Modelagem matemática da secagem de frutos de crambe em camada delgada / Mathematical modeling of crambe fruits in thin layer drying

RESUMO

Objetivou-se no presente trabalho ajustar diversos modelos matemáticos ao processo de secagem dos frutos de Crambe abyssinica, em diversas condições de ar, bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e obter a energia de ativação. O trabalho foi realizado no Laboratório de Pós-colheita de Produtos Vegetais do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano ­ Câmpus Rio Verde, Goiás, Brasil (IF Goiano ­ Câmpus Rio Verde). A colheita do crambe (Crambe abyssinica Hochst) da cultivar FMS Brilhante foi realizada manualmente, com o teor de água de 38,0±1,0 (% b.s.) e secados até o teor de 8,0±1,5 (% b.s.). A secagem foi realizada sob diferentes condições controladas de temperatura 35, 45, 60, 75 e 90 °C e umidades relativas de 20,9; 8,7; 6,8; 4,8 e 2,3%, respectivamente. Dentre os modelos analisados, Page foi o melhor que se ajustou aos dados nas diferentes condições do ar de secagem. O coeficiente de difusão efetivo aumentou com a elevação da temperatura apresentando valores de 2,84 x 10-11; 3,22 x 10-11; 5,00 x 10-11; 7,27 x 10-11 e 9,14 x 10-11 m2 s-1, para as temperaturas de 35, 45, 60, 75 e 90 °C, respectivamente, durante a secagem dos frutos de crambe. A relação entre o coeficiente de difusão efetivo e a temperatura de secagem pode ser descrita pela equação de Arrhenius, que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida na secagem de 20,998 kJ mol-1.

ABSTRACT

The arm in this work was set several mathematical models to the process of drying the fruits of Crambe abyssinica in different air conditions and to determine the effective diffusion coefficient and obtain the activation energy. The work was performed at the Laboratory of Postharvest Products Vegetables of Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano ­ Câmpus Rio Verde, Goiás, Brasil (IF Goiano - Câmpus Rio Verde). The harvest of crambe (Crambe abyssinica Hochst) cultivar FMS Brilhante was performed manually with a water content of 38.0±1.0 (% d.b.) and dried until the content of 8.0±1.5 (d.b.% ). The drying procedure was conducted under different temperature controlled conditions of 35, 45, 60, 75 and 90 °C and relative humidity of 20.9, 8.7, 6.8, 4.8 and 2.3% respectively. Among the models that presented the best fit to the experimental data, Page was the best fit for the data in the different conditions of the drying air. The effective diffusion coefficient increased with increasing temperature with values of 2.84 x 10-11, 3.22 x 10-11, 5.00 x 10-11, 7.27 x 10-11 and 9.14 x 10-11 m2 s-1, at temperatures of 35, 45, 60, 75 and 90 °C, respectively, during the drying of crambe fruits. The relation between the effective diffusion coefficient and the drying temperature may be described by the Arrhenius equation, which has an activation energy for the liquid diffusion in drying of 20.998 kJ mol-1.