TA345 A/B - Informática Aplicada à Engenharia de Alimentos

        Em engenharia, o cálculo de propriedades termodinâmicas para estudo ou desenvolvimento de processos, elaboração de equipamentos, cálculos de rendimento econômico é extremamente comum. O engenheiro de alimentos, no entanto, possui em geral uma preocupação a mais:  Primeiramente seria impossível listar todos os alimentos existentes no planeta, e mesmo que isso fosse viável, imagine listar todas as variedades de espécies, cultivares, sazionalidades... Assim, torna-se evidente que não existem dados termodinânicos tabelados para todos os alimentos.

        Na tentativa de solucionar esta questão, muitos estudos foram realizados e encontrou-se uma série de equações para predizer estes dados em função da composição centesimal do alimento.  A tabela a seguir mostra algumas destas equações.
 
Propriedade Composição do
Alimento
Equação Unidades Condição Fonte
Densidade (r) Proteína
Gordura
Carboidrato
Fibras
Cinzas
r=1,3299.E3 – 5,1840.E-1T
r=9,2559.E2 – 4,1757.E-1T
r=1,5991.E3 – 3,1046.E-1T
r=1,3115.E3 – 3,6589.E-1T
r=2,4238.E3 – 2,8063.E-1T
kg/m3 Intervalo de temperaturas -40 a 150ºC Choi e Okos (1986)
Calor Específico (Cp) Proteína
Gordura
Carboidrato
Fibras
Cinzas
Cp = 2,0082 + 1,2089E-3T - 1,3129E-6T*T
Cp = 1,9842 + 1,4733E-3T - 4,8008E-6T*T
Cp = 1,5488 + 1,9625E-3T - 5,9399E-6T*T
Cp = 1,8459 + 1,8306E-3T - 4,6509E-6T*T
Cp = 1,0926 + 1,8896E-3T - 3,6817E-6T*T
J/(kgºC) Intervalo de temperaturas -40 a 150ºC Choi e Okos (1986)
Condutividade Térmica (k)
(Esta equação pode estar errada. Consulte a literatura para verificar as equações ou achar outras correlações  mais adequadas)
Proteína
Gordura
Carboidrato
Fibras
Cinzas
k = 0,17881 + 1,1958E-3T - 2,71787E-6T*T
k = 0,18071 - 2,7604E-3T -1,7749E-7T*T
k = 0,20141 + 1,3874E-3T -4,3312E-6T*T
k = 0,18331 + 1,2497E-3T - 3,1683E-6T*T
k = 0,32962 + 1,4011E-3T -2,9069E-6T*T
W/mºC ------ Choi e Okos (1986)
Valor Calórico (VC)
Verifique as unidades
Proteína
Gordura
Carboidrato
VC = 4*(%P) + 9*(%G) + 4*(%C) Kcal/100g ------ Anvisa

        O seu trabalho consistirá em desenvolver um applet que utilize estas equações e calcule estas propriedades físicas para qualquer alimento, desde que se tenha conhecimento da composição centesimal do mesmo. No entanto, você deverá pesquisar a composição centesimal do alimento  que lhe foi destinado e usar os dados resultantes da sua pesquisa como valores default no programa.

        A composição centesimal do seu alimento está disponível na Tabela Brasileira de Composição de Alimentos. Perceba que na parte inferior direita da tabela você pode trocar a categoria de alimentos que está sendo procurada. Cada categoria é representada por uma letra (A para cereais e derivados, B para vegetais e derivados, etc...). Portanto a última letra do código que você anotou anteriormente representa a categoria do seu alimento.

               O Applet a seguir, é um modelo simples do que você pode fazer... familiarize-se com o applet e procure ver quais são seus defeitos e qualidades, você pode utilizar uma série de outros recursos e aperfeiçoá-lo para o seu projeto.


 

Outra modelo: (No caso de muitas dificuldades, sugerimos a utilização desse modelo)

Veja o código fonte
 

        Procure seguir um roteiro para escrever seu programa:

1) declare as bibliotecas
2) inicialize a classe
3) declare os objetos utilizados
4) declare as variáveis globais
5) faça métodos que realizem os cálculos (definição de funções auxiliares)

6) implemente o procedimento de inicialização do programa
    6a) defina o layout
    6b) adicione os objetos e, se necessário, atribua valores iniciais
    6c) adicione os listeners

7) define o método de reconhecimento do evento que desenvolverá os cálculos
    7a) faça o reconhecimento do evento selecionado
    7b) faça cálculos relativos ao evento selecionado
    7c) apresente os resultados, repassando valores aos objetos apropriados

8) finalize a classe

Para calcular a propriedade física de um alimento, vamos proceder da seguinte maneira:
   1) Conhecer sua composição centesimal (carboidratos, proteínas, gorduras, fibras, cinzas e água)
   2) Calcular as propriedades físicas para cada elemento da composição
   3) Somar os valores da propriedade física relativos a cada elemento

Não se esqueça que a somatória dos teores da composição centesimal do alimento é sempre 100%, e que todo alimento é rico em água.  No caso da água, consulte o código fonte a seguir que possui uma série de métodos para predizer estes dados: código fonte. (Fique atento às unidades antes de utilizá-lo!! )

As equações necessárias para o cálculo das propriedades físicas de cada elemento da composição centesimal estáo descritas no quadro acima como visto anteriormente.

Boa Sorte!!!