Isotermas e Calor Isostérico de Sorção do Feijão 1

Documentos relacionados
OBTENÇÃO E MODELAGEM DAS ISOTERMAS DE DESSORÇÃO E DO CALOR ISOSTÉRICO DE DESSORÇÃO PARA GRÃOS DE TRIGO

COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS ESTÁTICO E DINÂMICO NA DETERMINAÇÃO DO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO DAS ESPÍGAS DE MILHO

DETERMINAÇÃO DO CALOR ISOSTÉRICO DE SORÇÃO E DA ENTROPIA DIFERENCIAL DO CAJÀ EM PÓ MICROENCAPSULADO COM DIFERENTES FORMULAÇÕES RESUMO

XLVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2017 Hotel Ritz Lagoa da Anta - Maceió - AL 30 de julho a 03 de agosto de 2017

CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA DOS FRUTOS DE MAMONA DURANTE A SECAGEM

ISOTERMAS E CALOR ISOSTÉRICO DAS SEMENTES DE ALGODÃO COM LÍNTER E SEM LÍNTER

ISOTERMAS DE DESSORÇÃO DE GRÃOS DE FEIJÃO MACASSAR VERDE (Vigna unguiculata (L.) Walpers), VARIEDADE SEMPRE-VERDE.

Obtenção e modelagem das isotermas de dessorção e do calor isostérico para sementes de arroz em casca

Isotermas de dessorção de grãos de café com pergaminho

ISOTERMAS DE SORÇÃO DAS ESPIGAS DE MILHO: OBTENÇÃO E MODELAGEM

PROPRIEDADES FÍSICAS DOS FRUTOS DE MAMONA DURANTE A SECAGEM

Sorption isotherms of pepper seeds variety Cabacinha

DETERMINAÇÃO DA CURVA DE EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO DO URUCUM

Secagem e Armazenagem de Grãos e Sementes Aula 04

Equilíbrio higroscópico de milheto, alpiste e painço: Obtenção e modelagem

DETERMINAÇÃO DAS ISOTERMAS DE EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO DE FRUTOS DE CRAMBE PELO MÉTODO DINÂMICO

RESUMO. Palavras-chave: equilíbrio higroscópico, modelagem matemática, Oryza Sativa.

Isotermas e calor latente DE DESSORÇÃO dos grãos de milho da cultivar ag Isotherms AND latent heat of desorption of corn

Isotermas de dessorção e calor isostérico dos frutos de crambe

Pâmella de Carvalho Melo¹, Arlindo Modesto Antunes¹, Paulo Henrique Ribeiro Dias Alves², Jéssica Antônia Andrade Alves³, Ivano Alessandro Devilla 4

Modelos matemáticos na secagem intermitente de arroz

CALOR ISOSTÉRICO DE SORÇÃO DA SEMENTE DE GERGELIM BRS SEDA

OSVALDO RESENDE. VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS E DA QUALIDADE DO FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) DURANTE A SECAGEM E O ARMAZENAMENTO

Determinação do equilíbrio higroscópico e do calor isostérico da polpa e da casca do abacaxi (Ananas comosus) 1

COMPORTAMENTO HIGROSCÓPICO DA SEMENTES DE LINHAÇA (Linum usitatissimum L.). G.Z. Campos e J.A.G. Vieira* RESUMO

Higroscopicidade das sementes de pimenta (Capsicum chinense L.)

DESSORÇÃO E CALOR ISOSTÉRICO DE AMÊNDOAS DE BARU DESORPTION AND ISOSTERIC HEAT OF BARU ALMONDS

Higroscopicidade das sementes de feijão adzuki

DETERMINAÇÃO E MODELAGEM MATEMÁTICA DA SECAGEM DE ARROZ AROMÁTICO

ATIVIDADE DE ÁGUA DO CAJÁ EM PÓ MICROENCAPSULADO COM DIFERENTES MATERIAIS DE PAREDE RESUMO

Isotermas de sorção de tâmaras: determinação experimental e avaliação de modelos matemáticos 1

Modelagem Matemática da Secagem de Café Natural Beneficiado com Alto Teor de Água

ESTUDO DO FENÔMENO DE ADSORÇÃO DE ÁGUA E SELEÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS PARA REPRESENTAR A HIGROSCOPICIDADE DO CAFÉ SOLÚVEL RESUMO

19 ESTUDO DO FENÔMENO DE ADSORÇÃO DE ÁGUA E SELEÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS PARA REPRESENTAR A HIGROSCOPICIDADE DO CAFÉ SOLÚVEL RESUMO

CALOR ISOSTÉRICO DA POLPA DE BANANA VARIEDADES MAÇÃ E NANICA

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NOS PARÂMETROS DE MODELOS BI- PARAMÉTRICOS QUE PREDIZEM ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE UMIDADE DO GUARANÁ

ARMAZENAMENTO E PROCESSAMENTO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS

PALAVRAS-CHAVE: bagaço de cana-de-açúcar; equilíbrio higroscópico; calor isostérico. HYGROCOPIC EQUILIBRIUM AND ISOSTERIC HEAT OF SUGARCANE BAGASS

MODELAGEM MATEMÁTICA PARA DESCRIÇÃO DA CINÉTICA DE SECAGEM DO FEIJÃO ADZUKI (Vigna angularis)

ENTROPIA DIFERENCIAL DO PÓ DO MIX DE BATATA YACON COM SUCO DE LIMÃO - CALOR ISOSTÉRICO DE SORÇÃO

CINÉTICA DE SECAGEM DE MASSA ALIMENTÍCIA INTEGRAL. Rebeca de L. Dantas 1, Ana Paula T. Rocha 2, Gilmar Trindade 3, Gabriela dos Santos Silva 4

DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DE SEMENTE DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) VARIEDADE EMGOPA OURO

HIGROSCOPIA DAS FOLHAS DE LOURO (Lauro nobilis L.) Curso de Engenharia Agrícola, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas/UEG RESUMO

CINÉTICA DE SECAGEM DA BORRA DE CAFÉ EM ESTUFA COM CIRCULAÇÃO DE AR

Propriedades Físicas de Grãos de Feijão Carioca (Phaseolus vulgaris)

DETERMINAÇÃO DAS ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE MICROCÁPSULAS DE ÓLEO ESSENCIAL DE CANELA EM DIFERENTES TEMPERATURAS

Isoterma de dessorção e calor latente de vaporização da semente de pimenta Cumari Amarela (Capsicum chinense L.)

MODELOS MATEMÁTICOS E CURVAS DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO DE SEMENTES DE JACARANDÁ-DA-BAHIA, ANGICO-VERMELHO E ÓLEO-COPAÍBA

DETERMINAÇÃO DAS ISOTERMAS DE ADSORÇÃO E DO CALOR DE SORÇÃO DA FARINHA DE BABAÇU COMERCIAL

INFLUÊNCIA DO TEOR DE UMIDADE NA VELOCIDADE TERMINAL DE GRÃOS DE SORGO E MILHETO

MODELAGEM MATEMÁTICA PARA A DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE SECAGEM DO FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) EM CAMADAS DELGADAS

ANÁLISE DA VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DOS GRÃOS DE SOJA DURANTE O PROCESSO DE SECAGEM

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

ISOTERMAS DE DESSORÇÃO DE SEMENTES DE BETERRABA RESUMO. ) de sementes de beterraba, cv. Chata do Egito, em diferentes T e UR.

Modelagem matemática da secagem dos frutos de amendoim em camada delgada 1

DETERMINAÇÃO DO EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO DO ALHO CHINÊS "Allium Tuberosum"

COMPARAÇÃO DE MODELOS FENOMENOLÓGICOS PARA A HIDRATAÇÃO DE GRÃOS DE SOJA

Aplicação de modelos matemáticos bi e triparamétricos na predição de isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó 1

Modelagem matemática das curvas de secagem de grãos de feijão carioca cultivar brs pontal RESUMO

CINÉTICA DE SECAGEM DA BANANA VERDE PACOVAN (Musa x paradisiacal) KINETIC DRYING BANANA PACOVAN

CINÉTICA DA CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA DOS GRÃOS DE DUAS CULTIVARES DE MILHO-PIPOCA DURANTE O PROCESSO DE SECAGEM

CERNE ISSN: Universidade Federal de Lavras Brasil

ANÁLISE DOS PARÂMETROS DO MODELO DE ADSORÇÃO EM MULTICAMADA, CALOR ISOSTÉRICO E ENTROPIA DE DESSORÇÃO PARA ISOTERMAS DE CEVADA RESUMO

Isotermas de dessorção de Calendula officinalis L.: determinação experimental e modelagem matemática

PROPRIEDADES FÍSICAS DE SEMENTES DE FEIJÃO (Phaseolus vulgaris L.) VARIEDADE EMGOPA 201 OURO

DETERMINAÇÃO DAS CURVAS DE SECAGEM EM CAMADA DELGADA DE PIMENTA DE CHEIRO (Capsicum chinense) A DIFERENTES TEMPERATURAS

CINÉTICA DE SECAGEM DO ESPINAFRE (Tetragonia tetragonoides)

MODELAGEM MATEMÁTICA DA SECAGEM DO CAFÉ (Coffea canephora Pierre) EM TERREIROS DE CONCRETO E HÍBRIDO 1

DETERMINAÇÃO E MODELAGEM

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE ESCOLA DE ENGENHARIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE BIOSSISTEMAS VITOR GONÇALVES FIGUEIRA

MODELAGEM MATEMÁTICA DA ABSORÇÃO DE ÁGUA EM SEMENTES DE FEIJÃO DURANTE O PROCESSAMENTO DE ENLATADOS.

AVALIAÇÃO DE ISOTERMAS DE SORÇÃO DE BANANA DESIDRATADA

Isotermas de dessorção de folhas in natura de juazeiro e mororó 1

Solução Numérica do Processo de Secagem das Sementes de Canola Baseada em Métodos de Regressão Não-Lineares

SECAGEM DA ABÓBORA (CUCRBITA MOSCHATA, L.) EM SECADOR DE LEITO FIXO

INCERTEZA NA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁGUA DE EQUILÍBRIO DE PRODUTOS AGRÍCOLAS

PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DO PROCESSO DE SECAGEM DOS GRÃOS DE CANOLA (Brassicanapus L) RESUMO

MODELAGEM MATEMÁTICA DAS CURVAS DE SECAGEM DA PIMENTA DE CHEIRO

UMA EQUAÇÃO EMPÍRICA PARA DETERMINAÇÃO DE TEOR DE ÁGUA DE EQUILÍBRIO PARA GRÃOS

MODELOS MATEMÁTICOS PARA AJUSTE DAS ISOTERMAS DE DESSORÇÃO DA POLPA DE BANANA DA VARIEDADE PRATA 1

PARÂMETROS TERMODINÂMICOS DURANTE A SECAGEM DE FOLHAS DE AROEIRA (Schinus terebinthifolius)

DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SECAGEM EM CAMADA DELGADA DE SEMENTES DE MILHO DOCE (Zea mays L.)

DETERMINAÇÃO DAS ISOTERMAS DE EQUILÍBRIO DAS SEMENTES DE UVA DAS VARIEDADES CABERNET SAUVIGNON E BORDÔ

DESEMPENHO DO MÉTODO DAS PESAGENS EM GARRAFA PET PARA A DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DO SOLO

DETERMINAÇÃO DE ISOTERMAS DE SORÇÃO DE UMIDADE PARA GRÃOS DE SOJA

INFLUENCE OF THE TEMPERATURE ON THE LATENT HEAT OF VAPORIZATION OF MOISTURE FROM COWPEA (Vigna unguiculata (L.) Walp.), ALWAYS-GREEN VARIETY

ANÁLISE DA CINÉTICA DE SECAGEM EM CAMADA FINA DO ARROZ VERMELHO EM CASCA RESUMO

CINÉTICA DE SECAGEM DE RESÍDUOS DE Artocarpus heterophyllus Lam

11 a 14 de dezembro de 2012 Campus de Palmas

HIGROSCOPICIDADE, CINÉTICA DE SECAGEM E PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DAS SEMENTES DE TAMARINDO (Tamarindus indica L.)

MODELAGEM MATEMÁTICA DA CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA DE GRÃOS DE SORGO MATHEMATICAL MODELING OF SORGHUM GRAINS SHRINKAGE

Propriedades Físicas de Grãos de Aveia Branca Submetidos ao Processo de Secagem

ESTUDO DA CINÉTICA DE SECAGEM DAS CASCAS DE BANANAS DAS VARIEDADES NANICA E PRATA

AVALIAÇÃO HIGROSCÓPICA DA FIBRA RESIDUAL DO ABACAXI HYGROSCOPIC EVALUATION OF PINEAPPLE RESIDUAL FIBER

ISOTERMAS DE EQUILÍBRIO E CURVAS DE SECAGEM PARA ARROZ EM CASCA EM SILOS DE ARMAZENAGEM

CINÉTICA DE SECAGEM DOS GRÃOS DE MILHO

DETERMINAÇÃO E MODELAGEM

Acta Scientiarum. Agronomy ISSN: Universidade Estadual de Maringá Brasil

Estimação de Parâmetros em Modelos de Energia Livre de Gibbs em Excesso

Transcrição:

Isotermas e Calor Isostérico de Sorção do Feijão 1 Osvaldo RESENDE 2,, Paulo Cesar CORRÊA 2, André Luis Duarte GONELI 2, Deise Menezes RIBEIRO 2 RESUMO O teor de água de equilíbrio dos grãos de feijão foi determinado pelo método dinâmico-gravimétrico para temperaturas entre 25 e 55 C e atividades de água para cada temperatura, entre 0,20 e 0,75. Observou-se que o teor de água decresce com o aumento da temperatura para uma dada atividade de água à semelhança dos produtos higroscópicos. Aos dados experimentais foram ajustados diversos modelos matemáticos disponíveis na literatura (Brunauer-Emmett-Teller, Chung Pfost, Copace, Guggenhein-Anderson-de Boer, Halsey Modificado, Henderson, Henderson Modificado, Oswin, Sabbah e Sigma Copace). Segundo os parâmetros estatísticos de análise, o modelo de Halsey Modificado foi o que descreveu melhor a higroscopicidade do feijão. A partir dos resultados obtidos calculou-se o calor isostérico para cada teor de água de equilíbrio. Observou-se que o calor isostérico aumenta com a diminuição do conteúdo de água do produto, indicando que a redução do teor de água aumenta a energia necessária para a remoção de água. Os valores de calor isostérico para os grãos de feijão na faixa de umidade de 10,10 a 21,71 (% b.s.), variam de 3961 a 2718 kj kg -1. Palavras-chave: feijão, higroscopicidade, modelagem matemática, dessorção. SUMMARY ISOTHERMS AND ISOSTERIC HEATS OF SORPTIONS OF THE EDIBLE BEAN. The equilibrium moisture content of the edible bean was determined using the dynamic-gravimetric method for temperatures between 25 and 55 C and water activity between 0.20 and 0.75. It was observed that the moisture content decreases when the temperature for a given water activity is increased. Experimental data were adjusted to mathematical models mentioned in the specific literature (Brunauer-Emmett-Teller, Chung Pfost, Copace, Guggenhein-Anderson-de Boer, Modified Halsey, Henderson, Modified Henderson, Oswin, Sabbah and Sigma Copace). According to the results obtained and statistical parameters, the Modified Halsey model was the most effective in representing the hygroscopicity of the edible bean. From the obtained results, the desorption isosteric heats for each equilibrium moisture content was calculated. It was observed that the desorption isosteric heat increases when the moisture content decreases indicating that the reduction in the moisture content increases the energy needed to remove water. The values of isosteric heats for the edible bean in the moisture content are between 10.10 to 21.71 (% b.s.) and they vary from 3961 to 2718 kj kg -1. Keywords: edible bean, higroscopicity, mathematical modeling, desorption. 1 - INTRODUÇÃO Durante o armazenamento do feijão podem ocorrer mudanças físicas, químicas e microbiológicas que, dependendo da interação entre estes fatores e o ambiente, podem ocasionar perdas na sua qualidade. Assim, faz-se necessário o conhecimento das relações existentes entre o produto, a temperatura e a umidade relativa do ar, objetivando iniciativas e estudos com a finalidade de amenizar estas possíveis alterações. Todos os produtos agrícolas têm a capacidade de ceder ou absorver água do ambiente, convergindo, constantemente, para uma relação de equilíbrio entre o seu teor de água e as condições do ar ambiente. O teor de água de equilíbrio é alcançado quando a pressão parcial de vapor de água no produto iguala-se a do ar que o envolve. A relação entre o teor de água de um determinado produto e a umidade relativa de equilíbrio para uma temperatura específica pode ser expressa por meio de 1 Recebido para publicação em 9/9/2005. Aceito para publicação em 6/7/2006 (001608) 2 Departamento de Engenharia Agrícola (CENTREINAR/UFV), Av. P. H. Rolfs s/n, campus (UFV), CEP 36570-000, Viçosa (MG), E-mails: osvresende@yahoo.com.br, copace@ufv.br, andregoneli@yahoo.com.br, deise_eng@yahoo.com.br A quem a correspondência deve ser enviada equações matemáticas denominadas isotermas ou curvas de equilíbrio higroscópico. O comportamento higroscópico de diversos produtos agrícolas tem sido estudado por vários pesquisadores, que descrevem modelos diferenciados para expressar o teor de água de equilíbrio em função da temperatura e umidade relativa do ar. Entretanto, para o estabelecimento de isotermas que representam essa relação de equilíbrio são utilizados modelos matemáticos empíricos, uma vez que nenhum modelo teórico desenvolvido tem sido capaz de predizer com precisão o teor de água de equilíbrio para uma ampla faixa de temperatura e umidade relativa do ar. Atualmente, na literatura, existem mais de 200 equações propostas para representar o fenômeno de equilíbrio higroscópico dos produtos agrícolas. Estes modelos diferem na sua base teórica ou empírica e na quantidade de parâmetros envolvidos [10]. Segundo WANG & BRENNAN [13], para remover a umidade associada a um material higroscópico, a energia necessária é maior do que a utilizada para vaporizar igual quantidade de água livre, nas mesmas condições de pressão e temperatura. Esse adicional de energia, em virtude das forças de ligação entre a água e a superfície da substância adsorvente, é denominado calor isostérico de dessorção nos processos de secagem, constituindo-se em um bom parâme- 626 Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 26(3): 626-631, jul.-set. 2006

tro para se estimar a quantidade mínima de calor requerida para remover uma quantidade de água do produto. De acordo com MULET et al. [9], o teor de água em que o calor isostérico de sorção é quase idêntico ao calor latente de vaporização da água livre, é geralmente considerado como um indicador do conteúdo de água livre no produto. Segundo WANG & BRENNAN [13], o conhecimento do calor isostérico, em função da umidade de equilíbrio, é essencial nos estudos de secagem e armazenamento de produtos agrícolas, servindo para estimar as necessidades energéticas do processo de secagem, além de fornecer dados sobre o estado da água no produto. Um método largamente usado para se calcular o calor isostérico de sorção, seja pelo processo de adsorção ou pelo de dessorção, é dado pela equação de Clausius-Clayperon [6], como mostrado a seguir: 2ln^awh qst = 2T RT em que, 2 a w: atividade de água, decimal; T: temperatura absoluta, K; q st: calor isostérico líquido de sorção, kj kg -1 ; e R: constante universal dos gases, 8,314 kj kmol -1 K -1, sendo para o vapor d água 0,4619 kj kg -1 K -1. Integrando a Equação 1 e assumindo que o calor isostérico líquido de sorção é independente da temperatura, podemos encontrar o calor isostérico líquido de sorção, para cada teor de água de equilíbrio, conforme a equação a seguir [13]: qst In^a 1 w h =- d n $ + C (2) R T em que, c: coeficiente do modelo. Os valores de atividade de água, temperatura e teor de água de equilíbrio são obtidos a partir das isotermas de dessorção dos produtos em estudo. O calor isostérico integral de sorção é obtido adicionando-se aos valores de calor isostérico líquido de sorção, o valor do calor latente de vaporização da água livre de acordo com a seguinte expressão: Qst = q L a $ exp b $ U L st + = _- ei + (3) em que, Q st: calor isostérico integral de sorção, kj kg -1 ; L: calor latente de vaporização da água livre, kj kg -1 ; U e : teor de água de equilíbrio, %b.s.; e a, b: coeficientes do modelo. Diante da importância do conhecimento da higroscopicidade dos produtos agrícolas e dos requerimentos de energia (1) necessários ao processo de secagem, o objetivo no presente trabalho foi determinar as isotermas de sorção dos grãos de feijão para diversas condições de temperatura e umidade relativa do ar e ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais, selecionando aquele que melhor representa o fenômeno, bem como obter os valores do calor isostérico de dessorção para o produto. 2 - MATERIAL E MÉTODOS O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Propriedades Físicas e Qualidade de Produtos Agrícolas pertencente ao Centro Nacional de Treinamento em Armazenagem (CENTREINAR), localizado na Universidade Federal de Viçosa. Para obtenção do teor de água de equilíbrio higroscópico dos grãos de feijão, foi utilizado o método dinâmico-gravimétrico, em que um fluxo de ar, a uma dada temperatura e umidade relativa, passa pela massa de grãos. Foram utilizados grãos de feijão do grupo vermelho, colhidos manualmente, com teor de água de aproximadamente 92% (b.s.). A secagem do produto em camada delgada foi realizada para diferentes condições controladas de temperatura (25, 35, 45 e 55 C) e umidade relativa do ar de secagem (entre 0,2 a 0,75) até que o produto atingisse o teor de água de equilíbrio com a condição do ar especificada. As condições ambientais citadas acima, para realização dos testes, foram fornecidas por meio de uma unidade condicionadora de atmosfera, de fabricação da empresa Aminco, modelo Aminco-Aire 150/300 CFM. Foram colocadas, no interior do equipamento, bandejas removíveis com fundo telado para permitir a passagem do ar através da amostra, contendo cada uma, 50 g de produto. O fluxo de ar foi monitorado com o auxílio de um anemômetro de lâminas rotativas e mantido em torno de 10 m 3 min -1 m -2. A temperatura e a umidade relativa do ar foram monitoradas por meio de um psicrômetro instalado próximo às bandejas, contendo as amostras. Durante o processo de secagem, as bandejas com o produto foram pesadas periodicamente e o equilíbrio higroscópio foi atingido quando a variação da massa dos recipientes permaneceu aproximadamente invariável durante três pesagens consecutivas. Os teores de água do produto foram determinados pelo método gravimétrico em estufa a 105 ± 1 C, até massa constante, em três repetições. Aos dados experimentais da umidade de equilíbrio foram ajustados os modelos matemáticos freqüentemente utilizados para representação da higroscopicidade de produtos agrícolas, cujas equações estão apresentadas na Tabela 1. Para o ajuste dos modelos matemáticos, foi realizada análise de regressão não linear, pelo método Gauss Newton, utilizando-se o programa computacional STATISTICA 5.0. Os modelos foram selecionados considerando a significância dos coeficientes de regressão pelo teste t, adotando nível de 1% de probabilidade, a magnitude do coeficiente de determinação (R 2 ), a magnitude do erro médio relativo (P) e do erro Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 26(3): 626-631, jul.-set. 2006 627

Tabela 1 Modelos matemáticos utilizados para predizer o fenômeno de higroscopicidade de produtos agrícolas. Designação do modelo Modelo Sigma Copace = exp $ a - ] b $ Tg + 7c $ exp ] URgA. (4) Sabbah b c = a $ ^UR / T h (5) Oswin c = ^a + b Th / 7^1 - URh / URA (6) Henderson b = 8In ^ 1 - URh / _- a $ Tabs ib (7) Henderson Modificado c = $ In ^1 - URh / 7- a $ ^T + bha. (8) Halsey Modificado c = 7exp ^a - b $ Th / - In ^URhA (9) Copace = exp 7a - ^b $ Th + ^c $ URhA (10) Chung Pfost = a - b $ In 7- ^T + ch. In ^URhA (11) : em que: U e teor de água de equilíbrio, %b.s.; UR: umidade relativa, decimal; T: temperatura, C; T abs : temperatura absoluta, K; e a, b, c: coeficientes que dependem do produto. médio estimado (SE) e a verificação do comportamento da distribuição dos resíduos. Considerou-se o valor do erro médio relativo inferior a 10% como um dos critérios para seleção dos modelos, de acordo com Mohapatra e Rao [8]. O erro médio relativo e o erro médio estimado, para cada um dos modelos, foram calculados conforme as seguintes equações: n P = 100 Y - Yt n! c m (12) Y SE = em que: i = 1!^Y - Yt h i n - 1 GLR 2 Y: valor observado experimentalmente; ^Y: valor calculado pelo modelo; n: número de observações experimentais; e (13) GLR: graus de liberdade do modelo (número de observações menos o número de parâmetros do modelo). Os valores do calor isostérico líquido de dessorção (q st ), para cada teor de água de equilíbrio, foram obtidos por meio da Equação 2. Os valores de atividade de água, temperatura e teor de água de equilíbrio foram obtidos a partir das isotermas de dessorção dos grãos de feijão, utilizando o modelo de melhor ajuste aos dados experimentais. Para o cálculo dos valores do calor isostérico integral de dessorção (Q st ), foi utilizada a Equação 3. O calor latente de vaporização da água livre (L), em kj kg -1, necessário ao cálculo de Q st, foi obtido utilizando-se a temperatura média (T) na faixa em estudo, em C, por meio da seguinte equação: L = 2502,2 2,39.T (14) 3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 2, estão apresentados os parâmetros dos modelos de equilíbrio higroscópico para o feijão, obtidos por dessorção, para diferentes condições de temperatura e umidade relativa do ar. Analisando os resultados apresentados na Tabela 2, observa-se que os modelos matemáticos utilizados para descrever a higroscopicidade do feijão apresentaram signi- Tabela 2 Parâmetros dos modelos de equilíbrio higroscópico para o feijão, com seus respectivos coeficientes de determinação (R 2 ), erros médios estimado (SE) e relativo (P), e tendência de distribuição dos resíduos. Modelos Parâmetros R 2 Sigma Copace (%) SE (decimal) P (%) Distribuição dos Resíduos a = 1,6693 98,15 0,626 3,97 Aleatória b = 0,0166 c = 0,8849 Sabbah a = 206,5358 96,34 0,880 5,69 Tendenciosa b = 0,7640 c = 0,6264 Oswin a = 19,9325 97,53 0,723 5,08 Aleatória b = - 0,1961 c = 2,7627 Henderson a = 0,0001 84,74 1,766 11,72 Tendenciosa Henderson Modificado Halsey Modificado b = 1,4023 a = 0,0003 96,59 0,849 6,07 Tendenciosa b = - 4,2253 c = 1,7271 a = 6,1927 98,17 0,623 3,90 Aleatória b = 0,0348 c = 2,0973 Copace a = 2,3788 97,90 0,666 4,35 Aleatória Chung Pfost b = 0,0167 c = 1,5352 a = 31,3788 96,65 1,039 8,18 Tendenciosa b = 6,1930 c = - 7,6554 Todos os coeficientes estimados foram significativos a 5% de probabilidade pelo teste t. ficância dos seus parâmetros de regressão ao nível de 5% de probabilidade pelo teste t. Além disso, os modelos exibiram elevados valores do coeficiente de determinação (superior a 96%), exceto o modelo de Henderson. De acordo com o critério para seleção de modelos proposto por MOHAPATRA & RAO [8], estes modelos não se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais (erro médio relativo superior a 10%), indicando serem inadequados para a descrição do fenômeno estudado. 628 Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 26(3): 626-631, jul.-set. 2006

Ainda na Tabela 2, verifica-se que, dentre a série testada, apenas os modelos de Sigma-Copace, Oswin, Halsey Modificado e Copace apresentaram distribuição aleatória dos resíduos, indicando ajuste mais adequado aos dados experimentais. Dentre estes, o modelo de Halsey Modificado exibiu maior coeficiente de determinação e menores valores de erros médios relativo e estimado, sendo recomendado para predição do equilíbrio higroscópico dos grãos de feijão. Resultados semelhantes foram observados por CHEN [3] e CHEN & MOREY [4] que recomendam o modelo de Halsey Modificado para estimar o equilíbrio higroscópico dos grãos de amendoim. Entretanto, AJIBOLA et al. [1] observaram que o modelo Henderson Modificado representou adequadamente o equilíbrio higroscópio do feijão caupi, e Oliveira, CAVALCANTI MATA & DUARTE [11] recomendaram os modelos Henderson modificado e Oswin Modificado para a descrição da higroscopicidade do feijão macassar verde. Na Figura 1, estão apresentados os valores experimentais da umidade de equilíbrio do feijão, obtidos por dessorção, bem como suas isotermas calculadas pelo modelo de Halsey Modificado. Tabela 3 Valores de atividade de água (decimal) estimados pelo modelo de Halsey Modificado em função da temperatura e da umidade de equilíbrio. U e (%b.s.) Temperatura ( C) 25 30 35 40 45 50 55 10,10 0,20 0,26 0,32 0,39 0,45 0,51 0,57 10,88 0,25 0,32 0,38 0,44 0,50 0,56 0,62 11,99 0,33 0,39 0,45 0,51 0,57 0,63 0,67 12,56 0,36 0,43 0,49 0,55 0,60 0,65 0,70 13,80 0,43 0,50 0,56 0,61 0,66 0,71 0,75 14,35 0,46 0,52 0,58 0,63 0,68 0,72 0,76 18,26 0,63 0,68 0,72 0,76 0,79 0,82 0,85 20,02 0,68 0,73 0,76 0,80 0,83 0,85 0,87 21,71 0,72 0,76 0,80 0,83 0,85 0,87 0,89 Na Figura 2, são apresentadas as curvas do logaritmo neperiano da atividade de água (decimal), para específicos valores de umidade de equilíbrio (%b.s.), em função de valores do inverso da temperatura absoluta (K) para os grãos de feijão. Umidade de equilíbrio (%b.s) 35 30 25 20 15 10 5 Experimental (25 C) Experimental (35 C) Experimental (45 C) Experimental (55 C) Valores estimados 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Umidade relativa (decimal) Figura 1 Isotermas de dessorção de água para os grãos de feijão, estimadas pelo modelo de Halsey Modificado, para diferentes condições de temperatura e umidade relativa do ar. Observa-se na Figura 1 que para uma umidade relativa constante os valores de umidade de equilíbrio diminuíram com o aumento da temperatura, seguindo a mesma tendência da maioria dos produtos agrícolas. Diante da representação satisfatória do equilíbrio higroscópico dos grãos de feijão, o modelo de Halsey Modificado foi utilizado para o cálculo dos valores de atividade de água, necessários para a determinação dos valores do calor isostérico líquido de dessorção. Na Tabela 3, estão apresentadas as umidades relativas de equilíbrio (atividade de água), obtidas por meio do modelo de Halsey Modificado, para os grãos de feijão com teores de água variando de 10,10 a 21,71 (%b.s.) e para a faixa de temperatura de 25 a 55 C. ln aw 0,0-0,4-0,8-1,2-1,6 = 10,01 (%b.s.) = 10,88 (%b.s.) = 11,99 (%b.s.) = 12,56 (%b.s.) = 13,80 (%b.s.) = 14,35 (%b.s.) = 18,26 (%b.s.) = 20,02 (%b.s.) = 21,71 (%b.s.) - 2,0 0,0030 0,0031 0,0032 0,0033 0,0034 0,0035 T (K-1) Figura 2 Curvas do logaritmo neperiano da atividade de água (decimal), para específicos valores de umidade de equilíbrio (%b.s.), em função de valores de T (K -1 ) para os grãos de feijão. Os valores do calor isostérico líquido de dessorção (q st ), em kj kg -1, para os grãos de feijão, em função do teor de água de equilíbrio (%b.s.), foram calculados de acordo com a Equação 2, representados, para cada situação, pelas inclinações das retas ilustradas na Figura 2. Para o calor isostérico integral de dessorção (Q st ), em kj kg -1, foram adicionados, aos valores de q st, o valor do calor latente de vaporização da água livre (L), que representa a mínima quantidade de energia necessária para evaporar a água em estado livre, calculado para temperatura média de 40 C, resultando no valor de 2406,60 kj kg -1. Na Figura 3, são apresentados os valores do calor isostérico integral de dessorção (Q st ), em kj kg -1, em função do teor de água de equilíbrio (%b.s.), estimados de acordo com a Equação 3. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 26(3): 626-631, jul.-set. 2006 629

Qst (kj kg -1 ) 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 Valores experimentais 10 12 14 16 18 20 22 Umidade de equilíbrio (%b.s.) Figura 3 Calor isostérico integral de dessorção para os grãos de feijão em função do teor de água de equilíbrio. De acordo com a Figura 3, observa-se que, com a redução do teor de água, ocorre aumento da energia necessária para a remoção de água do produto, representada pelos valores do calor isostérico integral de dessorção (Q st ), conforme observado para diversos produtos agrícolas [6, 9, 12, 7]. Os valores de calor isostérico integral de dessorção, para os grãos de feijão na faixa de umidade de 10,10 a 21,71 (%b.s.), variaram de 3961 a 2718 kj kg -1. Estes valores estão coerentes com os encontrados por AYRANCI & DUMAN [2], que, trabalhando com feijão caupi na faixa de umidade de 4 a 16 (%b.s.), obtiveram valores de calor isostérico integral de dessorção variando de 3361 a 2472 kj kg -1, aproximadamente. As possíveis diferenças encontradas entre os valores observados de calor isostérico integral de dessorção para os diferentes produtos, podem ser justificadas, além dos fatores inerentes aos próprios produtos, segundo FERREIRA & PENA [5], por possíveis erros na obtenção dos valores de atividade de água, para cada teor de água de equilíbrio, uma vez que os valores foram obtidos a partir de modelo matemático ajustado. Apesar destas discrepâncias, ZHANG et al. [14], estudando isotermas de sorção de umidade de alguns vegetais nas temperaturas de 30 a 60 ºC, concluíram que o calor isostérico de dessorção pode ser utilizado para estimar a energia requerida no processo de desidratação de produtos agrícolas. Na Tabela 4, está apresentado o modelo matemático para os valores experimentais do calor isostérico integral de dessorção (Q st ), em kj kg -1, em função do teor de água de equilíbrio (%b.s.). Observa-se que a equação utilizada se mostrou satisfatória na descrição do fenômeno, apresentando elevada significância dos seus parâmetros e do coeficiente de determinação (R 2 ). Tabela 4 Modelo de regressão ajustado aos valores experimentais do calor isostérico integral de dessorção (Q st ), em kj kg -1, em função do teor de água de equilíbrio (%b.s.), com seus respectivos coeficiente de determinação (R 2 ) e níveis de significância. Modelo R 2 (%) Q st = 7039,35. exp (- 0,153. U e ) + 2406,6 99,02 ++ Significativo a 1% de probabilidade, pelo teste t; e ++ Significativo a 1% de probabilidade, pelo teste F. 4 - CONCLUSÕES Com base nos resultados obtidos, conclui-se que: o teor de água de equilíbrio higroscópico do feijão é diretamente proporcional à umidade relativa do ar e decresce com o aumento de temperatura, para uma mesma umidade relativa, seguindo a mesma tendência da maioria dos produtos agrícolas já estudados; baseando-se em parâmetros estatísticos, o modelo de Halsey Modificado é o que melhor representa a higroscopicidade do produto estudado, quando comparado aos modelos tradicionalmente utilizados para descrição deste fenômeno; e com a redução do teor de água, ocorre aumento da energia necessária para a remoção de água do produto, sendo que os valores do calor isostérico integral de dessorção, para os grãos de feijão na faixa de umidade de 10,10 a 21,71 (%b.s.), variam de 3961 a 2718 kj kg -1. 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] AJIBOLA, O. O.; AVIARA N. A.; AJETUMOBI, O. E. Sorption equilibrium and thermodynamic properties of cowpea (Vigna unguiculata). Journal of Food Engineering, v. 58, p. 317-324. 2003. [2] AYRANCI, E.; DUMAN, O. Moisture sorption isotherms of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) and its protein isotate at 10, 20 and 30 C. Journal of Food Engineering, v. 70, p. 83-91, 2005. [3] CHEN, C. A rapid method to determine the sorption isotherms of peanuts. Journal Agricultural Engineering Research, New York, v. 75, p. 401-408, 2000. [4] CHEN, C.; MOREY, R. V. Comparison of four EMC/ERII equacions. Transaction of the ASAE, St. Joseph, v. 32, n. 3, p. 983-990, 1989. [5] FERREIRA, C. D.; PENA, R. S. Comportamento higroscópico da farinha de pupunha (Bactris gasipaes). Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 23, n. 2, p. 251-255, 2003. [6] IGLESIAS, H.; CHIRIFE, J. Prediction of the effect of temperature on water sorption isotherms of food material. Journal of Food Technology, Oxford, v. 11, p. 109-116, 1976. [7] JAYENDRA KUMAR, A.; SINGH, R. R. B.; PATIL, G. R.; PATEL, A. A. Effect of temperature on moisture desorption isotherms of kheer. Food Science and Technology, v. 38, p. 303-310, 2005. [8] MOHAPATRA, D.; RAO, P. S. A thin layer drying model of parboiled wheat. Journal of Food Engineering. p. 513-518, 2005. 630 Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 26(3): 626-631, jul.-set. 2006

[9] MULET, A.; GARCIA-REVERTER, J.; SANJUÁN, R.; BON, J. Sorption isosteric heat determination by thermal analysis and sorption isotherms. Journal of Food Science, v. 64, n. 1, p. 64-68, 1999. [10] MULET, A.; GARCYA-PASCUAL, P.; SANJUÁN, N.; GARCÝA-REVERTER, J. Equilibrium isotherms and isosteric heats of morel (Morchella esculenta). Journal of Food Engineering, London, v. 53, p. 75-81, 2002. [11] OLIVEIRA, J. R.; CAVALCANTI MATA, M. E. R.; DUARTE, M. E. M. Isotermas de dessorção de grãos de feijão macassar verde (Vigna unguiculata (L.) Walpers), variedade sempre-verde. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v. 6, n. 1, p. 61-70, 2004. [12] TOLABA, M. P.; PELTZER, M.; ENRIQUEZ, N.; POLLIO, M.L. Grain sorption equilibria of quinoa grains. Journal of Food Engineering, v. 61, p. 365-371, 2004. [13] WANG, N.; BRENNAN, J. G. Moisture sorption isotherm characteristics of potato at four temperatures. Journal of Food Engineering, v. 14, p. 269-287, 1991. [14] ZHANG, X.; LIU, X.; GU, D.; ZHOU, W.; WANG, R.; MARINOS-KOURIS, D. Desorption isotherms of some vegetables. Journal of Science and Food Agriculture, v. 70, p. 303-306, 1996. 6 - AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à CAPES, ao CNPq e à FAPEMIG pelo apoio financeiro indispensável na execução do presente trabalho. Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 26(3): 626-631, jul.-set. 2006 631