Modelling of rheological behaviour of macaíba pulp at different temperatures

ABSTRACT Fruit pulps undergo temperature variations during processing, leading to viscosity changes. This study aimed to analyse the rheological behaviour of macaíba pulp at different temperatures (10 to 50 ºC, with 5 ºC increments) and speeds (2.5 to 200 rpm, totalling 17 speeds). Experimental measurements were performed in a Brookfield viscometer, fitting the Ostwald-de-Waele, Mizrahi-Berk, Herschel-Bulkley, and Casson models to the experimental data of shear stress as a function of shear rate. Among the models used, the Mizrahi-Berk model (R² > 0.9656 and average percentage deviation - P ≤ 4.1%) was found to best fit the rheogram data. Macaíba pulp exhibited a non-newtonian behaviour and was characterised as pseudoplastic. It showed fluid behaviour indexes below unity under the studied conditions, with decreases in apparent viscosity as temperature and shear rate increased. Such behaviour could be described by the Arrhenius equation. The Mizrahi-Berk and Falguera-Ibarz models (R² > 0.99 and P ≤ 10%) best fitted the data and were used to represent the viscosity behaviour of macaíba pulp. The activation energy values of macaíba pulp ranged between 17.53 and 25.37 kJ mol-1, showing a rheological behaviour like other fruit pulps. RESUMO As polpas de frutas estão sujeitas a mudanças de temperatura durante o processo de fabricação que podem alterar a viscosidade. Este estudo objetivou avaliar o comportamento reológico da polpa de macaíba em diferentes condições de temperatura (10 a 50 °C, com incrementos de 5 ºC) e velocidades de rotação (2,5 a 200 rpm, totalizando 17 velocidades). As medições experimentais foram realizadas em viscosímetro Brookfield e os modelos Ostwald-de-Waele, Mizrahi-Berk, Herschel-Bulkley e Casson foram ajustados aos dados experimentais de tensão de cisalhamento em função da taxa de deformação. Dentre os modelos testados, o modelo que descreveu com maior precisão os reogramas foi o modelo de Mizrahi-Berk (R² > 0,9656 e desvio percentual médio P ≤ 4,1%). A polpa de macaíba comportou-se como fluido não-newtoniano com características pseudoplásticas apresentando valores de índice de comportamento menores que a unidade, nas condições estudadas, apresentando diminuição da viscosidade aparente com o aumento da temperatura e taxa de deformação, podendo ser expressa através da equação de Arrhenius. Os modelos de Mizrahi-Berk e Falguera-Ibarz (R² > 0,99 e P ≤ 10%) foram os que obtiveram melhores ajustes podendo ser utilizados na predição do comp