Although food drying is one of the oldest preservation methods, there are still several limitations related with the quality of dried products (physical, chemical and nutritional properties), as well as related to the quality of processes (energy consumption and costs). The present thesis studied the application of different emerging technologies to improve food drying. For this purpose, different approaches such as microstructural study, kinetic evaluation, and physicochemical analyses were used to describe the process, food properties and composition. Firstly, the influence of elements that compose the plant microstructure was studied on relation to water transfer and physical properties. Based on the obtained results, it was evaluated the effect of emerging technologies (ethanol, high-power ultrasound and mechanical perforations) application as pre-treatments to the drying process (convective, infrared and ultrasound-assisted drying), as well as, on the food physical properties and composition. Finally, the pre-treatments used to improve drying was also used to incorporate microencapsulated nutrients (both hydrophilic and lipophilic) into the products to be dried, thus obtaining dry vegetable with improved nutritional content. The results show the complex structure of foods make them non-isotropic materials, where its microstructural elements influence the water transfer phenomena. The proposed pre-treatments reduced the conventional drying time. Different mechanisms responsible for improvements through the application of pre-treatments were formulated, based on macro and microstructural observations, as well as in the kinetic parameters describing the drying behaviour. Besides, other notable results were obtained, such as the decrease in energy consumption, improvements in the rehydration properties without negative changes in viscoelasticity and deformation, as well as better retention and incorporation of nutrients. Summarizing, this work intends to be a contribution to the better understanding of food drying and its implications, as well as to provide alternatives for its possible improvement.

Apesar da secagem ser um dos métodos mais antigos de conservação, ainda há diversas limitações relacionadas à qualidade dos alimentos secos (propriedades físicas, químicas e nutricionais), bem como relacionadas à qualidade dos processos (consumo energético e custos). A presente Tese teve como objetivo estudar a aplicação de tecnologias emergentes para melhorar a secagem de alimentos. Para esse fim, diferentes abordagens, como análises de microestrutura, avaliação de cinéticas e análises físico-químicas foram utilizadas para descrever o processo, as propriedades e a composição dos alimentos. Em primeiro lugar, a influência dos elementos que compõem a microestrutura de vegetais foi estudada em relação à transferência de água e às propriedades físicas. Com base nos resultados obtidos, avaliou-se o efeito das aplicações de tecnologias emergentes (etanol, ultrassom e perfurações mecânicas), como pré-tratamentos do processo de secagem (por convecção, infravermelho e secagem assistida por ultrassom), bem como nas propriedades físicas dos alimentos e sua composição. Finalmente, os pré-tratamentos utilizados para melhorar a secagem foram empregados para incorporar nutrientes microencapsulados (hidrofílicos e lipofílicos) nos produtos a serem secos, com objetivo de melhorar o conteúdo nutricional. Os resultados mostraram que os alimentos, devido à sua estrutura complexa, são materiais não isotrópicos e que seus elementos microestruturais influenciam os fenômenos de transferência de água. Os pré-tratamentos propostos diminuíram o tempo de secagem convencional. Possíveis mecanismos responsáveis pelas melhorias observadas foram formulados, com base em observações macro e microestruturais, bem como nos parâmetros cinéticos que descrevem a secagem. Além disso, outros resultados foram destacados, como diminuição do consumo energético, melhoria na reidratação sem alterações negativas na viscoelasticidade e deformação, melhor retenção e incorporação de nutrientes. Em resumo, o presente trabalho pretende contribuir com a compreensão da secagem de alimentos e suas implicações, além de fornecer alternativas para sua possível melhoria.