O amido residual foi determinado pela técnica descrita no Capítulo 3. Seguem os diagramas de pareto, as análises de variância (ANOVA), as superfícies, as curvas de contorno e os modelos gerados pela matriz do planejamento e pela matriz real.
Figura 4. 1 - Amido inserido nos ensaios e presente nos açúcares obtidos nas cristalizações por resfriamento e por evaporação a vácuo.
Observa-se na Figura 4. 1, em relação as contaminações de amido iniciais (dados do planejamento), nas soluções de açúcar submetidas as cristalizações, ocorreram incorporações de 35 a 60% nos açúcares obtidos nas cristalizações por evaporação a vácuo e de 15 a 30% nos açúcares obtidos nas cristalizações por resfriamento. No processo tradicional (evaporação a vácuo), as incorporações variam de 25 a 35%, quando a quantidade de amido no xarope encontra-se na faixa de 400 a 1000 mg/kg (MERHEB et al, 2011).
Em relação aos testes de cozimento, as incorporações de amido nos cristais aumentam, conforme se aumenta a quantidade de amido inserido no xarope (incorporações de 30%, quando inserido até 1000 ppm e incorporações de 60%, quando inserido até 2000 ppm). Relação verificada no processo industrial até 1000 ppm (MERHEB et al, 2011).
0 500 1000 1500 2000 2500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (mg /k g) Ensaios
Amido inserido_cozimento (mg/kg) Amido residual_cozimento (mg/kg) Amido inserido_resfriamento (mg/kg) Amido residual_resfriamento (mg/kg)
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Os testes de resfriamento também sugerem que as incorporações de amido nos cristais aumentam, conforme se aumenta a quantidade de amido inserido no xarope, no entanto, as incorporações não passaram de 30% em 2000 ppm, o que demonstra o verificado por Mantelatto (2005) e Merheb (2009).
Seguem os diagramas de pareto, onde são identificadas as contribuições lineares (L), quadráticas (Q) e de efeito combinado linear (1L by 2L). Esses diagramas foram realizados para todas as características fisico-químicas analisadas.
Figura 4. 2 - Diagrama de Pareto Amido Residual com α=0,1 (a) cristalização por resfriamento; (b) cristalização por evaporação a vácuo, considerando a matriz do planejamento.
Figura 4. 3 - Diagrama de Pareto Amido Residual com α=0,1 (a) cristalização por resfriamento; (b) cristalização por evaporação a vácuo, considerando a matriz real.
Pelas Figuras (Figura 4. 2 e Figura 4. 3) pode-se observar que os efeitos calculados com a matriz do planejamento e os calculados com a matriz real, pouco diferem
(a) (b)
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em grandeza e em representatividade, o que sugere que a matriz real se insere no planejamento realizado inicialmente. Nessas Figuras observa-se também que o comportamento do amido residual se difere para cada técnica de cristalização.
Na cristalização por resfriamento, os efeitos significativos foram: Amido linear positivo (L), Amido quadrático negativo (Q), Dextrana linear negativa (L) e o efeito combinado de dextrana e amido linear negativo (1L by 2L), que ocorreu no limite do intervalo. Esses efeitos sugerem: que a contaminação de amido aumenta com a quantidade de amido (efeito positivo do amido linear), diminui conforme se aumenta a quantidade de dextrana (efeito negativo da dextrana linear) e que diminui com o efeito combinado (1L by 2L).
Na cristalização por evaporação a vácuo, o único efeito significativo foi o Amido linear positivo (L), que sugere que a contaminação de amido aumenta somente com a quantidade de amido (efeito positivo do amido linear), sem ter influência da dextrana ou da ação conjunta dos contaminantes. Esse efeito do amido foi verificado também por Figueira (2009) e Schoonees (2006), sendo sugerido por Schoonees (2006) a utilização de difusores para diminuir o teor de amido do caldo, para consequentemente, diminuir do açúcar.
Seguem as análises de variância (ANOVA) para a resposta amido residual (Tabela 4. 7, Tabela 4. 8, Tabela 4. 9 e Tabela 4. 10).
Tabela 4. 7 - ANOVA para a resposta amido residual, técnica de cristalização por resfriamento, considerando todos os efeitos, matriz do planejamento.
Amido residual
Fonte de variação SQ GL QM Fcal Ftab
Regressão 277167,04 5 55433,41 63,578 3,453 Resíduos 4359,50 5 871,90 Falta de ajuste 3066,83 3 1022,28 1,582 9,162 Erro puro 1292,67 2 646,33 TOTAL 281526,55 10 R2 0,9845 % máxima explicável 98,45
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Tabela 4. 8 - ANOVA para a resposta amido residual, cristalização por resfriamento, considerando todos os efeitos, matriz real.
Amido residual
Fonte de variação SQ GL QM Fcal Ftab
Regressão 278626,41 5 55725,28 96,074 3,453 Resíduos 2900,13 5 580,03 Falta de ajuste 1607,47 3 535,82 0,829 9,162 Erro puro 1292,67 2 646,33 TOTAL 281526,55 10 R2 0,9897 % máxima explicável 98,97
Segundo as tabelas (Tabela 4. 7e Tabela 4. 8) os modelos são significativos, pois os F calculados das médias quadráticas da regressão pelos resíduos são maiores que os F tabelados, além de que, os F calculados das médias quadráticas das faltas de ajuste pelos erros puros são menores que os F tabelados. Também se pode observar que o coeficiente de determinação do modelo (R2) foi maior quando considerada a matriz real (98,97>98,45).
Para que os modelos fossem melhor ajustados, realizou-se a retirada dos efeitos não significativos, indicados nos diagramas de paretos (Figura 4. 2 e Figura 4. 3), calculou-se novamente a ANOVA, e pela análise dos F calculados foram verificados os melhores ajustes do modelo. Seguem as tabelas (Tabela 4. 9 e Tabela 4. 10) com as ANOVAS dos efeitos significativos.
Tabela 4. 9 - ANOVA para a resposta amido residual, cristalização por resfriamento, considerando os efeitos significativos, matriz do planejamento.
Amido residual
Fonte de variação SQ GL QM Fcal Ftab
Regressão 276272,89 4 69068,22 78,880 3,181 Resíduos 5253,66 6 875,61 Falta de ajuste 3960,99 4 990,25 1,532 9,243 Erro puro 1292,67 2 646,33 TOTAL 281526,55 10 R2 0,9813 % máxima explicável 98,13
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Tabela 4. 10 - ANOVA para a resposta amido residual, cristalização por resfriamento, considerando os efeitos significativos, matriz real.
Amido residual
Fonte de variação SQ GL QM Fcal Ftab
Regressão 274806,62 4 68701,65 103,938 3,181 Resíduos 3965,94 6 660,99 Falta de ajuste 2673,27 4 668,32 1,034 9,243 Erro puro 1292,67 2 646,33 TOTAL 278772,55 10 R2 0,9858 % máxima explicável 98,58
Pelas Tabelas (Tabela 4. 9 e Tabela 4. 10) pode-se observar que os F calculados das médias quadráticas da regressão pelos resíduos são maiores que os F tabelados, e que os F calculados das médias quadráticas das faltas de ajuste pelos erros puros são menores que os F tabelados, logo o modelo gerado também é significativo.
Pode-se observar que os F calculados (médias quadráticas da regressão pelos resíduos) são maiores quando considerados os efeitos significativos, do que quando comparados com todos os efeitos (matriz do planejamento: era 18 vezes maior que o Ftab, e passou a ser 25 vezes maior; matriz real: era 28 vezes maior que o F tabelado, e passou a ser 33 vezes maior). Os F calculados (médias quadráticas das faltas de ajuste pelos erros puros) não tiveram modificações significativas em seus valores (matriz do planejamento: era 6 vezes menor que o Ftab, e continuou a ser 6 vezes menor; matriz real: era 11 vezes menor que o Ftab, e passou a ser 9 vezes menor).
Para todas as respostas dos experimentos de cristalização foram realizadas as duas análises das ANOVA (modelo completo e modelo com os efeitos significativos) e comparados os F calculados. Seguem as análises de todas as respostas, considerando os efeitos significativos. As ANOVAS dos modelos completos seguem no ANEXO I.
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Tabela 4. 11 - ANOVA para a resposta amido residual, cristalização por evaporação a vácuo, considerando os efeitos significativos, matriz do planejamento.
Amido residual
Fonte de variação SQ GL QM Fcal Ftab
Regressão 943904,74 1 943904,74 132,817 3,360 Resíduos 63961,44 9 7106,83 Falta de ajuste 52859,44 7 7551,35 1,360 9,349 Erro puro 11102,00 2 5551,00 TOTAL 1007866,18 10 R2 0,9365 % máxima explicável 93,65
Tabela 4. 12 - ANOVA para a resposta amido residual, cristalização por evaporação a vácuo, considerando os efeitos significativos, matriz real.
Amido residual
Fonte de variação SQ GL QM Fcal Ftab
Regressão 953922,73 1 953922,73 159,154 3,360 Resíduos 53943,45 9 5993,72 Falta de ajuste 42841,45 7 6120,21 1,103 9,349 Erro puro 11102,00 2 5551,00 TOTAL 1007866,18 10 R2 0,9465 % máxima explicável 94,65
Também se pode observar nas Tabelas (Tabela 4. 11 e Tabela 4. 12) que os F calculados das médias quadráticas da regressão pelos resíduos são maiores que os F tabelados, e que os F calculados das médias quadráticas das faltas de ajuste pelos erros puros são menores que os F tabelados, logo o modelo gerado é significativo. Também se pode observar que o coeficiente de determinação do modelo (R2) foi maior quando considerada a
matriz real (94,65>93,65), ou seja, melhor será o ajuste do modelo à resposta amido residual, considerada a matriz real. Seguem as superfícies de resposta e as curvas de contorno para o amido residual (Figura 4. 4 e Figura 4. 5).