos;- Medição de subprodutos da produção de biocombustíveis.

Indústria Farmacêutica- Garantia da qualidade de medicamentos;- Inspeção de cosméticos.

EQUIPAMENTO

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

MOC-63U

CapacidadeMax 60 g

Min 0,02 g

Legibilidade Mínima0,001 g

0,01/0,1% (Selecionável)

Repetibilidade

0,15% (2g)

0,05% (5g)

0,02% (10g)

Fonte de Secagem Lâmpada Halógena

Força 400 W

Faixa de Temperatura 50-200°C (incrementos de 1°C)(Há restrição de tempo quando excede 180°C)

EQUIPAMENTO

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

MOC-63U

Display LCD com Luz de Fundo

Tamanho do Prato Ø 95 mm

Dimensões (L x P x A) mm 202 x 336 x 157

Peso 4 Kg

Faixa de Temperatura e Umidade para Operação

5 a 40°C, 85% UR ou Abaixo

Configuração de Temporizador 1-120 Minutos ou contínuo (máx. 12 horas)

InterfaceRS-232 (conector 9 pin) Porta I/O

Porta USB

Condições de Medição (Memória de Dados)

10

EQUIPAMENTO

ACESSÓRIOS

Impressora

Recipiente de Alumínio

Fibra de Vidro

Cabo RS-232C

Cabo de conexão USB

Lâmpada Halógena (Reposição)

Diversos outros

*Consulte o Departamento de Vendas SPLABOR para mais detalhes.sp@splabor.com.br

Dúvidas

Caso tenha dúvidas ou sugestões, envie um e-mail para assessoria@splabor.com.br ourelacionamento@splabor.com.br.

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