Granulation of food products : morphological characterization of the particles and mathematical modeling of the process.

O objetivo do presente trabalho é a caracterização morfológica das partículas de suco de goiaba em pó, granuladas em um leito fluidizado, utilizando água como líquido ligante, além de verificar aplicação do modelo de balanço populacional na modelagem do crescimento destas partículas, ao longo da granulação. Este estudo abrange a determinação do número mínimo de partículas a serem analisadas para determinação da distribuição percentual, dos fatores de forma e do número de partículas por unidade de massa de material; abrange o ajuste dos parâmetros do modelo e a seleção do melhor mecanismo que descreve o processo. Para a determinação do número mínimo de partículas a serem avaliadas, foi utilizada, para a distribuição percentual, o teste de Qui-Quadrado; para os fatores de forma, foi utilizada variação dos desvios-relativos; e para o número de partículas por unidade de massa de material, um delineamento inteiramente casualizado. Foi determinado que o número de 550 partículas seria o mínimo necessário para a determinação da distribuição percentual; 1100 para determinação dos fatores de forma e 450 para determinação do número de partículas por unidade de massa do material. A Compacidade foi o único fator de forma capaz de descrever bem a morfologia das partículas, dentro de cada intervalo de tamanho. Nenhum fator de forma foi capaz de descrever a massa total de grânulos como um todo, através da média. O modelo de balanço populacional foi resolvido através do método de segregação. O modelo se mostrou capaz de descrever as alterações ocorridas nas distribuições de tamanho das partículas ao longo do processo de granulação, mostrando que a aglomeração de partículas é proporcional à diferença de tamanho entre as partículas envolvidas nas colisões.The aim of this work is the morphological characterization of the particles of guava?s juice powder, granulated in a fluidized bed, using water as binder, beyond the study of the population balance model application in the modeling of the growth of the particles along the granulation. This study discusses the determination of the minimal number of particles to be analyzed for the percentual distribution estimation, the form factors estimation and number of particles per unity of material mass estimation; it also shows the adjust of model parameters and the selection of the best mechanism to describe the process. For the determination of the minimal number of particles to be evaluated, the Qui-Square test was performed, to the percentual distribution, the variation of the relative-errors to the form factors, and an experimental design completely randomized for the number of particles per unity of material mass. It was determinated that the number of 550 particles would be the minimal necessary to determination of the percentual distributions, 1100 to determination of the form factors and 450 to determination of number of the particles per material mass. The Compacity was the only form factor capable to describe well the particle?s morphology, inside each size interval. None of the form factors were able to describe the entire mass of granules through the media. The discretized method was used to the resolution of the population balance model. The model was able to describe the size distribution alterations occurring along the granulation process, showing that the agglomeration is proportional to the size difference between the colliding particles