Cinética da secagem e difusão efetiva das sementes de melancia
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i4.2887Palavras-chave:
Coeficiente de difusão; Energia de ativação; Taxa de secagem; Teor de água; Temperatura.Resumo
As sementes de melancia (Citrullus lanatus) apresentam elevado teor de água, e necessitam passar pelo processo de secagem para assegurar o armazenamento e manter a viabilidade da semente. Neste cenário, o estudo da cinética de secagem permite a descrição do processo por meio de modelos matemáticos e obtenção de informações, que auxiliam na compreensão do fenômeno em questão. Assim, objetivou-se ajustar estatisticamente oito modelos matemáticos, a fim de selecionar o que melhor representasse o comportamento da secagem da semente de melancia, determinar o coeficiente de difusão, a energia de ativação e a taxa de secagem das sementes em diferentes temperaturas. As sementes foram secas em um secador experimental nas temperaturas de 40; 45; 50; 55 e 60 °C, com velocidade do ar de 0.8 m s-1, em quatro repetições. Para os ajustes dos modelos fez-se análise de regressão não-linear, pelo método de Gauss-Newton. Conclui-se que os modelos que melhor representam a cinética de secagem de sementes de melancia são Aproximação da difusão para as temperaturas de 40; 50 e 55 °C, e Page para 55 e 60 °C. As maiores taxas de secagem são observadas nas temperaturas mais elevadas. Os coeficientes de difusão apresentaram magnitude de 7.69684x10-10 e 1.27585x10-9 para o intervalo de 40 a 60 °C. E a energia de ativação foi de 12.2641 kJ mol-1.
Referências
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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