DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA PREDIÇÃO DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO DE PLANTAS MEDICINAIS

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1 Revista Agrotecnologia, Anápolis, GO, PrP/UEG DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA PREDIÇÃO DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO DE PLANTAS MEDICINAIS Renato Souza Rodovalho 1, Ivano Alessandro Devilla 2, Ricardo Caetano Rezende 3 Resumo: Este trabalho visou desenvolver um software para predição da umidade de equilíbrio, utilizado como parâmetro nas condições de armazenamento e secagem de plantas medicinais. O programa foi realizado em Delphi, onde foram implementados vários modelos matemáticos e um banco de dados usados para representar a higroscopicidade de produtos vegetais como alcachofra, capim-limão, bulbos da cebola, confrei, erva-mate, guaco, e maracujás. Nas condições em que foi desenvolvido o software UePlaMe, pode concluir que o programa funciona corretamente, pois seus resultados estão coerentes para predição da umidade de equilíbrio. E pode ser empregado em situações de modelagem de secagem para plantas medicinais. PALAVRAS-CHAVE: Umidade de equilíbrio, Plantas medicinais, Programa computacional. SOFTWARE DEVELOPMENT TO ESTIMATE MOISTURE EQUILIBRIUM OF MEDICINAL PLANTS Abstract: This paper wished to make software for determinate a equilibrium moisture content, it s used as parameter at drying ant storage processes for the medical plants. The software was make in Delphi, there was implement models and database to represent the hygroscopic someone medicinal plants: artichoke, lemongrass, onion s bulb, comfrey, mate, guaco, and passion fruit. Under the conditions in which it was developed the software UePlaMe, it can be concluded that the program works correctly, because its results are consistent for the prediction of moisture balance. AND it may be used in situations of modeling of drying for medicinal plants. 1 Engenheiro Agrícola, Prof. Mestre, Agronomia, IF Goiano/ Ceres GO, souzarodovalho@gmail.com 2 Engenheiro Agrícola, Prof. Doutor, Agronomia, UNB/ Brasília DF, devilla@unb.br. 3 Engenheiro Agrícola, Prof. Doutor, Engenharia Agrícola, UEG/Anápolis GO, rezende@ueg.br.

2 KEYWORDS: Equilibrium moisture, Medical plants, Software. INTRODUÇÃO A umidade de equilíbrio está As plantas medicinais são fontes diretamente relacionado com a secagem e importantes de matéria-prima e de novas armazenagem de produtos agrícolas, sendo substâncias para a indústria farmacêutica, útil para determinar se o produto ganhará ou cosmética e alimentícia, como fonte de perderá umidade, de acordo com às drogas, óleo essencial e temperos. Além das condições de temperatura e umidade relativa plantas utilizadas pela indústria química na do ar que o circunda. Os valores do teor de produção de medicamentos, muitas são umidade de equilíbrio dos produtos usadas pela indústria farmacêutica, cuja biológicos dependem, principalmente, da atividade é regulamentada pelo Ministério da temperatura e da umidade relativa do ar, da Saúde (BIESKI e CRUZ, 2005). espécie e/ou variedade do produto e A maioria das plantas medicinais e maturidade fisiológica (MELO et. al., 2004). aromáticas é comercializada na forma Muitos autores têm estudado o dessecada, tornando o processo de secagem comportamento higroscópico de vários fundamental para o armazenamento por produtos agrícolas utilizando métodos tempo prolongado do produto. Além disso, a diferenciados para expressar a umidade de redução do teor de água contribui para que o equilíbrio em função da temperatura e produto apresente uma melhor qualidade umidade relativa do ar (isotermas de sorção). final (SILVA et al., 2005). Entretanto, para o estabelecimento de Segundo Silva (2008) o conhecimento isotermas que representem essa relação de da umidade de equilíbrio de produtos equilíbrio, são utilizados modelos agrícolas é de fundamental importância na matemáticos empíricos, uma vez que determinação das condições de nenhum modelo teórico desenvolvido tem processamento, secagem, armazenagem e sido capaz de predizer com exatidão a comercialização de plantas medicinais e umidade de equilíbrio para uma ampla faixa aromáticas. de temperatura e umidade relativa do ar. As equações empíricas mais empregadas para 47

3 predizer a umidade de equilíbrio de produtos 45 e 60 C), através do uso de método de origem vegetal são Henderson, gravimétrico, a fim de se verificar a Henderson Thompson, Chung Pfost, Chen influência da temperatura na atividade de Clayton, BET, Halsey modificada, Copace, água. As curvas experimentais foram Sigma Copace, GAB, Oswin, Corrêa. Menin et al. (2003) enfatizou a importância do conhecimento da umidade de ajustadas usando os seguintes modelos matemáticos: Bet, Gab, Halsey, Oswin, Peleg, Henderson e Chung Pfost. O erro equilíbrio da Erva Mate (Lex relativo entre os valores experimentais e os paraquariensis St. Hill.) para as condições de armazenamento e secagem das folhas. Foi determinada experimentalmente a umidade de equilíbrio de dessorção de erva-mate, sob condições específicas de umidade relativa e valores estimados foi calculado em cada curva, a fim de se avaliar qual equação melhor se ajustou aos dados experimentais. O modelo que apresentou o menor erro relativo foi o de Peleg, com 9,40% na temperatura do ar. Os resultados obtidos temperatura de 30ºC, 5,71% para a foram utilizados para a obtenção de uma equação capaz de descrever a dependência da umidade de equilíbrio da erva mate com a temperatura e a umidade relativa do ar. Nos resultados pode-se verificar que entre os modelos matemáticos comparados, todos demosntratram coerência nos resultados, enfatizando que o modelo de Halsey temperatura de 45ºC e 3,36% para a temperatura de 60ºC. Embora existam no mercado softwares para diversas atividades agrícolas, não foram encontrados trabalhos que tivessem gerado um programa específico para predição de umidade de equilíbrio de plantas medicinais. Conforme Filho et al. (2003) as rotinas modificada apresentou o mais alto eletrônicas, processadas em coeficiente de determinação e o menor erro microcomputadores, vem sendo padrão de estimativa, sendo, portanto o modelo mais indicado para a predição da umidade de equilíbrio de erva mate nas faixas de temperaturas investigadas. Silva et al. (2007) determinaram as desenvolvidas nas últimas décadas no intuito de maximizar a eficiência dos procedimentos de trabalho e pesquisa. De acordo com o exposto, este artigo visou desenvolver um software para predizer isotermas de dessorção de Calendula a umidade de equilíbrio de plantas officinalis L. em diferentes temperaturas (30, medicinais envolvendo uma série de rotinas 48

4 permissíveis para alteração de dados, a fim de ser usado para aquisição de parâmetros para secagem desses produtos vegetais. MATERIAL E MÉTODOS No laboratório de Engenharia Agrícola da Unidade de Ciências Exatas e tecnológicas UNUCET da Universidade Estadual de Goiás UEG foi desenvolvido o software para predição da umidade de equilíbrio de plantas medicinais, intitulado UePlaMe. O software foi implementado na linguagem Object Pascal no ambiente integrado de desenvolvimento Delphi. Para o estabelecimento de isotermas que representem a relação entre a umidade de equilíbrio em função da temperatura e umidade relativa do ar, foram utilizados modelos matemáticos empíricos utilizados na representação da higroscopicidade de diversas plantas medicinais estudadas. Estes modelos estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Modelos matemáticos para a predição de umidade de equilíbrio (1) Henderson (MENIN, ET. AL. 2003) (6) Halsey modificada (MENIN, ET. AL. 2003) 1 1 ln( 1 UR) b exp(a T + c) b ( a T) ln(ur) (2) Henderson Thompson (MENIN, ET. AL. 2003) 1 ln( 1 UR) c a(t + b) (7) Copace (MATOS, ET. AL. 1998) e a b T c UR (3) Chung Pfost (MENIN, ET. AL. 2003) (8) Sigma Copace (MATOS, ET. AL. 1998) 1 (T +c) a b T+c e UR ln ln(ur) e b a (4) Chen Clayton (MENIN, ET. AL. 2003) (9) GAB (PARK, ET. AL. 2001) 1 ln(ur) Xm C K aw ln d b c T a T 1 K aw 1 K aw+c K aw (5) BET (PARK, ET. AL. 2001) (10) Oswin (PARK, ET. AL. 2001) n n+1 b (Xm C aw) ( 1 (n + 1) aw + n aw ) UR n+ 1 a ( 1 aw) ( 1+(c 1) aw C aw ) 1 UR (11) Corrêa (CORREA ET AL. 2002) 49

5 a T b 1 +UR c Onde: Xe: Umidade de equilíbrio, %. UR: Umidade relativa do ar, decimal. Xm: Conteúdo de umidade na monocamada molecular. aw: Atividade de água, adimensional. T: Temperatura, C. a, b, c, d, n e k: Coeficientes, que dependem do produto adimensional. As plantas, que implementaram o faixas de umidades relativas do ar, os coeficientes disponíveis para cada equação e recomendações dos modelos conforme os experimentos dos autores. Através do uso de report em Delphi, foram desenvolvidos módulos para impressão dos resultados obtidos de cada simulação realizada. A validação do programa consistiu em verificar a coerência dos resultados do UePlaMe, utilizando-se banco de dados do programa, foram planilha eletrônica para a predição de todas estudadas para verificar a coerência dos modelos matemáticos realizados pelos autores citados neste artigo e podem ser vistas na Tabela 2. O modelo ER de banco de dados foi desenvolvido pelo Interbase para conter registros necessários para predição da umidade de equilíbrio de plantas medicinais conforme as rotinas descritas por as plantas medicinais no banco de dados, como pode ser observado na tabela 3 para a alcachofra. A comparação dos resultados do UePlaMe com Excel (Tabela 3) realizou-se ambos fornecendo a umidade de equilíbrio em porcentagem base seca. Verificou-se que ambos apresentaram coerência nos resultados. ANSELMO (1997). Cada registro no banco de dados foi preenchido com a identificação do produto vegetal, faixas de temperaturas, 50

6 Tabela 2 Plantas medicinais e aromáticas implementadas no software para predição da umidade de equilíbrio. Produto Equações Coeficientes a b c d Autor 03 47, , ,77080 Alcachofra 10 27, , ,52510 Corrêa et al. 02 0, , , , , , , , , , , ,80410 Capim-Limão Bulbos da Cebola Confrei Erva-Mate Guaco Maracujá 10 18, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,06390 Corrêa et al Matos et al Corrêa et al Menin et al Corrêa et al Corrêa et al

7 Tabela 3 Umidade de equilíbrio da alcachofra em porcentagem (%) base seca Temp. Umid. Chung- Henderson Sigma Corrêa UePlaMe UePlaMe UePlaMe (ºC) (decimal) Pfost Thompson Copace et. al. UePlaMe 25 0,20 5,44 5,44 8,73 8,73 10,88 10,88 8,23 8, ,40 11,32 11,32 16,62 16,62 15,72 15,71 14,35 14, ,60 17,42 17,42 26,16 26,16 24,63 24,63 24,68 24, ,75 23,42 23,42 36,09 36,09 36,78 36,78 40,32 40, ,20 2,84 2,84 6,57 6,57 8,57 8,57 7,42 7, ,40 8,73 8,73 12,51 12,51 12,37 12,37 12,05 12, ,60 14,83 14,83 19,69 19,69 19,39 19,39 18,57 18, ,75 20,82 20,82 27,16 27,16 28,96 28,96 26,22 26, ,20 0,77 0,77 5,34 5,34 6,75 6,75 6,91 6, ,40 6,65 6,65 10,16 10,16 9,74 9,74 10,77 10, ,60 12,75 12, ,27 15,27 15,70 15, ,75 18,74 18,74 22,07 22,07 22,80 22,80 20,84 20, ,20-0,96-0,96 4,53 4,54 5,31 5,31 6,56 6, ,40 4,92 4,92 8,63 8,63 7,67 7,67 9,94 9, ,60 11,02 11,02 13,58 13,58 12,02 12,02 13,99 13, ,75 17,11 17,11 18,74 18,74 17,96 17,96 17,93 17,93 RESULTADOS E DISCUSSÃO O UePlaMe é composto de três telas para o cálculo de umidade e outras telas operacionais complementares para auxiliar os cálculos e promover o maior entendimento ao usuário. O mesmo possui um banco de dados que permite a inserção, exclusão ou alteração dos dados das plantas medicinais. O programa UePlaMe possui um Instalador que permite ao o usuário instalar o 52

8 programa em qualquer computador que tenha Windows 9x, Me, 2000 ou XP. As figuras 1, 2 e 3 mostram os módulos principal, Cálculo e Banco de dados do UePlaMe. Figura 1 - Tela Principal do UePlaMe, tem acesso aos demais módulos além de uma seção de ajuda e desenvolvedores. 53

9 Figura 2 Tela de inserção de dados constantes exigidas por cada equação e referente a cada planta medicinal. Figura 3 Tela de Cálculo onde são obtidos as umidades de equilíbrios em diversas equações e faixas de temperatura e umidade relativa. CONCLUSÃO Nas condições em que foi desenvolvido o software UePlaMe, pode concluir que o programa funciona corretamente, pois, sabendo ser utilizado, seus resultados estão coerentes para predição 54

10 da umidade de equilíbrio. Apesar de possuir uma programação complexa, o UePlaMe é de fácil operação ao usuário devido a boa disposição das telas e por serem auto explicativas. O programa pode ser empregado em situações reais de secagem de plantas medicinais, sendo mais uma ferramenta precisa e automatizada para o usuário. FILHO, F. X. O.; DUDA, G. P.; OLIVEIRA, M.; MAIA, C. E.; PEREIRA, M. F. S. Elaboração de um software para controle de estoque de laboratórios de análise de solo, água e planta. Anais... XXXII Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola, 36, Goiânia. Goiânia: CONBEA, PARK K. J.; SANDRINI, D.; BROD, F. P. REFERÊNCIAS R.; NUNES A. S. Isotermas de dessorção ANSELMO, A. F. Borland Delphi: para melissa officinallis: Determinação desvendando o caminho das pedras. experimental e modelagem matemática. Digerati: São Paulo, Revista Engenharia Agrícola. Jaboticabal, v. 21, n.1. p , BIESKI, I. G.; CRUZ, M. L. C. Quintais Medicinais mais saúde menos hospitais. MATOS, A. T.; CORRÊA, P. C.; FINGER, Governo do Estado do Mato Grosso. Cuiabá, F. L. Higroscopia das folhas e películas 2005, 43p. externas de bulbos da cebola (Allium cepa L.). Revista Engenharia Agrícola, CEACAE. Plantas Medicinais. Disponível Jaboticabal, v. 18, n 2, p , em: Acessado em 26 de Novembro de MELO, E. C.; RADUNZ, L. L.; MELO, R. C. A. Influencia do processo de secagem na CORRÊA, P. C.; JÚNIOR, P. C. A.; qualidade de plantas medicinais. MARTINS, P. M.; MELO, E. C.; RADUNZ, Engenharia na agricultura, Viçosa, v. 12, L. L. Modelo matemático para representação n. 4, p , da higroscopicidade de plantas medicinais. Revista Brasileira de Armazenamento. Viçosa, v.1, n. 1, p. 8-15,

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