Modelagem matemática e difusividade efetiva de folhas de aroeira durante a secagem

Abstract

INTRODUÇÃOPlantas medicinais e aromáticas são a principal matéria-prima de grande quantidade de indústrias de alimentos, cosmética e farmacêutica. Seu uso é bastante disseminado entre a população brasileira, sendo vários os fatores que colaboram para o desenvolvimento de práticas de saúde que incluam plantas medicinais, dentre eles o baixo custo da utilização da medicina caseira e as propriedades terapêuticas ABSTRACT RESUMOprovenientes dos princípios ativos. Para atingir estes objetivos, a produção de fitoterápicos requer, necessariamente, estudos prévios, relativos a aspectos botânicos, agronômicos, fitoquímicos, farmacológicos e toxicológicos de desenvolvimento de metodologias analíticas e tecnológicas (Miguel & Miguel 2004). Considerando-se os benefícios da utilização de plantas medicinais, surge a necessidade de se estudar as vantagens do processo de secagem das mesmas, visando a uma melhor qualidade do produto final. A secagem de produtos agrícolas é largamente utilizada no mundo, para o controle e a manutenção da sua qualidade. Em se tratando de plantas medicinais e aromáticas, esta importância cresce ainda mais. Assim, o presente trabalho objetivou avaliar a cinética de secagem de folhas de aroeira (Schinus terebinthifolius Raddi), bem como ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais de razão de umidade. As folhas foram colhidas com teor de água inicial de 65% (b.u.), sendo submetidas à secagem sob condições controladas de temperatura (40ºC, 50ºC, 60ºC e 70ºC), até o teor de água aproximado de 10% (b.u.). Seis modelos matemáticos foram ajustados aos dados experimentais citados na literatura específica e utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Com base nos resultados obtidos, pôde-se concluir que os modelos de Henderson & Pabis modificado e Midilli foram os que melhor representaram a cinética de secagem das folhas de aroeira. O aumento da temperatura do ar de secagem promoveu maior taxa de remoção de água do produto. O coeficiente de difusão efetivo aumentou com a elevação da temperatura, e sua relação com a temperatura de secagem pôde ser descrita pela equação de Arrhenius, que apresentou energia de ativação para a difusão líquida, durante a secagem, de 74,96 kJ mol -1 , para as folhas de aroeira.PALAVRAS-CHAVE: Modelo de Midilli; razão de umidade; energia de ativação. Mathematical modeling and effective diffusion of Schinus terebinthifolius leaves during dryingThe drying process of agricultural products is extensively used worldwide for controlling and maintaining their quality. For medicinal and aromatic plants, this importance increases even more. Thus, this study aimed at evaluating the drying kinetics of Schinus terebinthifolius Raddi leaves, as well as adjusting different mathematical models to the experimental values of moisture ratio. The leaves were harvested with initial moisture content of approximately 65% (w.b.) and submitted to the drying process under controlled conditions of temperature (40ºC, 50ºC, 60ºC and 70ºC), up to the appro...

Cinética de secagem de folhas de timbó (Serjania marginata Casar)

“…Radünz et al (2011) ajustaram, avaliando a cinética de secagem de carqueja, 12 modelos matemáticos e concluíram, usando como parâmetros para a seleção do modelo o coeficiente de determinação, o erro médio relativo e o desvio padrão da estimativa, que o modelo de Midilli foi o que melhor se ajustou enquanto os demais modelos apresentaram valores de erro médio relativo superiores a 10% em pelo menos uma das temperaturas analisadas. O modelo de Midilli também foi o que melhor se ajustou à secagem de folhas de aroeira estudada por Goneli et al (2014b), na secagem de folhas de fruta-de-lobo estudada por Prates et al (2012) e na secagem de capim limão estudado por Martinazzo et al (2007). Segundo Goneli et al (2014b) o melhor ajuste do modelo de Midilli aos dados experimentais de secagem de plantas medicinais está ligado, provavelmente, à rápida perda de água nos estádios iniciais do processo neste tipo de produto gerando uma curva de secagem mais acintosa e mais bem caracterizada matematicamente, por este modelo.…”

“…O modelo de Midilli também foi o que melhor se ajustou à secagem de folhas de aroeira estudada por Goneli et al (2014b), na secagem de folhas de fruta-de-lobo estudada por Prates et al (2012) e na secagem de capim limão estudado por Martinazzo et al (2007). Segundo Goneli et al (2014b) o melhor ajuste do modelo de Midilli aos dados experimentais de secagem de plantas medicinais está ligado, provavelmente, à rápida perda de água nos estádios iniciais do processo neste tipo de produto gerando uma curva de secagem mais acintosa e mais bem caracterizada matematicamente, por este modelo.…”

“…Este fenômeno foi observado por diversos pesquisadores em vários produtos agrícolas (Martinazzo et al, 2007;Radünz et al, 2011;Prates et al, 2012;Siqueira et al, 2012;Goneli et al, 2014b). Tabela 2.…”

“…Os valores do coeficiente de difusão efetivo aumentam com o incremento da temperatura do ar de secagem (Tabela 3), comportamento este também observado por vários pesquisadores estudando plantas medicinais (Martinazzo et al, 2007;Prates et al, 2012;Goneli et al, 2014b). Goneli (2008), explica que, ocorrendo um aumento da temperatura aumentase também o nível de vibração das moléculas de água e se diminui sua viscosidade a qual é uma medida da resistência do fluido ao escoamento; as variações desta propriedade implicam em alterações na difusão da água nos capilares dos produtos agrícolas que, juntamente com a vibração mais intensa das moléculas de água, contribuem para uma difusão mais rápida.…”

“…Tabela 1. Modelos matemáticos ajustados às curvas de secagem de folhas de timbó (Midilli et al, 2002;Corrêa et al, 2007;Martinazzo et al, 2007;Goneli et al, 2014b) q -tempo de secagem, h; k, k o , k 1 -constantes de secagem, h -1 ; a, b, c, n -coeficientes dos modelos Os coeficientes de difusão efetivo das folhas de timbó para as diferentes temperaturas de secagem (40, 50, 60 e 70 ºC) foram calculados utilizando-se a Eq. 12 baseada na teoria da difusão líquida.…”