Os objetivos principais da pesquisa foram: desenvolver barras alimentícias a partir de nove formulações – as quais são objeto de depósito de patente – elaboradas pela variação controlada das quantidades dos seguintes ingredientes: pasta constituída de soro de leite e de pedúnculo de caju (X1), semente de gergelim (X2), farinha de mesocarpo de babaçu (X3) e amêndoa de caju triturada (X4); investigar o efeito das diferentes proporções dos ingredientes (variáveis independentes), por meio de um método estatístico de triagem (screening design), consistindo de um Delineamento Fatorial Fracionado (DFF) 24-1, com a adição de três repetições no ponto central, totalizando 11 formulações em três repetições de processamento (n=33), tendo como variáveis dependentes as seguintes características tecnológicas: atividade de água (aW), potencial hidrogeniônico (pH), acidez titulável, sólidos solúveis totais (em ºBrix), relação °Brix/acidez, textura instrumental (dureza e cisalhamento); e utilizar o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para otimizar os produtos e encontrar as formulações que obtiverem as melhores características tecnológicas desejadas para os parâmetros supracitados, além dos itens de textura instrumental – fraturabilidade, elasticidade, coesão, gomosidade, mastigabilidade e resiliência – e cor instrumental, com resultados no espaço de cor CIE L*a*b*. A partir do DFF, observou-se que o gergelim e a pasta constituída de soro de leite e do bagaço do pedúnculo de caju foram os ingredientes que mais influenciaram (p<0,05) aW, acidez titulável, °Brix, relação °Brix/acidez e cisalhamento. A otimização das formulações foi feita por DCCR com quatro fatoriais, quatro pontos axiais e três repetições no ponto central. Os pontos axiais (-α e +α) foram calculados pela equação: α = (2N)1/4, e obteve α = 1,41, com 02 variáveis independentes (pasta com soro de leite e resíduo de caju - X1 e o gergelim - X2), o que totalizou, novamente, 11 formulações, analisadas em três repetições de processamento (n=33). Pelas análises de ANOVA da regressão, verificou-se que o Fcal em relação aos resíduos foi superior ao Ftab, indicando que os modelos foram válidos e os coeficientes de correlação foram bons (R² > 70%), com os modelos explicando 80%, 78%, 78,8% e 93,7%, dos resultados de aW (Y1), de Acidez (Y3), de °Brix (Y4) e de elasticidade (Y7), respectivamente. A formulação X1 foi a que obteve as melhores características tecnológicas, indicando que a interação entre os menores teores de pasta de soro de leite e do bagaço do pedúnculo de caju com os menores teores de gergelim, resulta num produto com 0,47 de aW, 1,38 de acidez total, 29 °Brix e 0,76 de elasticidade. Foi possível desenvolver barras alimentícias com características tecnológicas satisfatórias com o uso de resíduos agroindustriais, maximizando a eficiência do processo e a qualidade das características tecnológicas desejáveis, por meio de planejamento experimental.