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Title in Portuguese: Estudo das condições de secagem por atomização de conídios de Trichoderma harzianum LCB47
Title: Study of the drying conditions of Trichoderma harzianum LCB47 conidia by atomization
Author: Farias, Virna Luiza de
Advisor(s): Pinto, Gustavo Adolfo Saavedra
Co-advisor(s): Fernandes, Fabiano André Narciso
Keywords: Engenharia química
Microencapsulação
Maltodextrina
Controle biológico
Issue Date: 16-Feb-2009
Citation: FARIAS, V. L. Estudo das condições de secagem por atomização de conídios de Trichoderma harzianum LCB47. 76 f. 2009. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
Abstract in Portuguese: Nos últimos anos, tem-se notado uma crescente preocupação, em todo o mundo, com os problemas ambientais decorrentes das diversas atividades humanas, incluindo a agricultura. Nesse contexto, o controle biológico constitui alternativa cada vez mais importante aos defensivos agrícolas químicos. O controle biológico consiste no emprego de um organismo (predador, parasita ou patógeno) que ataca outro que esteja causando danos econômicos às lavouras. Espécies de Trichoderma são reconhecidas como agentes de controle biológico de doenças de plantas causadas por fungos fitopatogênicos, sendo a espécie T. harzianum uma das mais utilizadas. Os conídios são os micropropágulos preferíveis para uso no controle biológico. Para a comercialização de produtos de biocontrole, o produto formulado deve ser estável ao armazenamento e manter a viabilidade dos esporos durante este período. A desidratação dos esporos permite a preservação do inoculo por um longo período de tempo, com alta viabilidade; e um dos métodos utilizados para a secagem é a atomização (“spray dryer”). Este trabalho teve como objetivo determinar as condições mais adequadas de secagem de esporos de Trichoderma harzianum LCB47 em “spray dryer”, de forma a preservar sua capacidade germinativa no produto desidratado. Conduziram-se experimentos para avaliar a necessidade do uso de encapsulante na secagem dos esporos. Estudaram-se, preliminarmente, as variáveis temperatura de entrada e de saída do ar para avaliação dos seus efeitos no nível de sobrevivência dos esporos e na umidade do pó final. Testou-se a influência de diferentes materiais usados como encapsulantes, por meio da avaliação da sua capacidade calorífica (Cp) e através do nível de sobrevivência resultante da secagem utilizando cada material. Estudaram-se os parâmetros temperatura de entrada e de saída do ar, por meio de planejamento experimental, para avaliação da sua influência no nível de sobrevivência dos esporos e na umidade e atividade de água do pó final. Realizou-se uma avaliação da estocagem dos esporos com relação à retenção da sua viabilidade. Verificou-se que é necessário a adição de um encapsulante para a secagem dos esporos por atomização. O aumento da diferença entre a temperatura de entrada e de saída do ar no processamento levou à elevação da umidade do produto final, devido à necessidade do aumento da vazão de alimentação da suspensão. Menores temperaturas de saída foram melhores quanto ao nível de sobrevivência dos esporos, sendo a de 55°C a que permitiu os melhores resultados. A goma arábica foi o encapsulante que apresentou maior capacidade calorífica, e foi o melhor com relação à proteção dos esporos do calor do ar durante a secagem. O teor de encapsulante é o principal fator que afeta o nível de sobrevivência dos esporos, enquanto a umidade e a atividade de água do produto em pó são fortemente influenciadas pela temperatura de entrada. Os esporos mantiveram sua viabilidade durante um mês quando armazenados sob refrigeração. A melhor condição de secagem de esporos de T. harzianum LCB47 foi 140/55°C de temperatura de entrada e de saída, respectivamente, utilizando maltodextrina como encapsulante. Nesta condição o nível de sobrevivência médio foi de 96%.
Abstract: In recent years, the world is having a growing concern regarding human activity towards the environment, including the problems related to agriculture. Biological control is, nowadays, a viable and important alternative to chemical defensives. Biological control consists of the used of a living organism (predator, parasite or pathogen) that attacks other unwanted organism without causing damages to the crops. Trichoderma species are known as biological control agents to plant diseases caused by phytopathogenic fungi. T. harzianum is the most applied agent. Conidia are the preferred micropropagules for biological control. For commercialization, biological control products should be stable during storage and should maintain its viability during this period. Drying of the spores allows the preservation of the inoculums for a long period of time maintaining high viability. One of the most used methods for drying spores is spray drying. This work aims to determine the best operating conditions to dry Trichoderma harzianum LCB47 spores, using spray drying, to keep the germinative capacity of the dehydrated product. Experiments were carried out to evaluate the need for encapsulates during drying of the spores. Initially, the inlet and outlet air temperatures in the spray drier were evaluated concerning the survival of the spores and the final dried product moisture content. Several raw materials were tested as encapsulates by means of evaluating their heat capacity (Cp) and by evaluating the level of survival after drying the spores. The inlet and outlet air temperature were evaluated using a factorial design. An evaluation of the viability of the spores during storages was also carried out. The results show the need of the addition of encapsulates for drying spores using spray-drying. The increase between the inlet and outlet air temperatures in the spray-drier resulted in an increase in the final moisture content of the product because of the need to increase the feed flow rate in the spray-drier. Lower outlet air temperatures resulted in higher levels of survival of the spores, and the temperature of 55ºC allowed the best results. Arabic gum was the encapsulate that presented the highest heat capacity and that resulted in the highest protection of the spores during drying. The amount of encapsulate was the most significant factor that influenced in the survival of the spores, while the final moisture content and the water activity were most significantly influenced by the inlet temperature of the air. The spores maintained their viability for a month under refrigeration. The best operating condition to dry spores of T. harzianum LCB47 was obtained applying inlet and outlet air temperatures of respectively 140 and 55ºC, and using maltodextrin as encapsulate. Under this condition, the mean level of survival of the spores was 96%.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/15882
metadata.dc.type: Dissertação
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