Diffusion Coefficient Relationships during Drying of Soya Bean Cultivars

Gely, María Cristina; Giner, Sergio A.

doi:10.1016/j.biosystemseng.2006.10.015

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“…Muitos pesquisadores têm verificado que a dependência do coeficiente efetivo de difusão com a temperatura pode ser expressa por meio da representação de Arrhenius (RESIO; AGUERRE; SUAREZ, 2003; ADDO; BART-PLANGE; DZISI, 2006;SUAREZ, 2007;GINER, 2007;SANTALLA, 2007).…”

Section: Modelagem Da Operação De Hidrataçãounclassified

Análise da hidratação do arroz na parboilização

Botelho¹,

Corrêa²,

Goneli³

et al. 2010

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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O arroz é uma das principais fontes alimentares da humanidade, sendo que no Brasil, juntamente com o feijão, representa a base da alimentação da sua população. Apesar de ser grande consumidor, o Brasil não é um grande produtor, necessitando importar grande parte do arroz consumido no país, principalmente do Uruguai e da Argentina. O brasileiro tem demonstrado maior exigência no que diz respeito à qualidade deste produto, preferindo arroz tipo 1 ou tipo 2 e o parboilizado. No ano de 2007, a produção brasileira foi de aproximadamente 11 milhões de toneladas, mantendo assim a produção do ano anterior (INSTITUTO..., 2007).As operações de secagem, adsorção e hidratação do arroz estão presentes em importantes etapas da parboilização desse produto. A parboilização é essencialmente um processo hidrotérmico, no qual o arroz em casca é imerso em água potável a uma dada temperatura para realizar a gelatinização total ou parcial do amido presente nele. O processo que acontece quando o arroz atinge a temperatura de gelatinização, causa uma ruptura na estrutura cristalina dos grânulos de amido contidos no produto, começam então a intumescer e a formar soluções consideravelmente viscosas promovendo um excesso de água no grão.A parboilização causa modificações químicas e físicas no grão, produzindo mudanças favoráveis à sua utilização, tais como, descascar mais fácil, maior rendimento com menos grãos quebrados, maior resistência a insetos, textura do arroz cozido mais firme, menor lixiviação de sólidos durante o cozimento e maior retenção de nutrientes no grão (como, vitaminas e minerais) (IGATHINATHANE; CHATTOPADHYAY; PORDESIMO, 2005). Estudar a operação de hidratação do arroz parboilizável, torna-se importante para conhecer todas as etapas subsequentes ao seu processamento e a qualidade final do produto.Muitos estudos envolvendo a cinética de adsorção e absorção em diversos produtos agrícolas como trigo (MASKAN, 2001(MASKAN, , 2002 (LUCAS;RAY;MARIETTE, 2007), têm demonstrado o interesse e a sua importância. Nesses estudos, têm-se identificado a influência da temperatura na taxa e na quantidade de água difundida para o interior do produto. AbstractThe aim of this work was to study the water uptake phenomenon during soaking of husk rice (IRGA 424) under different temperatures. Grains of husk rice with initial water content of 0.1364 (d.b.) imbibed in distilled water at temperatures of 35, 45, 55, and 75 °C were used. A temperature increase resulted in an increase in the water absorption rate. The Peleg's model fitted satisfactory to the experimental data of water absorption kinetics. The effective diffusion coefficient increased with an increase in temperature ranging from 0.80 to 9.18 × 10 -11 m²/s. The dependency of the effective diffusion coefficient on temperature can be described by the Arrhenius relationship for the temperature range studied, activation energy of 33.2 kJ.mol -1 . Keywords: hydration; diffusion; Peleg; husk rice. ResumoO objetivo deste trabalho foi estudar o fenômeno de hidratação em grãos de arroz da vari...

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Section: Modelagem Da Operação De Hidrataçãounclassified

Análise da hidratação do arroz na parboilização

Botelho¹,

Corrêa²,

Goneli³

et al. 2010

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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“…Muitos pesquisadores utilizam a teoria da difusão líquida, conhecida como segunda lei de Fick, para calcular o coeficiente de difusão efetivo (Goneli et al, 2007;Campos et al, 2009;Goneli et al, 2009). Para a determinação do coeficiente de difusão efetivo são empregadas as curvas de secagem obtidas em condições controladas de produtos agrícolas (Gely & Santalla, 2007;Gely & Giner, 2007).…”

Section: Introducãounclassified

Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem

et al. 2010

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Mathematical modeling and determination of thermodynamic properties of coffee (Coffea arabica L.) during the drying processThe aim of the present work was to model the drying process and to obtain the thermodynamic parameters of coffee beans (Coffea arabica L.), cultivar Catuaí Amarelo, for three different conditions of temperature and relative humidity (35 ºC and 32.1 %; 45 ºC and 15.7 %; 55 ºC and 10.2 %). Coffee beans were hand picked with an initial moisture content of 1.25 (d.b.) and dried to a mean moisture content of 0. 13 (d.b.). Six mathematical models commonly used to represent the drying process of agricultural products were fit to the experimental data. Fick's second law was used to obtain the diffusion coefficients of coffee beans using the drying kinetics. The activation energy for the drying process of coffee beans, as well as the entropy, enthalpy and Gibbs free energy were determined. The modified Midili model best represented the drying phenomenon of coffee beans. The calculated diffusion coefficients were 2.99 x 10 -11 , 2.39 x 10 -11 and 5.98 x 10 -11 m 2 s -1 , to the temperatures of 35, 45 and 55 ºC, respectively. Enthalpy decreased with the increase in the drying air temperature, as well as the entropy. The Gibbs free energy increased with the temperature.Key words: Arrhenius, moisture diffusion, enthalpy, activation energy. Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem A secagem de produtos agrícolas é largamente utilizada no mundo para o controle e a manutenção da qualidade dos produtos agrícolas. O objetivo do presente trabalho foi modelar o processo de secagem e obter os parâmetros termodinâmicos de frutos de café (Coffea Arabica L.), cultivar Catuaí Amarelo, para três diferentes condições de temperatura e umidade relativa (35 ºC e 32,1%; 45 ºC e 15,7%; e 55 ºC e 10,2%). Foram utilizados frutos de café colhidos manualmente com teor inicial de água de 1,25 (b.s.) e submetidos à secagem até atingirem o teor médio de 0,13 (b.s). Seis modelos matemáticos usualmente utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas foram ajustados aos dados experimentais. A segunda lei de Fick foi utilizada para obter os coeficientes de difusão dos frutos de café por meio da cinética da secagem. A energia de ativação para a secagem dos frutos de café, bem como a entropia, entalpia e energia livre de Gibbs, foram obtidas. O modelo de Midili modificado foi o que melhor representou o fenômeno de secagem de frutos de café. Os valores do coeficiente de difusão obtidos foram 2,99 x 10 -11 , 2,39 x 10 -11 e 5,98 x 10 -11 m 2 s -1 para as temperaturas de 35, 45 e 55 ºC, respectivamente. A entalpia diminuiu com o aumento da temperatura do ar de secagem, bem como a entropia. A energia livre de Gibbs aumentou com o aumento da temperatura.Palavras-chave: Arrhenius, difusão de umidade, entalpia, energia de ativação.

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“…This approach is also widely used for the determination under different drying conditions of the mass transfer parameters, which are required in deep bed drying models (Abalone et al, 2006;Gely and Giner, 2007;Sacilik, 2007;Vega-Gálvez et al, 2008;Saravacos & Maroulis, 2001;Xia and Sun, 2002;Babalis and Belessiotis, 2004).…”

Section: Experimental Determinationmentioning

confidence: 99%

“…Well-founded theoretical models are required for an in-depth interpretation of mass transfer in drying of individual solid particles or thin-layer drying. However, the estimated parameters are usually affected by the model hypothesis: geometry, boundary conditions, constant or variable physical and transport properties, isothermal or non-isothermal process (Gely & Giner, 2007;Gastón et al, 2004). Gáston et al (2002) investigated the effect of geometry representation of wheat in the estimation of the effective diffusion coefficient of water from drying kinetics data.…”

Section: Moisture Diffusivity As Affected By Particle Shrinkagementioning

confidence: 99%

“…Simplified representations of grain geometry as spherical led to a 15% overestimation of effective moisture diffusivity compared to the value obtained for the more realistic ellipsoidal geometry. Gely & Giner (2007) provided comparison between the effective water diffusivity in soybean estimated from drying data using isothermal and non-isothermal models. Results obtained by these authors indicated the an isothermal model was sufficiently accurate to describe thin layer drying of soybeans.…”

Section: Moisture Diffusivity As Affected By Particle Shrinkagementioning

confidence: 99%

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