Cinética de secado y difusión efectiva de semillas de sandía

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i4.2887

Palabras clave:

Coeficiente de difusión; Energía de activación; Velocidad de secado; Contenido de agua; Temperatura.

Resumen

Las semillas de sandía (Citrullus lanatus) tienen un alto contenido de agua y deben pasar por el proceso de secado para garantizar el almacenamiento y mantener la viabilidad de las semillas. En este escenario, el estudio de la cinética de secado permite la descripción del proceso a través de modelos matemáticos y la obtención de información, que ayudan a comprender el fenómeno en cuestión. Por lo tanto, el objetivo era ajustar estadísticamente ocho modelos matemáticos, para seleccionar el que mejor representara el comportamiento de secado de la semilla de sandía, para determinar el coeficiente de difusión, la energía de activación y la velocidad de secado de las semillas a diferentes temperaturas. Las semillas se secaron en un secador experimental a temperaturas de 40 °C; 45; 50; 55 y 60 °C, con velocidad del aire de 0.8 m s-1, en cuatro repeticiones. Para ajustar los modelos, se realizó un análisis de regresión no lineal utilizando el método de Gauss-Newton. Se concluye que los modelos que mejor representan la cinética de secado de las semillas de sandía son la aproximación de la difusión a temperaturas de 40 °C; 50 y 55 °C, y Page a 55 y 60 °C. Las tasas de secado más altas se observan a las temperaturas más altas. Los coeficientes de difusión tenían una magnitud de 7.69684x10-10 y 1.27585x10-9 para el rango de 40 a 60 °C. Y la energía de activación fue de 12.2641 kJ mol-1.

Biografía del autor/a

Valdiney Cambuy Siqueira, Federal University of Grande Dourados

Faculty of Agrarian Sciences

Geraldo Acacio Mabasso, Zambeze University

Faculty of Environmental Engineering and Natural Resources

Wellytton Darci Quequeto, Federal Institute of Education, Science and Technology Goiano

Campos Rio Verde

Caroline Ramos da Silva, Federal University of Grande Dourados

Faculty of Agrarian Sciences

Elton Aparecido Siqueira Martins, Federal University of Grande Dourados

Faculty of Agrarian Sciences

Eder Pedroza Isquierdo, University of Mato Grosso State

Department of Agronomy

Citas

Aguerre, R. J.; Suarez, C., & Viollaz, P. E. (1989). New bet type multi-layer sorption isotherms. Part II: modelling water sorption in foods. Lebensmittel-Wissenschaft & Technologie, 22(4), 192-195.

Almeida, R. L. J., Santos, N. C., Dos Santos Pereira, T., De Queiroga, A. P. R., De Alcântara Silva, V. M., De Alcântara Ribeiro, V. H., Araújo, R. D. A., Cabral, M. B., Da Silva, L. R. I., Borges, E. M. E. S., & Borges, E. M. E. S. (2020). Azuki bean drying kinetics: mathematical modeling and thermodynamic properties. Research, Society and Development, 9(3), 1-15.

Alexandre, H. V., Da Silva, F. L., Gomes, J. P., Da Silva, O. S., Carvalho, J. P., & De Lima, E. E. (2013). Cinética de secagem do resíduo de abacaxi enriquecido. Revista Brasileira de Engenharia Agricola e Ambiental-Agriambi, 17(6): 640-649.

Botelho, F. M., Garcia, T. R. B., Viana, J. L., Botelho, S. D. C. C., & De Sousa, A. M. B. (2015). Cinética de secagem e determinação do coeficiente de difusão efetivo de grãos de sorgo. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 14(2), 260-272.

Botelho, F. M., Hoscher, R. H., Hauth, M. R., & Botelho, S. C. C. (2018). Soybean grain drying kinects: varietal influence. Revista Engenharia na Agricultura, 26(1): 13-25.

Brasil, Ministério da Agricultura e Reforma Agrária, & Secretaria Nacional de Defesa Agropecuária. (2009). Regras para análise de sementes.

Brooker, D. B., Bakker-Arkema, F. W., & Hall, C. W. (1992). Drying and storage of grains and oilseeds. Springer Science & Business Media.

Burmester, K., & Eggers, R. (2010). Heat and mass transfer during the coffee drying process. Journal of food engineering, 99(4), 430-436.

Corrêa, P. C., Resende, O., Martinazzo, A. P., Goneli, A. L., & Botelho, F. M. (2007). Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas. Engenharia Agrícola, 27(2), 501-510.

Diógenes, A. D. M. G., Queiroz, A. J. D. M., de Figueirêdo, R. M. F., & Santos, D. D. C. (2013). Cinética de secagem de grãos de abóbora. Revista Caatinga, 26(1), 71-80.

Gomes, F. P., Osvaldo, R., Sousa, E. P., de Oliveira, D. E., & Araújo Neto, F. R. D. (2018). Drying kinetics of crushed mass of “jambu”: Effective diffusivity and activation energy. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 22(7), 499-505.

Goneli, A. L. D., Corrêa, P. C., Afonso Júnior, P. C., & Oliveira, G. D. (2009). Cinética de secagem dos grãos de café descascados em camada delgada. Revista Brasileira de Armazenamento, 11(11), 64-73.

Grangeiro, L. C., & Cecílio Filho, A. B. (2005). Acúmulo e exportação de macronutrientes em melancia sem sementes. Horticultura brasileira, 23(3), 763-767.

Harrington, J. F. (1972). Seed storage and longevity. Seed biology, 3, 145-245.

Isquierdo, E. P., Borém, F. M., de Andrade, E. T., Corrêa, J. L. G., de Oliveira, P. D., & Alves, G. E. (2013). Drying kinetics and quality of natural coffee. Transactions of the ASABE, 56(3), 995-1001.

Jittanit, W. (2011). Kinetics and temperature dependent moisture diffusivities of pumpkin seeds during drying. Kasetsart journal: natural science, 45(1), 147-158.

Kashaninejad, M., Mortazavi, A., Safekordi, A., & Tabil, L. G. (2007). Thin-layer drying characteristics and modeling of pistachio nuts. Journal of food engineering, 78(1), 98-108.

Keneni, Y. G., Hvoslef-Eide, A. T., & Marchetti, J. M. (2019). Mathematical modelling of the drying kinetics of Jatropha curcas L. seeds. Industrial crops and products, 132, 12-20.

Madamba, P. S., Driscoll, R. H., & Buckle, K. A. (1996). The thin-layer drying characteristics of garlic slices. Journal of food engineering, 29(1), 75-97.

Martins, E. A. S., Lage, E. Z., Goneli, A. L. D., Hartmann Filho, C. P., & Lopes, J. G. (2015). Cinética de secagem de folhas de timbó (Serjania marginata Casar). Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 19(3): 238-244.

Melo, P. De C., Devilla, I. A., Caetano, J. M., Reis, V. B. S. X., Antunes, A. M., & Santos, M. M. (2016). Modelagem matemática das curvas de secagem de grãos de feijão carioca. Revista Brasileira de Ciência Agrária, 11(3), 247-252.

Oliveira, P. D., Borém, F. M., Isquierdo, E. P., Giomo, G. D. S., Lima, R. R. D., & Cardoso, R. A. (2013). Fisiológicos de grãos de café, processados e secados aspectos de diferentes métodos, associados à qualidade sensorial. Coffee Science, 8(2), 211-220.

Rosa, D. P., Cantú-Lozano, D., Luna-Solano, G., Polachini, T. C., & Telis-Romero, J. (2015). Mathematical modeling of orange seed drying kinetics. Ciência e Agrotecnologia, 39(3), 291-300.

Silva, I. L., Silva, H. W. D., De Camargo, F. R., De Farias, H. F., & Freitas, E. D. F. (2018). Secagem e difusividade de sementes de melão. Revista de Ciências Agrárias, 41(2), 21-30.

Silva, F. P. D., Siqueira, V. C., Martins, E. A., Miranda, F., & Melo, R. M. (2017). Thermodynamic properties and drying kinetics of Bauhinia forficata Link leaves. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 21(1), 61-67.

Siqueira, V. C., Resende, O., & Chaves, T. H. (2012). Determination of the volumetric shrinkage in jatropha seeds during drying. Acta Scientiarum. Agronomy, 34(3), 231-238.

Siqueira, V. C., Resende, O., & Chaves, T. H. (2013). Mathematical modelling of the drying of jatropha fruit: an empirical comparison. Revista Ciência Agronômica, 44(2), 278-285.

Souza, D. G., Resende, O., Moura, L. C. D., Junior, F., Weder, N., & Andrade, J. W. D. S. (2019). Drying kinetics of the sliced pulp of biofortified sweet potato (Ipomoea batatas L.). Engenharia Agrícola, 39(2), 176-181.

Torres, S. B. (2007). Germinação e desenvolvimento de plântulas de melancia em função da salinidade. Revista Brasileira de Sementes, 29(3), 77-82.

Ullmann, R., Resende, O., Sales, J. D. F., & Chaves, T. H. (2010). Qualidade das sementes de pinhão manso submetidas à secagem artificial. Revista Ciência Agronômica, 41(3), 442-447.

Wolfinger, R. (1993). Covariance structure selection in general mixed models. Communications in statistics-Simulation and computation, 22(4), 1079-1106.

Zogzas, N. P., Maroulis, Z. B., & Marinos-Kouris, D. (1996). Moisture diffusivity data compilation in foodstuffs. Drying technology, 14(10), 2225-2253.

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Publicado

11/03/2020

Cómo citar

SIQUEIRA, V. C.; MABASSO, G. A.; QUEQUETO, W. D.; DA SILVA, C. R.; MARTINS, E. A. S.; ISQUIERDO, E. P. Cinética de secado y difusión efectiva de semillas de sandía. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 4, p. e16942887, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i4.2887. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/2887. Acesso em: 25 nov. 2024.

Número

Sección

Ciencias Agrarias y Biológicas