Modelagem e propriedades termodinâmicas da secagem do epicarpo, mesocarpo e endocarpo do tucumã (Astrocaryum aculeatum) Translated title: Modelling and thermodynamic properties of the drying of epicarp, mesocarp and endocarp of tucumã (Astrocaryum aculeatum)

Abstract

Resumo O tucumã é um fruto amazônico, possui alto poder nutricional e é utilizado em diversos segmentos econômicos. Portanto, estudos para a redução de umidade devem ser realizados para o aumento do tempo de prateleira deste fruto. Este trabalho tem como objetivo realizar o estudo de secagem do epicarpo (casca), mesocarpo (polpa) e endocarpo (amêndoa) do tucumã nas temperaturas de 60 ºC, 70 ºC e 80 ºC. Foi observado que o aumento da temperatura reduziu o tempo de queda da razão de umidade do epicarpo, mesocarpo e endocarpo. Modelos matemáticos foram utilizados para estimar dados experimentais e foram calculadas propriedades termodinâmicas do processo. Baseado no maior R2 e o menor SE e DQM, o modelo Logístico apresentou melhor ajuste para cinética de secagem dentre os avaliados, estimando energia de ativação de 39,50 kJ mol-1, 46,62 kJ mol-1 e 17,76 kJ mol-1 para o epicarpo, mesocarpo e endocarpo, respectivamente. Os resultados das propriedades termodinâmicas mostraram que a entalpia (ΔH) caracteriza a secagem como um processo endotérmico. A entropia (ΔS) diminui com o aumento da temperatura. Os valores da energia de Gibbs são positivos, ou seja, o processo é não espontâneo e necessita de energia externa para difusividade da água no ar.

Translated abstract

Abstract Tucumã is an Amazonian fruit, has high nutritional value and is used in many economic segments. Therefore, studies to reduce the moisture of this products should be carried out to increase the shelf life of this fruit. This work aimed to study the drying of epicarp (shell), mesocarp (pulp) and endocarp (almond) of tucumã at 60, 70 and 80ºC. It was observed that the increase in temperature has accelerated the reduction of moisture ratio in the epicarp, mesocarp and endocarp. Mathematical models were used to estimate experimental data as well as thermodynamic properties were calculated. Based on the highest R2 and the lowest Standard Error (SE) and Mean Square Deviation (MSD), the Logistic model showed the best fit for drying kinetics among models evaluated. The activation energy results were 39.50 kJ.mol-1, 46.62 kJ.mol-1 and 17.76 kJ.mol-1 for the epicarp, mesocarp and endocarp, respectively. The results of thermodynamic properties showed that enthalpy (ΔH) could characterize drying as an endothermic process. Entropy (ΔS) decreased with increasing temperature. The Gibbs energy values were positive, i.e., the process is characterized as non-spontaneous and need external energy in order to diffuse water molecules into the air.