k dt = (1) Em que: U= teor de água do produto no tempo t, b.s. Ue= teor de água de equilíbrio, b.s. t= tempo em horas k = constante

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1 DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM DE FOLHAS DE PATA-DE-VACA (Bauhinia forficata) 1 Victor Correa Viana 1,3 ; Ivano Alessandro Devilla 2,3 Bolsista PBIC/UEG 2 Pesquisador Orientador, UEG 3 Curso de Engenharia Agrícola, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG Resumo - A secagem de plantas medicinais tem por objetivo retirar grande parte da água do material possibilitando o seu armazenamento, sem que ocorra deterioração, e condicionamento em embalagens para comercialização. Devido ao consumo pela população e pelos estudos bioquímicos sobre a atividade hipoglicemiante das folhas de pata-de-vaca (Bauhinia forficata), esse trabalho visou determinar as curvas de secagem das folhas dessa planta em três temperaturas: 25, 35 e 45 C. Com os resultados experimentais ajustou-se aos modelos matemático de PAGE, THOMPSON e exponencial. Entre os modelos analisados de descrição da cinética de secagem das folhas o melhor ajuste foi o modelo de PAGE, para as três temperaturas de secagem. Palavras chave: Plantas medicinais, modelagem matemática, armazenamento seguro. Introdução As plantas medicinais são uma fonte segura e de baixo custo para cura das enfermidades da população, mas pode, não ser eficientes se seu processamento pós-colheita não for realizado corretamente. A secagem das plantas medicinais é a etapa mais importante no processo de pós-colheita, pois se a umidade em excesso não for retirada do produto, este estará sujeito à atividade de microorganismos causadores de deterioração. Além disso, a secagem possibilita o consumo em qualquer época do ano e em regiões onde não há como as plantas serem cultivadas, pois a baixa umidade permite o armazenamento e acondicionamento em embalagens, possibilitando a comercialização. Segundo MARTINS (2000) a secagem ao sol de plantas medicinais e aromáticas é um processo totalmente desaconselhado, pois pode ocorrer o processo de fotodecomposição resultando na degradação dos componentes químicos, além de provocar alterações de odor, cor e sabor. A espécie pata-de-vaca é conhecida popularmente pela ação anti-diabética. O primeiro estudo com esta espécie é de 1929 que conclui a existência de atividade

2 2 hipoglicemiante em pacientes diabéticos. Pesquisadores da área bioquímica conseguiram determinar nesta planta a insulina, uma substância hormonal reguladora do nível de glicose no sangue, anteriormente só encontrada no pâncreas (LORENZI e MATOS, 2002). Este trabalho visou determinar as curvas de secagem de folhas de pata-de-vaca (Bauhinia forficata), em camada delgada, nas temperaturas de secagem de 25, 35 e 45 C utilizando um secador de camada fixa em escala de laboratório. Material e Métodos LEWIS (1921) citado por BROOKER et al. (1992) sugeriu uma equação análoga a lei de Newton para o resfriamento, segundo o autor durante a secagem dos materiais higroscópicos porosos no período de taxa de secagem decrescente a mudança de umidade é proporcional a diferença instantânea entre o teor de umidade do material e o teor de umidade do material em equilíbrio com o ar de secagem: du k dt ( U ) = (1) U e U= teor de água do produto no tempo t, b.s. Ue= teor de água de equilíbrio, b.s. t= tempo em horas k = constante Assumindo k como uma constante e integrando a Equação 1 para incrementos de tempo de 0 a t e teores de umidade decrescentes, a partir de Uo tem-se o modelo EXPONENCIAL: RU U(t) U e ( k.t) = = e (2 ) U 0 U e RU = razão de umidade, adimensional. Uo = umidade inicial PAGE citado por WHITE et al (1981), propôs uma modificação da Equação 2 para descrever o processo de secagem de milho em camada fina:

3 3 RU n ( k.t ) = e (3 ) K,n: parâmetros de secagem que dependem do material. O valor de RU varia de 0 a 1 para um valor 1 o produto está com a umidade inicial, para um valor 0 o produto está em equilíbrio com o ar de secagem, indicando o fim do processo. THOMPSON et al (1968) estudando a secagem de grãos de milho desenvolveu um modelo baseado na divisão de uma camada espessa em várias sub camadas, calculando as condições o ar e do produto em pequenos intervalos de tempo.chegaram ao seguinte modelo: t = A.ln(RU) + B.[ln(RU)]² (4) RU: Razão de umidade. A,B: parâmetros variáveis com a temperatura de secagem. t: tempo de secagem em horas. Para realização da secagem das folhas, foi utilizado um secador de camada fixa em escala de laboratório, dotado de um ventilador de fluxo axial (Figura 1). O aumento da temperatura do ar ambiente, para realização da secagem, foi proporcionado por três resistores com potência de 1000 Watts cada. Sendo dois ligados diretamente na rede de energia e o terceiro ligado a um controlador responsável pelo seu acionamento quando a temperatura de secagem estiver abaixo do valor especificado. FIGURA 1. Secador de camada fixa, utilizado na determinação das curvas de secagem, com dimensões em centímetro.

4 4 Na parte superior do secador foram colocadas três bandejas perfuradas (peneiras) removíveis sobre um suporte de chapa de aço. A secagem das folhas foi realizada com o fluxo de ar perpendicular às mesmas. Durante o processo de secagem foram realizadas pesagens sucessivas com objetivo de calcular o teor de umidade das amostras de folha e determinar o conteúdo adimensional de umidade. Após coletas dos dados de variação de massa das amostras determinou-se o conteúdo de umidade nos intervalos de tempo. O ajuste matemático aos modelos de PAGE, THOMPSON e Exponencial foi realizado utilizando como ferramenta auxiliar o programa computacional MICROCAL ORIGIN 5.0. Foi utilizado como critério para determinação do melhor ajuste matemático aos dados experimentais o coeficiente de determinação(r²) e o erro relativo médio, que é assim definido: (5) em que: Yi = valor observado experimentalmente Yi= valor estimado pelo modelo matemático NP = número de observações experimentais Resultados e Discussão A Tabela 1 mostra os valores dos parâmetros das equações de PAGE, THOMPSON e Exponencial, os erros relativos e o coeficiente de determinação. TABELA 1- Parâmetros dos modelos de secagem, coeficiente de determinação(r²) e erro relativo(e). Modelo Temperatura C Parâmetros R²(decimal) e (%) K n A B ,201 21,116 0, ,18 THOMPSON ,598 19,238 0,9974 9, ,147-1,688 0,9972 8, ,0338 0, ,9979 4,03 PAGE 35 0,0453 0, ,9996 3, ,0232 0, ,994 5,3 25 0, , ,01 EXPONENCIAL 35 0, , , , ,9944 5,457

5 5 De acordo com a Tabela 1, o modelo matemático de PAGE obteve o melhor ajuste, visto que o valor do coeficiente de determinação para as três temperaturas permaneceu próximo de 1 e o erro relativo médio para as três temperaturas ficou abaixo de 10% estando de acordo com BARROS et al (1995). O modelo de THOMPSON, para as três temperaturas analisadas, se ajustou bem às temperaturas de 35 e 45 C, que apresentaram os valores do erro relativo abaixo de 10%, o erro relativo para a temperatura de 25 foi acima de 10 %. Apesar de ser um modelo desenvolvido para secagem de grãos obteve um bom ajuste para as maiores temperaturas, indicando que pode ser usado na simulação de secagem em temperaturas mais altas. RU, adimensional 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, tempo(min) experimental 25 C estimado 25 C experimental 35 C estimado 35 C experimental 45 C estimado 45 C Figura 2. Curvas de secagem as temperaturas de 25, 35 e 45 C, ajustadas ao modelo de PAGE. De acordo com as Figura 2, observa-se o mesmo comportamento da maioria dos produtos agrícolas, ou seja, a velocidade de secagem é reduzida com o aumento da temperatura do ar. Conclusões De acordo com os resultados obtidos sobre a determinação das curvas de secagem de folhas de pata-de-vaca e nas condições em que o experimento foi desenvolvido, pode-se concluir: a) As curvas de secagem apresentaram comportamento semelhante ao da secagem da maioria dos produtos agrícolas. b) Dentre os modelos analisados para descrição da cinética de secagem recomendase à utilização do modelo proposto por PAGE.

6 6 Referências Bibliográficas AFONSO, P.C.J; CORRÊA, P.C; Comparação de modelos matemáticos para descrição da cinética de secagem em camada fina de sementes de feijão.revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. Campina Grande-PB. v3, n3, p ASAE. American Society of Agricultural Engineers. Agricultural Engineers Yearbook. St. Joseph: Michigan, p. BARROS, B.N.; SCARMÍNIO,I.S.; BRUNS, R.E. Planejamento e otimização de experimentos. Campinas. Editora da UNICAMP, p. ESALQ. Plantas medicinais e Aromáticas. Disponível em: acessado em agosto de LORENZI, H. Árvores Brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas nativas arbóreas do Brasil. Nova Odessa-SP: Ed. Plantarum Ltda p. LORENZI, H; MATOS, F. J. A. Plantas medicinais no Brasil: Nativas e exóticas. Nova Odessa-SP: Ed Plantarum Ltda p. MARTINS, P.M. Influência da temperatura e da velocidade do ar de secagem no teor e na composição química do óleo essencial de capim-limão (Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf) p.Dissertação ( Mestrado em Engenharia Agrícola). Universidade Federal de Viçosa. Viçosa-MG. THOMPSON, T.L.; PEART, R.M.; FOSTER, G.H. Mathematical Simulation of Corn Drying: a new model. Transaction of the ASAE, St. Joseph. Michigan p WHITE, G.M.; BRIDGES, T.C.; LOEWER, J. Thin-layer drying model of soybeans. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v24, n.6, p