Modelagem e simulação do processo de secagem das cascas de jabuticaba (Myrciaria cauliflora)

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo determinar a composição físico-química e dos compostos bioativos da casca de jabuticaba fresca, realizar a sua cinética de secagem em três diferentes temperaturas de ar de secagem, ajustar modelos matemáticos empíricos e difusivo aos dados experimentais, produzir o pó e avaliar efeito da temperatura de secagem sobre a sua composição. Os frutos foram colhidos, lavados e higienizados com solução de hipoclorito de sódio, em seguida os frutos foram despolpados manualmente e as frações sólidas, polpa, cascas e sementes foram separadas. As cascas de jabuticaba foram secas em estufa com circulação de ar nas temperaturas de 45, 50 e 55 ºC e velocidade de 1.0 m/s. Foram construídas as curvas da cinética de secagem, representadas pela razão do teor de água em função do tempo de secagem em minutos, ajustando aos modelos matemáticos de Handerson e Pabis, Logarítmico, Midilli, Page e Newton aos dados experimentais. Os modelos foram selecionados tomando-se como parâmetro a magnitude do coeficiente de determinação (R2) e a função qui-quadrado (). Logo após a secagem as cascas foram trituradas para obtenção do pó, o qual foi caracterizado antes e após a secagem quanto as características físicas, químicas, compostos bioativos e atividade antioxidante. As cascas frescas de jabuticaba apresentaram altos teores de compostos fenólicos totais e taninos totais. O modelo de Midilli se destacou dos demais por apresentar o maior valor de R2 (>99%) e o menor valor da função qui-quadrado (<0.000327) para as três temperaturas estudadas, em especial para a de 45 ºC. A cinética de secagem das cascas de jabuticaba mostrou que a temperatura influenciou no processo, e que a constante “k” aumentou com a sua elevação, e o tempo do processo diminuiu em função do seu aumento. A temperatura de 45 °C garantiu uma maior preservação dos compostos fenólicos totais, antocianinas totais e flavonoides totais do pó das cascas da jabuticaba, podendo ser uma alternativa como ingrediente na elaboração de vários produtos dentre eles: pão, bolo, biscoito, iogurte e bebida láctea por ter uma quantidade significativa desses compostos bioativos.

Thermodynamic properties and bioactive compounds of mandacaru dried waste

“…Figure 1 shows the curves obtained for the drying kinetics of the mandacaru fruit peels as fitted to the Midilli model, showing a gradual reduction in drying times with increase in temperature, as also described by Marsiglia et al (2021), who also obtained the best fit using the Midilli model for the drying kinetics of jaboticaba ( Myrciaria jaboticaba ) peels at the temperatures of 45, 50 and 55°C. The mandacaru fruit peels showed an initial water content of 92.27% w.w.b., reaching final water contents of about 10% w.w.b.…”

“…Table 4 shows the results obtained for the effective diffusivity of the water (D ef ) in the mandacaru fruit peels. There was an increase in effective diffusivity with increase in drying temperature, which, according to Marsiglia et al (2021), can be explained by the fact that rises in temperature decrease the water viscosity, making its flow and consequent diffusion easier.…”

“…The convective drying of residues is one of the alternatives that could be used to make the use of these products feasible and increase their lifespan, being one of the most accessible and cheapest drying methods. The study of the drying kinetics and the use of empirical mathematical models allows one to predict the drying parameters and the behavior of the products, which significantly influences the operational costs and also the projects and the commercial feasibility of the drying systems (Alves et al, 2021;Silva et al, 2016). On the other hand, the thermodynamic properties have been used to calculate the energy required for the drying processes, and provide knowledge of the behavior of the water and its interaction with the other constituents of the product during processing (Ferreira Júnior et al, 2021).…”