ARMAZENAMENTO E PROCESSAMENTO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS
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- Valdomiro Vieira Lencastre
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1 343 Revist rsileir de Egehri grícol e mbietl, v.3,.3, p , 1999 mpi Grde, P, DEg/FP RMZENMENTO E PROESSMENTO DE PRODTOS GRÍOLS SEGEM NTRL DE GERGELIM E DETERMINÇÃO D MIDDE DE EQILÍRIO 1 Frcisco de ssis rdoso lmeid 2, Kti Simoe Fosec 3 & Josivd Plmeir Gomes de Gouvei 2 RESMO secgem turl cosistiu exposição ds plts à luz solr. Este processo foi coduzido té que s semetes tigissem teor de umidde de proximdmete 6% b.u. Os teores de umidde de equilíbrio form determidos utilizdo-se soluções de ácido sulfúrico, com 98% de purez, pr um fix de umidde reltiv de 17 85%. s mostrs erm rmzeds em potes herméticos cotedo s respectivs soluções e levds icubdors com tempertur cotrold de 20, 30 e 40º ± 1º. Pr o juste ds isoterms de sorção form testdos os modelos de ET,, Hlsey e Oswi, com filidde de se obter os seus coeficietes por meio de regressão ão lier. te os resultdos, cocluiu-se ecessidde de 35 dis pr s semetes tigirem umidde de 6,1% b.u. e o modelo foi o que se justou melhor os ddos experimetis. Plvrs-chve: secgem turl, equilíbrio higroscópico, semete, Sesmum idicum NTRL DRYING OF SESME ND DETERMINTION OF EQILIRIM MOISTRE STRT The dryig cosisted of plt exposure to solr light. This procedure ws coducted util the seeds reched moisture cotet of pproximtely 6% wet bsis. The equilibrium moisture cotets were determied, by the sttistic method usig sulfuric cid solutios with 98% purity for reltive humidity vryig from 17 to 85%. The smples were plced i wire bskets d stored i hermetic bottles cotiig the respective solutio, d plced iside the icubtor with the temperture cotrolled t 20, 30 d 40 o ± 1 o. For the sorptio isotherms djustmets, the ET,, Hlsey d Oswi models were tested i order to obti the coefficiets of these equtios by o-lier regressio lysis. ccordig to the results, it my be cocluded tht the seeds eed 35 dys to rech the moisture cotet equl to 6.1% wet bsis d the model showed best djustmet for the experimetl dt. Key words: turl dryig, hygroscopic equilibrium, seeds, Sesmum idicum INTRODÇÃO secgem é um operção que evolve, simultemete, trsferêci de clor e mss, e tx de remoção de águ é determid pel tx qul clor e mss possm ser trsferidos (rooker et l., 1992). Nesse processo, o clor é requerido pr evporr umidde durte secgem do produto e águ evpord superfície exter do produto é removid e trsferid pr o meio de secgem que, ormlmete, é o r. 1 Prte do trblho de dissertção do segudo utor, curso de Pós-Grdução em Egehri grícol, ovêio FP/Embrp- lgodão 2 Professor Doutor do Deprtmeto de Egehri grícol FP, v. prígio Veloso, odocogó, EP , mpi Grde, P, Foe: (083) , Fx: (083) E-mil: dissis@deg.ufpb.br, josi@deg.ufpb.br 3 M. Sc. em Processmeto e rmzemeto de Produtos grícols, Escol grotécic Federl de Sous, P 49, EP , Sous, P
2 344 F. de.. LMEID et l. evolução desss trsferêcis simultâes de clor e de mss o curso d operção fz com que est sej dividid esquemticmete em três períodos, os quis Prk (1987) descreve como: (1) período de idução ou período, té etrr em regime operciol; (2) período de secgem tx costte e (3) período de secgem tx decrescete. O tipo de secgem ser utilizdo depede, detre outros ftores, do produto ser desidrtdo, d su costituição químic e ds crcterístics físics do produto fil desejdo (uigh, 1982). Etretto, é importte observr que, pr iterpretção d ciétic de secgem, curv de secgem deve represetr vrição do coteúdo de umidde do produto em relção o tempo (d/dt). m equção semi-teóric, álog à lei do resfrimeto de Newto, sugerid por Lewis (rooker et l., 1992) é usd freqüetemete álise de secgem de grãos. Est equção ssume que tod resistêci o fluxo de umidde está cocetrd cmd exter dos grãos e que tx de perd de umidde do grão pr o produto um tempertur costte, é proporciol à difereç de umidde d semete e do seu teor de umidde de equilíbrio. Segudo Pereir & Queiroz (1987) teori usd pr descrever o feômeo d secgem pode ser bsed o pricípio de que tod resistêci o trsporte de umidde está cocetrd cmd superficil do produto, coforme demostrdo seguite equção diferecil de Hukill (Piheiro Filho, 1972). - teor de umidde o tempo t, deciml, b.s. - teor de umidde de equilíbrio do produto, deciml, b.s. e Por itegrção etre os limites 0, o iício d secgem, e em um tempo qulquer de secgem, tem-se: R u 0 d dt = k ) ( e R e e kt u = = o e - rzão de umidde, dimesiol - teor de umidde iicil, deciml, b.s. k - costte de secgem, T -1 ; t - tempo de secgem, T. pesr dos esforços em pesquis est áre, ehum modelo teórico desevolvido té o presete, é cpz de predizer extmete o teor de umidde de grãos em fução do tempo, em tods s fixs de tempertur e umidde reltiv (Pereir & Queiroz, 1987). lém disso, pes lgus modelos levm em cosiderção tempertur como prâmetro. Modificções têm sido proposts pr diverss equções e, este cso, fix de vlidde é substcilmete umetd. Segudo eltrão et l. (1994) qudo se pretede relizr secgem turl do gergelim, deve-se evitr exposição ds cápsuls berts, pois chuv provoc escurecimeto ds semetes e deprecição do produto, em termos comerciis, devedo-se, portto, sicroizr époc de pltio com o ciclo d vriedde, de modo se efetur colheit époc de estigem. (1) (2) pote & Ldet (1972) verificrm que colheit do gergelim poderi ser tecipd em um e té dus sems, se fosse substituíd secgem turl pel rtificil e, id, que este processo ão teve efeito egtivo sobre germição e o crescimeto rdiculr, em cusou redução o coteúdo de óleo. Os utores cocluírm, tmbém, que o gergelim colhido em cápsuls pode ser seco rtificilmete bixs temperturs (41 42 º) em períodos curtos (36 e 48 h) sem cusr dos grves à su qulidde fil. O efeito d mturção e dos métodos de secgem qulidde de semetes de medoim, em codições de cmpo, foi estuddo por Nkgw et l. (1986) os quis observrm que secgem ds semetes for do fruto, tto o sol como à sombr, ocsioou prejuízos, sedo imturidde ds semetes proporciol os dos cusdos pelo processo. Segudo Oliveir (1988) em Phseolus vulgris secgem coduzid tempertur de 55, 65, 75, 85 e 95 º provocou lterções sigifictivs os costituites químicos dos grãos, qudo comprd com tempertur mbiete. Lgmuir (1918) ssumiu que, o equilíbrio, tx em que s moléculs se codesm superfície, é igul à tx em que els evporm, propodo seguite equção: w m. w = teor de umidde em bse sec (g de águ por g sólidos secos) - teor de umidde moocmd moleculr (g de águ por g sólidos secos) - prâmetro que depede d tempertur e d turez do mteril - tividde de águ, dimesiol. Segudo Prdo (1998) o coceito de Lgmuir foi mplido, supodo-se que águ se dsorve form de cmds; primeir se fix por dsorção sobre potos uiformemete loclizdos e s moléculs seguites se fixm, medite potes de hidrogêio, sedo o diâmetro dos cpilres o ftor que limit o úmero de cmds dsorvid. Este estudo foi proposto por três pesquisdores chmdos ruuer, Emmett e Teller, ddo origem à equção de ET: 1 ( + 1) = ( w w ) (4) 1 (1 ) w w - úmero de cmds moleculres, equto s demis vriáveis, com mesm presetção ds equções teriores. Segudo Lbuz (1968) isoterm de ET just stisftorimete ddos de tividde de águ etre 0,1 0,5 e equção é do tipo sigmoidl. s teoris de dsorção físic de ET form estudds por Guggheheim, derso e oer (Prdo, 1998) os quis descreverm um equção triprmétric que permite justr ddos de sorção de produtos grícols té tividde de águ de 0,9. Est equção, cohecid como de, é escrit como segue: w (3)
3 SEGEM NTRL DE GERGELIM E DETERMINÇÃO D MIDDE DE EQILÍRIO 345 mkw = (5) ( 1 Kw )( 11 K w + K w ) em que e K represetm s costtes de dsorção relciods às iterções eergétics etre s moléculs d moocmd e s subseqüetes, em um sítio de sorção. equção de é reduzid à de ET, qudo K for igul à uidde. Ds equções usds pr cálculo de umidde de equilíbrio de grãos, o modelo empírico proposto por Hederso (1952) e descrito seguir, usdo equção de dsorção de Gibbs, é um dos mis cohecidos e usdos estimção do teor de umidde de equilíbrio de grãos de cereis e eltrão et l., 1994), os feixes form dispostos em círculos de rme frpdo, um iclição em toro de 45º, de form que luz solr peetrsse com homogeeidde em tods s plts (Figur 1). 1 R = exp( ct e ) (6) R - umidde reltiv, deciml T - tempertur do mbiete, K c e - são costte que depedem d tempertur e do produto. hug & Pfost desevolverm um equção que permite estimr, com determid precisão, os vlores de umidde de equilíbrio de grãos e cereis fix de 20 90% de umidde reltiv (rooker et l., 1974). Est equção é presetd d seguite form: e = e f. l( [ R.( T + c).l( R)) ] e, f, c- costtes que depedem do mteril, equto s demis vriáveis, com mesm presetção ds equções teriores. Oswi (1946) estbeleceu um equção de dois prâmetros pr estudr equilíbrio higroscópico dos mteriis biológicos: = b (8) [( w 1 w ]), b - costtes que depedem do mteril. Devido à escssez de iformções sobre secgem de gergelim (Sesmum idicum L.) o Nordeste brsileiro, otdmete o Estdo d Príb, o objetivo deste trblho foi determir o tempo de secgem turl pr semetes dest espécie, cultivr NP G 3, prtir d colheit fisiológic té teor de umidde em toro de 6% e determir s curvs de sorção pr temperturs de 20, 30 e 40 º, utilizdo-se o método estático, um fix de umidde reltiv de 17 85%. MTERIL E MÉTODOS secgem do gergelim cultivr NP G 3, obtid por pltio, foi relizd Estção Experimetl d Embrp lgodão, loclizd em Ptos, P. O processo de secgem com r turl cosistiu exposição ds plts à luz solr (Weber, 1995). Depois de cortds bse e rrumds em feixe de cerc de 30 cm, com ápice voltdo pr cim, pr fcilitr o deslocmeto (Prt, (7) Figur 1. Secgem turl do gergelim Semlmete, um úmero de feixes er submetido btedurs, sobre los, pr despredimeto ds semetes s quis pós est operção, erm bds e colocds sobre um filme plástico preseç de luz solr; posteriormete, um mostr represettiv er levd o lbortório de semetes pr determição do teor de umidde, coforme s recomedções de rsil (1992). O processo de secgem foi coduzido té que s semetes tigissem umidde de proximdmete 6% b.u., recomedd pr o rmzemeto de semetes olegioss. Os teores de umidde de equilíbrio (Tbel 1) form determidos por meio do método estático, o Lbortório de Processmeto e rmzemeto de Produtos grícols do DEg/FP, utilizdo-se soluções de ácido sulfúrico, com 98% de purez, pr um fix de umidde reltiv de 17 85%, determids por meio de psicrômetro colocdo o iterior de recipietes de vidro e comprd com ddos obtidos por lmeid (1981) e vlcti Mt (1997). Tbel 1. Vlores médios de teor de umidde de equilíbrio de semetes de gergelim pr temperturs de 20, 30 e 40º Tempertur (º) midde Reltiv (%) midde de Equilíbrio (b.u.) 85,0 7,45 7,34 5,44 70,0 4,18 3,93 3,13 65,0 3,51 3,18 2,24 50,3 2,24 1,75 1,41 45,0 2, ,11 29,0 1,54 1,30 0,23 17,0 1,25 1,23 0,11 O experimeto foi coduzido tempertur de 20, 30 e 40 º, utilizdo-se três câmrs Fem tipo.o.d., modelo 347, com o objetivo de se mter s temperturs desejds, s quis erm regulrmete verificds com uxílio de termômetros colocdos o iterior de cd câmr.
4 346 F. de.. LMEID et l. Depois de determido o teor de umidde iicil pelo método de estuf (rsil, 1992) mostrs de proximdmete 40 g form colocds em peques cests de rme, suspess por um el de PV, sobre soluções de ácido sulfúrico s diferetes cocetrções, previmete colocds os recipietes de vidro; depois dest operção, os recipietes de 1,6 L de cpcidde, cotedo 250 ml de solução do ácido, erm hermeticmete fechdos (Figur 2). seguro (6,1% b.u) sedo este tempo um icoveiete do método de secgem turl. Em codições rtificiis, o tempo de secgem do gergelim é bem meor. pote & Ldet (1972) ecessitrm de pes 48 hors pr secr o gergelim em cápsuls bixs temperturs e sem dos grves pr qulidde fisiológic d cultur. Por outro ldo, secgem turl é mis brt, porém mis let que rtificil, estdo sujeit às modificções ds codições climátics. 25 est com semetes de gergelim Recipiete hermético el de PV Solução de H 2 SO 4 Figur 2. Recipiete hermético utilizdo determição d umidde de equilíbrio Teor de umidde (% b.u.) Tempo (di) Figur 3. Vlores médios do teor de umidde obtidos durte o processo de secgem turl ds semetes de gergelim Form utilizds qutro repetições pr cd cocetrção de ácido sulfúrico, s quis erm colocds s câmrs. Depois d istlção do experimeto s cests cotedo s mostrs erm pesds cd dois dis, té que vrição d mss d mostr fosse iferior 0,001 g; pr este propósito foi utilizd um blç lític de precisão. cd pesgem, os recipietes form trocdos letorimete de lugr, o iterior d câmr. o fil, mostr em equilíbrio foi subdividid em dus submostrs e seus teores de umidde form determidos pelo método d estuf (rsil, 1992). Pr o juste ds isoterms de sorção ds semetes de gergelim form testdos os modelos de ET,, Hlsey e Oswi, com filidde de se obter os coeficietes ds equções citds. Os ddos experimetis form submetidos um álise de regressão ão-lier, utilizdo-se o progrm computciol Sttistics Versão 5.0 (SttSoft, 1994). Pr vlição dos justes dos modelos testdos, foi clculdo o erro médio reltivo, como segue: V E V E = 100 P (9) Ne VE E - erro reltivo médio, % V E - vlor experimetl V P - vlor predito - úmero de ddos experimetis. N e RESLTDOS E DISSSÃO Verific-se, Figur 3, que form ecessários 35 dis pr se reduzir o teor de umidde iicil ds semetes de gergelim (20,15% b.u) té o ível recomeddo pr o rmzemeto osttou-se como desvtgem, durte o experimeto, preseç de isetos e que ão tecipção d colheit promove mior susceptibilidde à preseç desses getes. Expodo-se s plts às vrições climátics, verific-se escurecimeto ds semetes, o que lev um deprecição comercil do produto; outro fto observdo foi degr turl. pesr ds desvtges do método de secgem turl, este id é recomeddo como método que ão provoc sérios dos à qulidde fisiológic d semete, sedo ecessári um ivestigção futur com relção o método rtificil pr cultivr NP G 3. Ests observções bseim-se os resultdos obtidos por Prite Filho et l. (1995) os quis verificrm que secgem turl, comprd com o método rtificil, preservou melhor qulidde fisiológic ds semetes de cfé, fto tmbém verificdo por dreoli et l. (1991). Filmete, poido-se os resultdos do trblho, recomed-se que, qudo se optr pel secgem turl, progrmção d colheit sej sicroizd com o período de estigem, fim de que o processo de secgem turl sej relizdo s melhores codições de tempertur evitdo-se, ssim, susceptibilidde ds semetes o tque de isetos e promovedo melhor vlorizção comercil do produto. Os prâmetros ds isoterms de sorção de águ pr s semetes de gergelim, 20, 30 e 40º ecotrm-se Tbel de 2 (, e ). Efeturm-se os justes ds curvs, usdo-se o modelo com três prâmetros de /ET e os modelos de dois prâmetros de Hlsey e Oswi (Fig. 4 e ). Observ-se que equção de descreve com grde precisão s isoterms pr s tividdes de águ de 0,17 0,85, ode se ecotrm s codições ormis de rmzegem comercil deste produto, cujo resultdos estão de cordo com os obtidos por Lomuro et l. (1985) e Srvcos et l. (1986).
5 SEGEM NTRL DE GERGELIM E DETERMINÇÃO D MIDDE DE EQILÍRIO 347 Tbel 2. Prâmetros de justes d isoterm de sorção pr s diferetes temperturs Modelos Prâmetros R 2 (%) E (%). 20 o ET 26,9615 0, ,92 12,6 K 0,0144 7,6379 0, ,85 2,43 Hlsey 0,0059 1, ,76 2,40 Oswi 0,0240 0, ,74 4, o ET Hlsey Oswi. 40 o ET Hlsey Oswi 16,236 0,0140 0,0087 0, ,229 0,2031 0,0058 0,0152 0, ,96 12,9 K 3,1314 0, ,51 6,04 1, ,29 6,36 0, ,50 6,14 0, ,83 1,66 K 0,0938 0, ,93 1,67 1, ,08 10,30 0, ,25 6,37 É importte observr que s equções, qudo lisds levdo-se em cosiderção pes o seu coeficiete de determição (R 2 ) represetrm muito bem s isoterms de sorção, té mesmo os modelos de ET e Hlsey, cosiderdos os piores; etretto, qudo se lism os modelos estuddos cosiderdo-se o coeficiete de determição (R 2 ) e o erro reltivo médio (E%) clculdo etre os prâmetros experimetis e os potos estimdos pels equções tem-se, pr o modelo de, o meor erro reltivo médio (2,43; 6,04 e 1,67%) e o mior vlor do coeficiete de determição (99,85; 99,51 e 99,93%) pr s temperturs estudds de 20, 30 e 40 º, respectivmete. Os resultdos mostrm, id, que os modelos de Hlsey e Oswi, utilizdos estimção ds isoterms de sorção do gergelim, presetrm resultdos stisftórios pr s temperturs de 20 e 30 º, com exceção do modelo de ET, qudo se lev em cosiderção o coeficiete de determição e o erro reltivo médio, porém pr tempertur de 40 º o modelo de ET estim melhor s isoterms de sorção do gergelim que os modelos de Hlsey e Oswi, sedo iferior o modelo de. Resslt-se que pr tempertur de 40 º ehum dos modelos testdos mostrou-se eficiete pr umidde de equilíbrio de 0,11 1,40% b.s., rzão pel qul este poto foi descrtdo s álises. De meir gerl, o modelo de foi o que presetou os melhores resultdos. Resslt-se que, detre os modelos testdos, o de e ET, sedo est, tlvez, rzão do melhor juste obtido pr s isoterms de sorção do gergelim. midde de equilíbrio (deciml, b.s.) midde de equilíbrio (deciml, b.s.) 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,10 0,08 0,06 0,04 0, o o Hlsey e Oswi tividde de águ (deciml, b.s.) () 0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 tividde de águ (deciml, b.s.) () Figur 4. Vlores ds isoterms de sorção do gergelim pr três temperturs justds pelo modelo () e Hlsey e Oswi () ONLSÕES Medite os resultdos obtidos, cocluiu-se que: 1. O tempo médio gsto pr s semetes tigirem o teor de umidde de 6,1% b.u. foi de 35 dis. 2. O tempo ecessário pr s semetes etrrem em equilíbrio com o meio mbiete circudte dimiui com o umeto d tempertur, sedo de 10 dis pr tempertur de 40 º. 3. O modelo triprmétrico de foi o que melhor se justou às isoterms de sorção com meor erro reltivo e mior coeficiete de determição. REFERÊNIS ILIOGRÁFIS LMEID, F. de.. Efeito d tempertur e umidde reltiv do r sobre germição, vigor e gru de umidde de semetes rmzeds de lgodão (Gossypium hirsutum L. r. ltifolium, Hutch). mpi Grde, P: FP/, p. Dissertção Mestrdo NDREOLI, D.M..; GROTH, D; RZER, L.F. Qulidde fisiológic de semetes de cfé (offe ephor h.) c.v. Guri pós secgem turl e rtificil. I: ONGRESSO RSILEIRO DE ENGENHRI GRÍOL, 20., 1991, Lodri. is... Lodri. p
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