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Efeito da temperatura no comportamento reológico da cerveja

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Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011 157<br />

ISSN 1517-8595<br />

1<br />

EFEITO DA TEMPERATURA NO COMPORTAMENTO REOLÓGICO<br />

DA CERVEJA FILTRADA POR MICROFILTRAÇÃO<br />

Ricardo Cardoso de Oliveira 1 , Sueli Teresa Davantel de Barros 2<br />

RESUMO<br />

Os processos de filtração com membranas estão sendo ca<strong>da</strong> vez mais empregados na<br />

indústria cervejeira, como tec<strong>no</strong>logia promissora, visto que ela permite que as etapas de<br />

clarificação/filtração/higienização sejam feitas em uma única operação contínua. Assim,<br />

o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> na reologia <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong><br />

filtra<strong>da</strong> por membranas cerâmicas de diâmetro de poros de 0,2m (a 2 bar) e 0,3m (a 3<br />

bar) e 6ºC. Para isto variou-se a <strong>temperatura</strong> do estudo <strong>reológico</strong> em 6ºC, 10ºC, 15ºC,<br />

20ºC, 25ºC e 30ºC, concluindo-se que nas amostras de alimentado, retido e permeado, o<br />

<strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> é de um fluido newtonia<strong>no</strong>.<br />

Palavras-chave: reologia, <strong>temperatura</strong>, microfiltração, <strong>cerveja</strong><br />

TEMPERATURE EFFECT ON RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF THE<br />

FILTERED BEER BY MICROFILTRATION<br />

ABSTRACT<br />

Membrane filtration process is emerging as a promising tech<strong>no</strong>logy because of its capacity to<br />

carry out beer clarification/filtration/hygiene all in a single step through continuous operation.<br />

The present work has as its main objective to evaluate the temperature effect on beer rheology<br />

filtered by two ceramic membranes with an average pore diameter of 0.2m (at 2 bar) and<br />

0,3m (at 3 bar) and 6ºC. For this purpose, temperature changed as follows: 6ºC, 10ºC, 15ºC,<br />

20ºC, 25ºC and 30ºC. The behavior of Newtonian fluid in the samples of fed, retained and<br />

permeated was observed.<br />

Keywords: rheology, temperature, microfiltration, beer<br />

Protocolo 122010-02 de 01/07/2010<br />

1 Doutorando do Departamento de Engenharia Química – Universi<strong>da</strong>de Estadual de Maringá – Aveni<strong>da</strong> Colombo 5790, Bloco<br />

D90, CEP 87020-900. E-mail: oliveira.rc@hotmail.com<br />

2 Professora do Departamento de Engenharia Química – Universi<strong>da</strong>de Estadual de Maringá – Aveni<strong>da</strong> Colombo 5790, Bloco<br />

D90, CEP 87020-900.E-mail: sueli@deq.uem.br


158 <strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros<br />

INTRODUÇÃO<br />

O aparecimento <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> se confunde<br />

com a própria história do desenvolvimento<br />

huma<strong>no</strong>. Há mais de 10.000 a<strong>no</strong>s, o homem<br />

primitivo conheceu o fenôme<strong>no</strong> <strong>da</strong> fermentação<br />

e obteve, em pequena escala, as primeiras<br />

bebi<strong>da</strong>s alcoólicas. Para fabricar a <strong>cerveja</strong><br />

necessita-se, basicamente, de malte, lúpulo,<br />

levedura e água. O malte é um produto rico em<br />

açúcares, o lúpulo contém lupulina a qual é<br />

responsável pelo aroma acre e pelo sabor<br />

amargo-refrescante. Em geral, as leveduras do<br />

gênero Saccharomyces cerevisiave e<br />

Saccharomyces uvarum, são as responsáveis,<br />

em razão de converter os açúcares contidos <strong>no</strong><br />

meio, em álcool etílico.<br />

De acordo com Aquarone et al. (1986),<br />

para se chegar ao produto final – a <strong>cerveja</strong> <strong>no</strong><br />

ponto final – o processo passa por cinco fases:<br />

1º) maltagem <strong>da</strong> ceva<strong>da</strong>, secagem e moagem<br />

grossa, dão malte; 2º) brasagem ou mosturação;<br />

3º) cozimento com lúpulo; 4º) fermentação e 5º)<br />

maturação. Deste ponto em diante entra a fase<br />

de preparação para o consumo, como filtragem,<br />

decantação, engarrafamento e pasteurização. A<br />

filtração é feita por filtração perpendicular<br />

usando-se terra diatomácea como meio filtrante.<br />

Os inconvenientes desta técnica, são: o tempo<br />

perdido para limpeza do filtro e o resíduo<br />

originado devido ao uso <strong>da</strong> terra diatomácea.<br />

Os processos de separação por<br />

membranas, em especial a filtração tangencial,<br />

têm-se mostrado como alternativa de<br />

substituição ás técnicas clássicas de filtração.<br />

Segundo Habert et al. (1997), as principais<br />

vantagens desse tipo de filtração são: eco<strong>no</strong>mia<br />

de energia, seletivi<strong>da</strong>de, separação de<br />

termolábeis, simplici<strong>da</strong>de de operação e de<br />

scale up.<br />

De acordo com Blanpain et al. (1993) e<br />

Gan et al. (1997), os processos de separação<br />

com membranas parecem ser uma alternativa na<br />

clarificação e esterilização de <strong>cerveja</strong> ao<br />

processo convencional empregados em<br />

<strong>cerveja</strong>rias. Burell & Reed (1994) relatam bons<br />

resultados de redução de cor e turbidez e de<br />

mais de 99% de bactérias Acetobacter.<br />

Nos processos de separação por<br />

membranas o conhecimento do <strong>comportamento</strong><br />

<strong>reológico</strong> do fluido é de grande importância <strong>no</strong><br />

dimensionamento de bombas e trocadores de<br />

calor e, dependendo, ain<strong>da</strong>, do <strong>comportamento</strong><br />

<strong>da</strong> viscosi<strong>da</strong>de do fluido quando submetido a<br />

tensões cisalhantes, há necessi<strong>da</strong>de de maiores<br />

gastos com bombeamento e o fluxo que<br />

permeia a membrana pode ser facilitado ou<br />

dificultado.<br />

Neste sentido, o objetivo deste trabalho é<br />

proceder ao estudo <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong><br />

clarifica<strong>da</strong> por processos de separação com<br />

membranas e estu<strong>da</strong>r o efeito <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong><br />

sobre a viscosi<strong>da</strong>de.<br />

Matéria-prima<br />

MATERIAL E MÉTODOS<br />

Nos experimentos foi utiliza<strong>da</strong> <strong>cerveja</strong><br />

bruta, obti<strong>da</strong> a partir <strong>da</strong> etapa anterior à<br />

clarificação, proveniente de uma empresa <strong>da</strong><br />

região Sul do Brasil.<br />

Membranas e equipamento de microfiltração<br />

Os ensaios de microfiltração foram<br />

realizados em uma uni<strong>da</strong>de de microfiltração,<br />

construí<strong>da</strong> em aço i<strong>no</strong>xidável AISI 304. Tal<br />

uni<strong>da</strong>de foi modifica<strong>da</strong> visando possibilitar a<br />

injeção de nitrogênio <strong>no</strong> tanque de alimentação,<br />

de modo a fornecer uma atmosfera inerte a fim<br />

de evitar a oxi<strong>da</strong>ção <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> pelo contato<br />

com o oxigênio do ar. O esquema <strong>da</strong> uni<strong>da</strong>de<br />

piloto pode ser visto na Figura 1.<br />

A membrana emprega<strong>da</strong> foi do tipo<br />

tubular cerâmica de TiO2/-Al2O3, Schumacher<br />

GmbH-Ti 01070, com diâmetro inter<strong>no</strong> de 7<br />

mm e cuja área de membrana é de 0,005 m 2 e<br />

com diâmetro médio de poro de 0,2 m;<br />

empregou-se pressão transmembrana de 1,0 bar,<br />

e 0,3 m, além de pressão de 3,0 bar. As<br />

condições experimentais foram obti<strong>da</strong>s e<br />

otimiza<strong>da</strong>s por Alicieo (2006) e Alicieo et al.<br />

(2008). Em ambos os casos, a <strong>cerveja</strong> foi<br />

filtra<strong>da</strong> em 6ºC.<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011


<strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros 159<br />

Figura 1: Desenho esquemático <strong>da</strong> uni<strong>da</strong>de piloto de ultrafiltração.( PI = Manômetro; R1 =<br />

Reservatório; FS = Chave de Fluxo; FI = Rotâmetro; F1 = Módulo de Filtração; B1 = Bomba; V1 =<br />

Válvula reguladora de Pressão; C1 = Cilindro de gás; PS = Pressostato e V2, V3, V4, V5, V6 =<br />

Válvulas manuais)<br />

Procedimento experimental na microfiltração<br />

Em todos os ensaios de clarificação<br />

realizados o reservatório <strong>da</strong> uni<strong>da</strong>de foi<br />

alimentado com 4 L de <strong>cerveja</strong> bruta. A<br />

operação <strong>da</strong> uni<strong>da</strong>de foi realiza<strong>da</strong> em batela<strong>da</strong><br />

de modo que, em ca<strong>da</strong> ensaio, a <strong>temperatura</strong> era<br />

controla<strong>da</strong> pela utilização de um banho<br />

termostático. O sistema foi levemente<br />

pressurizado com nitrogênio para evitar a<br />

degra<strong>da</strong>ção <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> pela presença do<br />

oxigênio do ar. Enquanto a <strong>cerveja</strong> bruta era<br />

alimenta<strong>da</strong>, foram manti<strong>da</strong>s a <strong>temperatura</strong> e a<br />

veloci<strong>da</strong>de tangencial e se variava a pressão do<br />

sistema. Ao entrar em contato com a membrana<br />

a corrente não-permea<strong>da</strong> retornava ao tanque de<br />

alimentação e a corrente permea<strong>da</strong> era coleta<strong>da</strong><br />

em recipiente apropriado para armazenagem.<br />

Amostras do alimentado e do permeado foram<br />

coleta<strong>da</strong>s para análises físicoquímicas.<br />

Análises físico-química<br />

As análises para o controle de<br />

quali<strong>da</strong>de, foram: pH, cor, turbidez, proteína,<br />

teor alcoólico, amargor, extrato real, primitivo e<br />

aparente, objetivando a avaliação <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong>,<br />

segundo metodologias <strong>da</strong> AOAC (1980) e se<br />

levando em conta o coeficiente de rejeição <strong>da</strong><br />

membrana (R), definido pela equação (1).<br />

C p <br />

R(%)<br />

1<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

x100<br />

C <br />

i <br />

Eq. (1)<br />

donde Cp e Ci são as concentrações do soluto<br />

<strong>no</strong> permeado e <strong>no</strong> alimentado, respectivamente.<br />

Estudo <strong>reológico</strong><br />

No estudo <strong>reológico</strong> foi empregado um<br />

reômetro do tipo Brookfield – Model DV-III –<br />

Programmable Rheometer. O spindle usado foi<br />

SC4-18. As veloci<strong>da</strong>des rotacionais dos<br />

cilindros se mantiveram na faixa de 10 e 230<br />

rpm. Para ca<strong>da</strong> veloci<strong>da</strong>de rotacional<br />

seleciona<strong>da</strong> o equipamento fornecia o valor <strong>da</strong><br />

tensão de cisalhamento e a taxa de deformação.<br />

Os testes de reologia foram feitos nas<br />

<strong>temperatura</strong>s de: 6, 10, 20 e 30ºC, com as<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011


160 <strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros<br />

amostras <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> <strong>da</strong> alimentação, permeado e<br />

retido, obti<strong>da</strong>s <strong>no</strong>s ensaios de microfiltração.<br />

Com os <strong>da</strong>dos fornecidos pelo<br />

equipamento plotou-se o gráfico de Tensão de<br />

cisalhamento (dyna cm -2 ) versus Taxa de<br />

deformação (s -1 ), usando-se o programa Excel .<br />

As inclinações <strong>da</strong>s retas obti<strong>da</strong>s pelo ajuste<br />

correspondem à viscosi<strong>da</strong>de absoluta <strong>da</strong>s<br />

amostras de vinho em Poise.<br />

RESULTADOS E DISCUSSÃO<br />

Fluxo e análises físico-químicas<br />

Fillaudeau e Carrère (2002) ressaltam<br />

que a comparação entre diferentes trabalhos<br />

deve ser feita com cautela, uma vez que as<br />

condições experimentais e os produtos<br />

fornecidos pelas <strong>cerveja</strong>rias podem ser muito<br />

Tabela 1: Resultado dos percentuais de redução <strong>da</strong>s análises físico-químicas<br />

diferentes. Neste trabalho os fluxos de<br />

permeado de <strong>cerveja</strong> foram iguais a 27,6<br />

kg h -1 m -2 e 38,3 kg h -1 m -2 para as membranas<br />

de 0,2 m e 0,3 m, respectivamente.<br />

Comparando esses resultados constata-se que,<br />

mesmo em condições de diferentes pressões<br />

transmembranas e tamanho de poro de<br />

membrana, o fluxo de permeado não sofre<br />

aumento significativo. O fluxo de permeado<br />

tem aspecto econômico importante. O fluxo<br />

aceitável eco<strong>no</strong>micamente está entre 10 e 100<br />

kg h -1 m -2 , usualmente baseados em experimentos<br />

de recirculação.<br />

Análises físico-químicas foram realiza<strong>da</strong>s<br />

nas amostras de alimentado, permeado e retido,<br />

a fim de se verificar a quali<strong>da</strong>de do produto<br />

obtido. São apresentados, na Tabela 1, os<br />

percentuais de redução (Eq. 1) para as amostras<br />

analisa<strong>da</strong>s.<br />

Membrana 0,2 m e 1,0 bar Membrana 0,3 m e 3,0 bar<br />

Cor 17,2 19,8<br />

Amargor 18,5 42,3<br />

pH 0,00 0,00<br />

Açúcares redutores 37,8 25,5<br />

Teor alcoólico 1,95 7,42<br />

Extrato primitivo 6,88 12,0<br />

Extrato real 18,1 18,8<br />

Extrato aparente 31,6 48,9<br />

Turbidez 74,0 70,0<br />

Proteína 62,3 81,0<br />

O valor de pH não sofreu alteração<br />

significante após a microfiltração<br />

permanecendo em tor<strong>no</strong> de 4,2, o que é<br />

considerado bom para a <strong>cerveja</strong>.<br />

Comportamento semelhante é relatado por<br />

Palácios (2001), Pinto et al. (2008) e Oliveira et<br />

al. (2006) na clarificação de vinho e Alicieo et<br />

al. (2008) para a <strong>cerveja</strong>. O teor alcoólico teve<br />

redução inferior a 8% pois, segundo Gan et al.<br />

(2001), a transmissão de álcool e o pH são<br />

pouco afetados durante a filtração, haja vista<br />

serem constituídos de moléculas muito<br />

pequenas.<br />

Por outro lado, proteínas, extrato<br />

aparente e turbidez, apresentaram reduções<br />

significativas o que, de acordo com Alicieo et<br />

al. (2008), leva ao entupimento <strong>da</strong> membrana.<br />

De conformi<strong>da</strong>de com Fillaudeau & Carrère<br />

(2002), a diversi<strong>da</strong>de química e a larga faixa de<br />

tamanho <strong>da</strong>s partículas, são responsáveis pela<br />

turvação na <strong>cerveja</strong> e dificultam a clarificação<br />

utiliza<strong>da</strong> <strong>no</strong>s processos com membranas.<br />

Avaliando as duas membranas estu<strong>da</strong><strong>da</strong>s,<br />

a membrana de 0,2 m apresentou melhor<br />

desempenho quanto às análises físico-químicas<br />

realiza<strong>da</strong>s, uma vez que se obtiveram maior<br />

redução de turbidez e reduções me<strong>no</strong>res <strong>no</strong>s<br />

extratos, amargor e proteína, a última<br />

responsável pela formação <strong>da</strong> espuma na<br />

<strong>cerveja</strong>.<br />

Estudo <strong>reológico</strong><br />

Com os <strong>da</strong>dos coletados de tensão de<br />

cisalhamento e taxa de deformação procedeu-se<br />

ao ajuste dos reogramas, através do programa<br />

Excel . Os reogramas foram ajustados para a<br />

lei de Newton <strong>da</strong> viscosi<strong>da</strong>de, enquanto as<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011


<strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros 161<br />

inclinações <strong>da</strong>s retas obti<strong>da</strong>s <strong>no</strong>s ajustes<br />

correspondem à viscosi<strong>da</strong>de absoluta <strong>da</strong>s<br />

amostras de <strong>cerveja</strong>, em ca<strong>da</strong> condição<br />

estu<strong>da</strong><strong>da</strong>. As Figuras de 2 a 6 se referem aos<br />

reogramas <strong>da</strong>s amostras de <strong>cerveja</strong> nas<br />

diferentes <strong>temperatura</strong>s de estudo.<br />

Observou-se, em todos os reogramas, o<br />

<strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> de fluido Newtonia<strong>no</strong><br />

para a <strong>cerveja</strong> microfiltra<strong>da</strong> para ambas as<br />

membranas estu<strong>da</strong><strong>da</strong>s, constatando-se ótimos<br />

valores de R 2 (R 2 mede a proporção <strong>da</strong> variação<br />

total medi<strong>da</strong> explica<strong>da</strong> pela regressão). De<br />

modo geral, todos os sistemas homogêneos e<br />

mo<strong>no</strong>fásicos compostos de substâncias de baixo<br />

peso molecular ou de suas misturas, se<br />

comportam como fluidos Newtonia<strong>no</strong>s, em<br />

regime de escoamento laminar. Comparando as<br />

viscosi<strong>da</strong>des absolutas <strong>da</strong>s amostras de <strong>cerveja</strong><br />

alimenta<strong>da</strong> com a microfiltra<strong>da</strong>, constatou-se<br />

uma diminuição na mesma, em to<strong>da</strong>s as<br />

condições estu<strong>da</strong><strong>da</strong>s. Tal diminuição está<br />

associa<strong>da</strong> aos percentuais de redução de<br />

substâncias responsáveis pelas proprie<strong>da</strong>des<br />

orga<strong>no</strong>lépticas, como se pode observar na<br />

Tabela 1. Oliveira et al. (2006) relatam<br />

<strong>comportamento</strong> similar <strong>no</strong> estudo <strong>reológico</strong> do<br />

vinho branco microfiltrado.<br />

Constata-se, ain<strong>da</strong>, que o aumento <strong>da</strong><br />

<strong>temperatura</strong> ocasio<strong>no</strong>u diminuição <strong>da</strong><br />

viscosi<strong>da</strong>de para as amostras (alimentado,<br />

concentrado e permeado) estu<strong>da</strong><strong>da</strong>s. A<br />

<strong>temperatura</strong> é um parâmetro relacionado com a<br />

energia interna <strong>da</strong> substância ou mistura. A<br />

experiência tem mostrado que a viscosi<strong>da</strong>de de<br />

um líquido é altamente influencia<strong>da</strong> por<br />

mu<strong>da</strong>nças <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong>. A viscosi<strong>da</strong>de dos<br />

líquidos incompressíveis varia inversamente<br />

com a <strong>temperatura</strong> absoluta, apresentando<br />

<strong>comportamento</strong> exponencial, conforme a<br />

equação estatística (02), semelhante à equação<br />

de Arrenhius:<br />

B<br />

T Ae<br />

Eq. (02)<br />

em que é a viscosi<strong>da</strong>de dinâmica do líquido,<br />

em Poise, A e B são constantes que dependem<br />

<strong>da</strong> natureza de ca<strong>da</strong> líquido e T é a <strong>temperatura</strong><br />

absoluta, em kelvin (K).<br />

Com os <strong>da</strong>dos de viscosi<strong>da</strong>de e<br />

<strong>temperatura</strong> na Eq. (02), foi possível encontrar<br />

os valores numéricos <strong>da</strong>s constantes A e B, por<br />

meio de regressão linear, usando-se Microsoft<br />

Excel . Os resultados são apresentados nas<br />

Tabelas 2 e 3, para membrana de 0,2 m e 0,3<br />

m, respectivamente.<br />

Tabela 2: Valores numéricos <strong>da</strong>s constantes A<br />

e B <strong>da</strong> equação 2 para <strong>cerveja</strong> microfiltra<strong>da</strong> na<br />

membrana de 0,2 m e 1,0 bar<br />

Alimentado Permeado Retido<br />

A (P) 4,32 10 –5 5,57 10 -5 2,21 10 -5<br />

B (K) 1855,7 1693,9 2003,8<br />

Substituindo os valores numéricos <strong>da</strong>s<br />

constantes A e B <strong>da</strong> Tabela 2 na Eq. (2), tem-se:<br />

<br />

( a limentado)<br />

<br />

( permeado )<br />

<br />

( retido)<br />

4,<br />

3210<br />

5,<br />

57 10<br />

2,<br />

2110<br />

1855,<br />

7<br />

5<br />

T<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011<br />

e<br />

1693,<br />

9<br />

5<br />

T<br />

e<br />

e<br />

2003,<br />

8<br />

5<br />

T<br />

Eq. (03)<br />

Eq. (04)<br />

Eq. (05)<br />

As equações de (03) a (05) podem ser<br />

usa<strong>da</strong>s para se chegar ao valor <strong>da</strong> viscosi<strong>da</strong>de<br />

<strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> processa<strong>da</strong> pela membrana de 0,2<br />

m a 1,0 bar, na faixa de <strong>temperatura</strong> de 6ºC a<br />

30ºC, donde é <strong>da</strong>do em Poise e T, em Kelvin.


162 <strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

10,00<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

9,00<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

y = 0,0290x<br />

R 2 = 0,9790<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(a)<br />

y = 0,0221x<br />

R 2 = 0,9853<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(c)<br />

y = 0,0188x<br />

R 2 = 0,9952<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(e)<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

10,00<br />

9,00<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

y = 0,0299x<br />

R 2 = 0,9969<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

y = 0,0213x<br />

R 2 = 0,9769<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011<br />

(b)<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(d)<br />

y = 0,0168x<br />

R 2 = 0,9828<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Figura 2: Reograma <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> alimenta<strong>da</strong> a: (a) 6ºC; (b) 10ºC; (c) 15ºC; (d) 20ºC; (e) 25ºC; (f) 30ºC<br />

(f)


Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

<strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros 163<br />

y = 0,025x<br />

R 2 = 0,9962<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(a)<br />

y = 0,0186x<br />

R 2 = 0,9937<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(c)<br />

y = 0,0164x<br />

R 2 = 0,9875<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(e)<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

y = 0,0222x<br />

R 2 = 0,9951<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

y = 0,0178x<br />

R 2 = 0,986<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011<br />

(b)<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

y = 0,0153x<br />

R 2 = 0,9914<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(d)<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Figura 3: Reograma <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> permea<strong>da</strong> na membrana de 0,2m e 1,0 bar a: (a) 6ºC; (b) 10ºC; (c)<br />

15ºC; (d) 20ºC; (e) 25ºC; (f) 30ºC<br />

(f)


164 <strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento (dyna<br />

cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

10,00<br />

8,00<br />

6,00<br />

4,00<br />

2,00<br />

y = 0,0295x<br />

R 2 = 0,9911<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

Taxa de cisalhamento (s -1 )<br />

(a)<br />

y = 0,0224x<br />

R 2 = 0,9923<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(c)<br />

y = 0,0191x<br />

R 2 = 0,987<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(e)<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

10,00<br />

8,00<br />

6,00<br />

4,00<br />

2,00<br />

y = 0,0261x<br />

R 2 = 0,9961<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011<br />

(b)<br />

y = 0,0203x<br />

R 2 = 0,9943<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(d)<br />

y = 0,0162x<br />

R 2 = 0,996<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Figura 4: Reograma <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> concentra<strong>da</strong> na membrana de 0,2m e 1,0 bar a: (a) 6ºC; (b) 10ºC; (c)<br />

15ºC; (d) 20ºC; (e) 25ºC; (f) 30ºC<br />

(f)


Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

<strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros 165<br />

y = 0,0246x<br />

R 2 = 0,9936<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(a)<br />

y = 0,0183x<br />

R 2 = 0,9963<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

y = 0,0161x<br />

R 2 = 0,9934<br />

(c)<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(e)<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

y = 0,022x<br />

R 2 = 0,997<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011<br />

(b)<br />

y = 0,0171x<br />

R 2 = 0,9688<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

y = 0,0149x<br />

R 2 = 0,9918<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(d)<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de cisalhamento (s -1 )<br />

Figura 5: Reograma <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> permea<strong>da</strong> na membrana de 0,3 m e 3,0 bar a: (a) 6ºC; (b) 10ºC; (c)<br />

15ºC; (d) 20ºC; (e) 25ºC; (f) 30ºC<br />

(f)


166 <strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm-2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

10,00<br />

9,00<br />

8,00<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

y = 0,0292x<br />

R² = 0,998<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(a)<br />

y = 0,0186x<br />

R 2 = 0,9937<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(c)<br />

y = 0,0164x<br />

R 2 = 0,9875<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(e)<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

Tensão de cisalhamento<br />

(dyna cm -2 )<br />

10,00<br />

8,00<br />

6,00<br />

4,00<br />

2,00<br />

y = 0,0261x<br />

R 2 = 0,9961<br />

0,00<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

1,00<br />

0,00<br />

y = 0,0178x<br />

R 2 = 0,986<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.13, n.2, p.157-168, 2011<br />

(b)<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

y = 0,0153x<br />

R 2 = 0,9914<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

(d)<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

Taxa de deformação (s -1 )<br />

Figura 6: Reograma <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> concentra<strong>da</strong> na membrana de 0,3 m e 3,0 bar a: (a) 6ºC; (b) 10ºC; (c)<br />

15ºC; (d) 20ºC; (e) 25ºC; (f) 30ºC<br />

(f)


<strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros 167<br />

Tabela 3: Valores numéricos <strong>da</strong>s constantes A e<br />

B <strong>da</strong> equação 2 para <strong>cerveja</strong> microfiltra<strong>da</strong> na<br />

membrana de 0,3 m e 3,0 bar<br />

Alimentado Permeado Retido<br />

A (P) 4,32 x 10 –5 4,55 x 10 -5 6,67 x 10 -5<br />

B (K) 1855,7 1746,6 2325,8<br />

Substituindo os valores numéricos <strong>da</strong>s<br />

constantes A e B <strong>da</strong> Tabela 3 na Eq. (2), tem-se<br />

<br />

( a limentado)<br />

<br />

( permeado )<br />

<br />

( retido)<br />

4,<br />

3210<br />

4,<br />

5510<br />

6,<br />

67 10<br />

1855,<br />

7<br />

5<br />

T<br />

e<br />

1746,<br />

6<br />

5<br />

T<br />

e<br />

e<br />

2325,<br />

8<br />

5<br />

T<br />

Eq. (03)<br />

Eq. (06)<br />

Eq. (07)<br />

As equações de (03), (06) e (07) podem<br />

ser usa<strong>da</strong>s para encontrar o valor <strong>da</strong> viscosi<strong>da</strong>de<br />

<strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> processa<strong>da</strong> pela membrana de 0,3 m<br />

a 3,0 bar na faixa de <strong>temperatura</strong> de 6ºC a 30ºC,<br />

em que é <strong>da</strong>do em Poise e T, em Kelvin.<br />

CONCLUSÕES<br />

A microfiltração <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> apresentou<br />

reduções significativas na turbidez, extrato<br />

aparente e proteína e não apresentou variações<br />

significativas <strong>no</strong> pH. Foi constatado que as<br />

amostras de <strong>cerveja</strong> apresentam <strong>comportamento</strong><br />

<strong>reológico</strong> de fluido newtonia<strong>no</strong> para to<strong>da</strong>s as<br />

condições estu<strong>da</strong><strong>da</strong>s e que o mesmo possui<br />

viscosi<strong>da</strong>de maior que o <strong>da</strong> água.<br />

AGRADECIMENTOS<br />

Os autores são gratos à CAPES e ao<br />

CNPq, pelo incentivo financeiro e, também à<br />

Cervejaria Kaiser, pelo fornecimento <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong><br />

bruta.<br />

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168 <strong>Efeito</strong> <strong>da</strong> <strong>temperatura</strong> <strong>no</strong> <strong>comportamento</strong> <strong>reológico</strong> <strong>da</strong> <strong>cerveja</strong> filtra<strong>da</strong> por microfiltração Oleiveira &Barros<br />

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