Drying kinetics of native cocoa almonds from the floodplains of Mocajuba islands, lower Tocantins, Pará

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v12i9.43142

Keywords:

Theobroma cacao; Mathematical modeling; Water content.

Abstract

Cocoa (Theobroma cacao L.) holds significance in the commercial market and the chocolate production industry. In Brazil, cocoa trees are extensively cultivated in the Northern region, with emphasis on the state of Pará, where cocoa from the floodplain islands of Lower Tocantins is influenced by natural factors and traditional cultivation practices. To obtain cocoa by-products, certain procedures are conducted. The drying stage is crucial in this process to ensure food stability by reducing water content. Drying can occur naturally on raised platforms or artificially in a vertical dryer with induced forced air. The present study aimed to analyze the kinetics of different types of drying of native cocoa almonds from the floodplain islands of Lower Tocantins. The almonds were subjected to specific treatments, including a dryer silo with heated air at 60°C (T1), a dryer silo without heated air (T2), and drying on raised platforms (T3). Additionally, different mathematical models were fitted to the processes. The Henderson and Pabis, Valcam, and Page models provided the best fits for the experimental data of treatments T1 (dryer silo with heated air at 60°C), T2 (dryer silo without heated air), and T3 (raised platforms), respectively. The drying rates were 3.9%, 1.9%, and 3.9% for treatments T1, T2, and T3, respectively, indicating the influence of drying time and temperature on almond drying rate. These findings help comprehend the cocoa almond drying process, enhancing their utilization in the production of quality by-products such as chocolate.

References

Akpinar, E., Midilli, A., & Bicer, Y. (2003). Single layer drying behaviour of potato slices in a convective cyclone dryer and mathematical modelling. Energy Conversion and Management, 44, 1689-1705. 10.1016/S0196-8904(02)00171-1

Alves, G. E., et al. (2013). Cinética de secagem de café natural para diferentes temperaturas e baixa umidade relativa. Coffee Science, 8(2), 238-247. Recuperado de http://www.sbicafe.ufv.br:80/handle/123456789/7977.

Amaral, R., Andrade, E. T., Gomes, F. C., Borém, F. M., Lemos, I., & Dias, C. A. (2018). Simulation of coffee fruit drying using computational fluid dynamics. Coffee Science, 13(4), 477–488. Recuperado de http://www.coffeescience.ufla.br/index.php/Coffeescience/article/view/1489.

Araújo, K. T. A., Queiroz, A. J. de M., Figueirêdo, R. M. F. de, Silva, R. C. da, Amadeu, L. T. S., & Paiva, Y. F. (2021). Drying kinetics and determination of the effective diffusion coefficient of noni and umbu pulps. Research, Society and Development, 10(4), e46710413985. 10.33448/rsd-v10i4.13985

Araujo, M. K. C., & Silva, R. R. C. (2018). Protótipo para caracterização física das sementes do cacaueiro (Theobroma cacao L.). Revista Energia da Agricultura, 33(4), 385-390. 10.17224/EnergAgric.2018v33n4p385-390

Araujo, M. K. C., & Silva, R. R. C. (2022). Amêndoas de cacau (Theobroma cacao L.) submetidas a diferentes temperaturas e tempos de secagem no norte brasileiro. Brazilian Journal of Development, 8(12), 77409-77421. 10.34117/bjdv8n12-044

Bonfim, K. S., et al. (2020). Cinética e modelagem de secagem da hortelã-da-folha-miúda (Mentha x Villosa huds) em secador de bandejas. Revista Atena, Cap. 10, 98-104. 10.22533/at.ed.49020210510

Brasil. (2009). Regras para análise de sementes. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília.

Brooker., Bakker-Arkema, F. W., & Hall, C. W. (1992). Drying and storage of grains and oilseeds. Westport, The AVI Publishing Company.

Costa, L. M., Resende, O., Gonçalves, D. N., & Oliveira, D. E. C. (2015). Modelagem matemática da secagem de frutos de crambe em camada delgada. Bioscience Journal, 31(2), 392-403. 10.14393/BJ-v31n2a2015-22340

Costa, L. M., Resende, O., Gonçalves, D. N., Souza, K. A., Sales, J. F., & Donadon, J. R. (2012). The influence of drying on the physiological quality of crambe fruits. Acta Scientiarum Agronomy, 34(2), 213-218. 10.4025/actasciagron.v34i2.12482

Corrêa, PC, & Silva, JS (2008). Estrutura, composição e propriedades dos grãos. Em Secagem e Armazenagem de Grãos no Brasil.

Corrêa, P. C., et al. (2007). Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas. Revista de Engenharia Agrícola, 27(2), 501-510. 10.1590/1983-21252015v28n323rc

Corrêa, P. C., et al. (2010). Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem. Revista Ceres, 5, 595–601. 10.1590/S0034-737X2010000500005

Filho, L. C. C., et al. (2015). Cinética de secagem, contração volumétrica e análise da difusão líquida do figo (Ficus carica L.). Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 19(8), 797–802. 10.1590/1807-1929/agriambi.v19n8p797-802

Furtado, W. V. S., Vaz Júnior, O. A., Veras, A. A. O., Sá, P. H. C. G., & Antunes, A. M. (2020). Low-cost automation for artificial drying of cocoa beans: A case study in the Amazon. Drying Technology, Online, 1-8. 10.1080/07373937.2020.1767644

Garcia, D. C., et al. (2004). A secagem de sementes. Revista Ciência Rural, 34(2), 603-608. 10.1590/S0103-84782004000200045

Lima, A. R.C. de., Dos Santos, F. S., da Silva, R. M., Farias Leite, D. D., & Feitosa de Figeuredo, R. M. (2017). Modelagem matemática da cinética de secagem da casca de umbu-cajá. Revista Brasileira De Agrotecnologia, 7(2), 97–103. https://www.gvaa.com.br/revista/index.php/REBAGRO/article/view/5125.

Madamba, P.S., Driscoll, R.H., & Buckle, K.A. (1996). The thin-layer drying characteristics of garlic slices. Journal of Food Engineering, 29, 75-97.

Martins, J. M., Santos, J. H. F., Silva, W. S., Silva, V. B., Arruda, J. A. P., Nascimento, J. A. R., Dortas, L. C., Freitas, A. J., & Ramos, A. A. (2011). Melhoria da Qualidade de Cacau. Ilhéus: CEPLAC/CENEX, 48 páginas.

Medeiros, A. C. do S., & Eira, M. T. S. da. (2006). Comportamento fisiológico, secagem e armazenamento de sementes florestais nativas (Comunicado Técnico No. 127). Colombo: Embrapa Florestas.

Melo, P. D. C., et al. (2016). Modelagem matemática das curvas de secagem de grãos de feijão carioca. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 11(3), 247–252. 10.5039/agraria.v11i3a5377

Mohapatra, D., & Rao, P. S. (2005). A Thin Layer Drying Model of Parboiled Wheat. Journal of Food Engineering, 66(4), 513-518. 10.1016/j.jfoodeng.2004.04.023

Morais, S. J. S., Devilla, I. A., Ferreira, D. A., & Teixeira, I. R. (2013). Mathematical modeling of the drying curves and diffusion coefficient of cowpea grains (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Revista Ciência Agronômica, 44(3), 455-463. 10.1590/S1806-66902013000300006

Pachêco, N. A., Bastos, T. X., & Creão, L. G. C. (2009). Boletim agrometeorológico de 2008 para Tomé-Açu, PA (Documentos No. 361). Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 36 páginas.

Rehagro. (2022). Terreiro suspenso no pós-colheita do café: como montar e técnicas de manejo. Retirado em 26 junho de 2023, de https://rehagro.com.br/blog/terreiro-suspenso-construcao--e-manejo/.

Resende, O., Almeida, D. P., Costa, L. M., Mendes, U. C., & Sales, J. de F. (2012). Adzuki beans (Vigna angularis) seed quality under several drying conditions. Food Science and Technology, 32(1), 151–155. 10.1590/S0101-20612012005000013

Resende, O., Rodrigues, S., Siqueira, V. C., & Arcanjo, R. V.. (2010). Cinética da secagem de clones de café (Coffea canephora Pierre) em terreiro de chão batido. Acta Amazonica, 40(2), 247–255. 10.1590/S0044-59672010000200002

Santos, O. L., Reinato, C. H. R., Junqueira, J. D., Franco, E. L., Souza, C. W. A., & Rezende, A. N. (2017). Custo-benefício da secagem de café em diferentes tipos de terreiro. Revista Agrogeoambiental, 9(4). 10.18406/2316-1817v9n42017966

Sales, J. H., & Cândida, T. (2016). Efeito da temperatura sobre a amêndoa de cacau: secador vertical. Revista GEINTEC, 6(3), 3437-3446. 10.7198/S2237-072220160003015

Silva, P. J. N. (2001). Sistema de produção de cacau para a Amazônia brasileira. CEPLAC, 125 páginas.

Tosta, M. F., Salvio, L. G. A., Corrêa, J. L. G., & Andrade, E. T. de. (2020). Drying kinetics mathematical modeling of coffee (Coffea arabica L.) processed in different ways and with the use of enzymes and yeast. Research, Society and Development, 9(7), e908974359. 10.33448/rsd-v9i7.4359

Vaz Junior, O. A., Antunes, A. M., Duarte, G. M., & da Silva, M. A. P. (2019). Dimensionamento, desenvolvimento e análise de um protótipo para secagem de grãos e amêndoas na amazônia oriental. Energia na Agricultura, 34(2), 195–208. 10.17224/EnergAgric.2019v34n2p195-2089

Published

07/09/2023

How to Cite

GONÇALVES, D. dos S. D. .; GONÇALVES, N. de A. .; NASCIMENTO, E. W. R. C. .; SILVA, M. A. P. da .; VILHENA, M. do P. S. P.; TRINDADE, M. J. de S. .; ANTUNES, A. M. . Drying kinetics of native cocoa almonds from the floodplains of Mocajuba islands, lower Tocantins, Pará. Research, Society and Development, [S. l.], v. 12, n. 9, p. e2412943142, 2023. DOI: 10.33448/rsd-v12i9.43142. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/43142. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences