Cinética de secagem e propriedades termodinâmicas da polpa de patauá (Oenocarpus bataua Mart.)

Abstract

Resumo O patauá é uma fruta amazônica que, devido às suas propriedades sensoriais e nutricionais atrativas, tem despertado o interesse da comunidade científica. Entretanto, o elevado conteúdo de umidade confere alta perecibilidade ao produto fresco. Assim, objetivou-se estudar a cinética de secagem convectiva e determinar as propriedades termodinâmicas da polpa de patauá. A secagem foi realizada sob diferentes temperaturas (40, 50 e 60 °C) e espessuras da camada (0,3 e 0,6 cm), com velocidade do ar constante em 1,8 m s-1. Diferentes modelos de secagem em camada fina foram ajustados aos dados experimentais. O aumento da temperatura do ar e a diminuição da espessura da camada resultaram em aumento da taxa de remoção de umidade e, portanto, reduziram o tempo total de processo. Com base nos parâmetros estatísticos, o modelo de Midilli foi o que melhor descreveu a cinética de secagem das amostras para todas as condições avaliadas. Os coeficientes de difusão efetivos aumentaram com a elevação da temperatura do ar, apresentando magnitudes na ordem de 10-10 m2 s-1 e sua dependência com a temperatura foi representada pela equação de Arrhenius, com energia de ativação (Ea) de 32,41 e 40,10 kJ mol-1 para as espessuras de 0,6 e 0,3 cm, respectivamente. As variações de entalpia (ΔH) e de entropia (ΔS) reduziram-se com a elevação da temperatura de secagem, sendo menores na amostra desidratada na camada de 0,6 cm, enquanto que a variação na energia livre de Gibbs (ΔG) foi aumentada com a ampliação da temperatura, sendo mais elevada na secagem com camada de 0,3 cm.

MODELAGEM MATEMÁTICA E PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DA SECAGEM CONVECTIVA DA POLPA DE TUCUMÃ (Astrocaryum aculeatum)

“…Os tempos totais de processo foram de 1800, 1200, 780 e 480 min para as temperaturas de 30, 40, 50 e 60 °C, respectivamente. Foi evidente que o aumento da temperatura reduziu o intervalo de duração da secagem, com decréscimo de tempo correspondendo a 73,33%, considerando-se os extremos de temperatura, fenômeno frequentemente relatado na secagem de produtos agrícolas e gêneros alimentícios (Santos et al, 2013;Resende et al, 2018;Santos et al, 2019b;Zheng et al, 2021;Cavalcanti-Mata et al, 2020;Zhao et al, 2021;Taskin et al, 2021;Tarafdar et al, 2021;Qi et al, 2021;Mishra et al, 2021;Ferreira Junior et al, 2021). Sabe-se que incremento de temperatura ocasiona aumento do potencial de transferência de calor e massa, que resulta em elevação da taxa de secagem; assim, é de se esperar que o tempo de processo reduza (Felizardo et al, 2021;Mondaca et al, 2021;Tarafdar et al, 2021;Leite et al, 2022).…”

“…Foram encontradas na literatura consultada estudos de secagem convectiva de frutos de palmeiras de ocorrência na Amazônia brasileira (Cardoso et al, 2017;Morais et al, 2019;Santos et al, 2019a;Santos et al, 2019b), inclusive da polpa do tucumã (Silva et al, 2018b). Entretanto, a investigação conduzida realizou investigação superficial do processo de transferência de calor e massa, com ênfase na caracterização de propriedades físico-químicas e funcionais em diferentes condições térmicas.…”

Modelagem e propriedades termodinâmicas da secagem do epicarpo, mesocarpo e endocarpo do tucumã (Astrocaryum aculeatum)

“…Dessa forma, como o cálculo da constante k relaciona a redução de r u com o tempo do processo para diferentes considerações de temperatura de secagem (Oliveira et al, 2015), o valor de k pode ser utilizado para mensurar as propriedades termodinâmicas com base no modelo matemático de ajuste aos dados experimentais. Estudos mostram que a equação de Arrhenius descreve satisfatoriamente a relação da mobilidade de moléculas de água, no processo de secagem, com a temperatura (Faria et al, 2012;Horuz et al, 2018;Santos et al, 2019a;Silva et al, 2016).…”

“…Portanto, o aumento da temperatura resultou em uma menor quantidade de energia necessária para o processo de perda de água por difusão. Análise semelhante para a entalpia em processo de secagem foi observada no estudo de secagem de polpa de [patauá] (Santos et al, 2019a) e de okara (Guimarães et al, 2018). Temos que a ΔH mesocarpo > ΔH epicarpo > ΔH endocarpo , ou seja, a polpa do tucumã é a parte do fruto que mais precisa de energia, uma vez que a entalpia varia de 43,6808 a 43,8471 kJ mol -1 K -1 .…”

“…A secagem de folhas de boldo é um processo endotérmico com ΔH positivos, variando de 15,5329 kJ mol -1 (20 °C), 15,3667 kJ mol -1 (40 °C) e 15,2004 kJ mol -1 (60 °C) (Silva et al, 2019). Na secagem de polpa de patauá, os valores de ΔH foram 37,5008 kJ mol -1 (40 °C), 37,4177 kJ mol -1 (50 °C) e 37,3345 kJ mol -1 (60 °C) (Santos et al, 2019a). Porém, na secagem de morangos, o processo é exotérmico, já que os valores de ΔH foram de -481,21 J mol -1 (40 °C), -564,35 J mol -1 (50 °C) e -647,49 J mol -1 (60 °C) (Oliveira et al, 2015;Silva et al, 2019).…”