RESUMO Cinética de secagem dos grãos de pinhão-mansoDiante da necessidade de desenvolvimento de equipamentos para a cultura do pinhão-manso, objetivou-se com este trabalho ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem dos grãos de pinhão-manso, submetidos a diferentes condições de secagem, e selecionar aquele que melhor representa o fenômeno. O experimento foi desenvolvido no Instituto Federal Goiano -Campus Rio Verde. Os grãos, com teor de água inicial de 0,50 (kg de água/kg de matéria seca), aproximadamente, foram submetidos à secagem em estufa, com circulação forçada de ar, nas temperaturas de 45, 60, 75, 90 e 105 °C, até atingirem o teor de água de 0,10 ± 0,005 (kg de água/kg de matéria seca). Aos dados experimentais, foram ajustados 11 modelos matemáticos utilizados para representação da secagem de produtos agrícolas. Os modelos foram analisados por meio do coeficiente de determinação, do qui-quadrado, do erro médio relativo, do erro médio estimado e da distribuição de resíduos. Conclui-se que o aumento da temperatura do ar promove redução no tempo de secagem dos grãos e que os modelos de Midilli e Dois Termos são adequados para a representação do fenômeno da secagem dos grãos de pinhão-manso, e que, dentre estes, recomenda-se o modelo de Midilli para a descrição do fenômeno, por sua maior simplicidade.Palavras-chave: secagem, modelagem matemática, Jatropha curcas L., temperatura, teor de água. Given the necessity of developing jatropha cultivation equipment, this work adjusted different mathematical models to experimental data obtained from the drying of jatropha seeds submitted to different drying conditions and selected the best model to describe the drying process. The experiment was carried out at the Federal Institute of Goiás -Rio Verde Campus. Seeds with initial moisture content of approximately 0.50 (kg water/kg dry matter) were dried in a forced air-ventilated oven, at temperatures of 45, 60, 75, 90 and 105°C to moisture content of 0.10 ± 0.005 (kg water/kg dry matter). The experimental data were adjusted to 11 mathematical models to represent the drying process of agricultural products. The models were compared using the coefficient of determination, chi-square test, relative mean error, estimated mean error and residual distribution. It was found that the increase in the air temperature caused a reduction in the drying time of seeds. The models Midilli and Two Terms were suitable to represent the drying process of Jatropha seeds and between them the use of the Midili model is recommended due to its greater simplicity.
Resumo -Em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições foi realizado um trabalho com o objetivo de determinar o modelo matemático que melhor descreve a secagem de sementes de nabo forrageiro, bem como o coeficiente de difusão e a energia de ativação em diferentes condições de ar. Sementes colhidas com teor de água de 0,36 (decimal b.s.) foram secas até 0,09 (decimal b.s.) em secador experimental com as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 °C e umidades relativas de 47,3; 26,2; 12,0; 10,1 e 5,1%, respectivamente. Os dados de coeficiente de difusão foram analisados por meio de análise de variância pelo teste F e regressão, adotando-se o nível de 5% de probabilidade. Conclui-se que dentre os modelos analisados, o que apresentou melhor ajuste para descrever as curvas de secagem do nabo forrageiro foi o de Midilli. O coeficiente de difusão efetivo aumenta com a elevação da temperatura, apresentando valores entre 3,23 x 10 -11 e 10,42 x 10 -11 m 2 s -1 , para faixa de temperatura de 30 a 70 °C. A relação entre o coeficiente de difusão e a temperatura de secagem pode ser descrita pela equação de Arrhenius, que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida no processo de secagem do nabo forrageiro de 24,78 kJ mol -1 .Palavras-chave -Curvas de secagem. Brassicaceae. Semente oleaginosa. Nabo forrageiro.Abstract -A study aimed at determining the best mathematical model to describe the drying of forage-turnip seeds, along with the diffusion coefficient and activation energy under different air-conditions, was carried out in a randomized design with four replications. Seeds were harvested, having a moisture content of 0.36 (decimal bs) and then dried to 0.09 (decimal bs) in an experimental dryer at controlled temperatures of 30; 40; 50; 60 and 70 °C and relative humidities of 47.3; 26.2; 12.0; 10.1 and 5.1%, respectively. The effective coefficient of diffusion was calculated by F-test variance analysis and regression, adopting a 5% level of probability. The conclusion was reached that among the models analyzed, that of Midilli best fit the drying curves of forage-turnip seeds. The effective diffusion coefficient increases with temperature, with values of between 3.23 x 10 -11 and 10.42 x 10 -11 m 2 s -1 for a temperature range of from 30 to 70 °C. The relationship between the coefficient of diffusion and drying temperature can be described by the Arrhenius equation which gives an activation energy of 24.78 kJ mol -1 for liquid diffusion in the drying process of forage-turnip seeds.
Resumo -Na fase de pós-colheita do pinhão manso a secagem é o processo mais utilizado para assegurar sua qualidade e estabilidade. Assim, objetivou-se no presente trabalho analisar a secagem das sementes de pinhão manso, bem como verificar o efeito das diversas condições de ar na qualidade do produto, por meio das análises de condutividade elétrica, absorção de água, porcentagem de germinação e índice de velocidade de germinação (IVG). A secagem foi realizada em secador experimental testando as temperaturas de 30; 40; 50; 60 e 70 °C, em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Verificou-se que o aumento da temperatura do ar de secagem aumenta os danos nas sementes de pinhão manso, porém não interfere na absorção de água do produto. Já a germinação se mateve elevada, mesmo na temperatura de secagem mais alta, apresentando valores acima de 91% e o IVG não apresentou diferenças estatísticas. Portanto, conclui-se que a qualidade fisiológica das sementes de pinhão manso é afetada pela temperatura de secagem.Palavras-chave -Pinhão. Plantas-desidratação. Sementes-qualidade. Germinação. Abstract -The post-harvest drying of jatropha is the most frequently used process to ensure quality and stability. The aim of this work was to analyze the seed drying of jatropha and check the effect of air conditions on seed quality, through electrical conductivity, water absorption germination test and index of germination velocity (IGV). Drying was done in an experimental drier, testing controlled temperatures of 30; 40; 50; 60 and 70 °C, in a randomized design with four replications. It was found that increasing the temperature of the drying air increases the damage on the seeds of jatropha, but does not interfere with water absorption of the product. The germination is high even at the highest drying temperature, with values above 91% and IVG did not show statistical differences. Therefore, it was concluded that the physiological quality of seeds of Jatropha curcas is affected by drying temperature.
R ESU M OCom base na necessidade de combustíveis que substituam o petróleo, do destaque do pinhão-manso na produção de biodiesel e da necessidade de construção e aperfeiçoamento dos equipamentos utilizados nas fases de colheita e pós-colheita desta cultura objetivou-se, com o presente trabalho, determinar a forma e o tamanho dos frutos de pinhão-manso durante a secagem em cinco condições de ar. Os frutos colhidos manualmente com o teor de água de 4,40 (kg de água por kg de matéria seca) foram submetidos a secagem em estufa com circulação de ar forçada em cinco condições de temperatura, 45, 60, 75, 90 e 105 °C, e umidades relativas de 14,5; 7,4; 3,8; 2,2 e 1,4%, respectivamente, até atingir teor de água de 0,10 ± 0,007 (kg kg -1 de matéria seca). Foram determinados circularidade, esfericidade, volume, área superficial, área projetada e relação superfície-volume, ao longo da secagem. Conclui-se que a redução do teor de água e as condições de secagem alteram a forma e reduzem o tamanho dos frutos de pinhão-manso sendo possível ajustar uma única equação aos dados experimentais do volume e da área superficial dos frutos de pinhão-manso ao longo da secagem, em diversas temperaturas.Palavras-chave: biodiesel, pós-colheita, Jatropha curcas L., teor de água Shape and size of Jatropha fruit during drying under five ambient conditions A B ST R A C T Due to the need for substitution of fuel oil, the importance of Jatropha for biodiesel and the need for construction and improvements of the equipment used during harvest and postharvest of this crop, this research aimed to determine the shape and the size of Jatropha fruit during drying under five ambient conditions. The fruits harvested manually with moisture content of 4.40 kg kg -1 dry matter were dried in an oven with forced air ventilation in five temperature conditions: 45, 60, 75, 90 and 105 °C and relative humidities of 14.5, 7.4, 3.8, 2.2 and 1.4% respectively, until moisture content of 0.10 ± 0.007 (kg kg -1 dry matter). The roundness, sphericity, volume, surface area, projected area and surface-volume ratio were determined during drying. It is concluded that the reduction of the moisture content and the drying conditions alter the shape and reduce the size of the fruit of Jatropha, being possible to adjust a single equation to the experimental data of volume and surface area of the fruit of Jatropha during drying at different temperatures.
ABSTRACT. The objective of this study was to determine the geometric diameter of volumetric shrinkage in Jatropha seeds subjected to drying under six air conditions and to fit different mathematical models to the experimental values. Seeds with an approximate initial moisture content of 0.61 kgw kgdm -1 (kilogram of water per kilogram of dry matter) were dried in a convection oven at temperatures of 36, 45, 60, 75, 90, and 105°C until they reached a moisture content of 0.11 ± 0.006 kgw kgdm -1. The experimental data were fitted to five mathematical models used to represent volumetric shrinkage in agricultural products. The models were analyzed using the coefficient of determination, chi-square, mean relative error, mean estimated error, and residual distribution. Geometric diameter data were subjected to regression analysis by adopting a 1% level of significance. It was concluded that moisture content and drying temperature influence volumetric shrinkage in Jatropha seeds, a phenomenon satisfactorily described by the Polynomial equation, where the geometric diameter linearly decreased with a reduction of the moisture content, regardless of the drying conditions.Keywords: mathematical models, moisture content, Polynomial model.Determinação da contração volumétrica dos grãos de pinhão-manso durante a secagem RESUMO. Objetivou-se com o presente trabalho determinar o diâmetro geométrico e ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais da contração volumétrica dos grãos de pinhão-manso submetidos à secagem em seis condições de ar. Os grãos com teor de água inicial de 0,61 kga kgms -1 (kg de água por kg de matéria seca), aproximadamente, foram submetidos à secagem em estufa com circulação de ar forçada nas temperaturas de 36, 45, 60, 75, 90 e 105°C, até atingirem o teor de água de 0,11 ± 0,006 kga kgms -1 . Aos dados experimentais foram ajustados cinco modelos matemáticos utilizados para representação da contração volumétrica dos produtos agrícolas. Os modelos foram analisados por meio do coeficiente de determinação, teste de qui-quadrado, do erro médio relativo, do erro médio estimado, e da distribuição de resíduos. Os dados do diâmetro geométrico foram submetidos a análise de regressão adotando-se o nível de 1% de significância. Conclui-se que o teor de água e a temperatura de secagem influenciam na contração volumétrica dos grãos de pinhão-manso, sendo este fenômeno satisfatoriamente descrito pela equação Polinomial e, o diâmetro geométrico reduz linearmente com a redução do teor de água, independentemente da condição de secagem.Palavras-chave: modelos matemáticos, teor de água, modelo Polinomial.
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