Water adsorption isotherms and thermodynamic properties of cassava bagasse

Abstract

Water adsorption isotherms and thermodynamic properties of cassava bagasse, Thermochimica Acta http://dx. HighlightsAdsorption isotherms and composition of cassava bagasse were determined> GAB equation was the best-fitted model to sorption data of type II isotherm> Isosteric heat of sorption was calculated in a range of equilibrium moisture content> Differential enthalpy and entropy confirmed the isokinetic compensation theory> Water adsorption by cassava bagasse is considered an enthalpy driven process> AbstractLosses of food industry are generally wet products that must be dried to posterior use and storage. In order to optimize drying processes, the study of isotherms and thermodynamic properties become essential to understand the water sorption mechanisms of cassava bagasse.For this, cassava bagasse was chemically analyzed and had its adsorption isotherms determined in the range of 293.15 to 353.15 K through the static gravimetric method. The models of GAB, 2 Halsey, Henderson, Oswin and Peleg were fitted, and best adjustments were found for GAB model with R²>0.998 and no pattern distribution of residual plots. Isosteric heat of adsorption and thermodynamic parameters could be determined as a function of moisture content.Compensation theory was confirmed, with linear relationship between enthalpy and entropy and higher values of isokinetic temperature (TB=395.62 K) than harmonic temperature. Water adsorption was considered driven by enthalpy, clarifying the mechanisms of water vapor sorption in cassava bagasse.

Statistical Criteria for Modelling of Water Desorption Isotherms of Sugars. Estimation of Sucrose Hygroscopic Properties from Glucose and Fructose Data

“…Linear relationships were found between model parameters and temperature (Table 3). These outcomes are consistent with those previously reported for different foodstuffs [25,26,27].…”

Isotherms and isosteric heat of sorption of two varieties of Peruvian quinoa

“…In Table 1 (Eqs. 2, 3 and 4) the constants Xo, Co and Ko are the parameters of the entropic character and ∆H, Ho, Hm and HL (kJ/kg) are the heats of sorption of water in Xe, in the monolayer, in the multilayer, and in pure water, respectively (Martín-Santos et al, 2012;Moreira et al, 2008;Polachini et al, 2016;Rosa et al, 2013;Villa-Vélez et al, 2015). In the Peleg model, K1, K2, n1 and n2 are constants and have the restrictions that n1<1 and n2 >1.…”

“…Sorption isotherms can be determined experimentally and can be adjusted to facilitate mathematical models that determine storage conditions and types of packaging. Various studies have been conducted to determine the sorption isotherms of dried foods and to adjust data to mathematical models (de Oliveira et al, 2014;Polachini et al, 2016;Rosa et al, 2015;Villa-Vélez et al, 2015). Every aspect of the sorption or desorption of water involves energy.…”

Propiedades Termodinámicas e Isotermas de Sorción de Sales con Interés Alimentario

“…El valor de qst se asocia con la estabilidad, puesto que a menor qst se facilitan los procesos de adsorción-desorción, es decir, las alteraciones del contenido de humedad del producto (Sormoli y Langrish, 2015;Vega-Gálvez et al, 2008). En este caso entonces, NaCl y KCl pierden estabilidad y en el caso del MgCl2, C3H5KO3 y CaCl2 la ganan, al aumentar Xw en el rango de trabajo, debido a que en los mayores valores de qst se encuentra el agua Aw fuertemente enlazada a la estructura de las sales y por tanto requiere mayor energía para retirarla, mientras que en menores valores se puede incrementar la adsorción de moléculas de agua en multicapa (Polachini et al 2016). Sin embargo se debe denotar que los cambios de qst para NaCl, son muy bajos con respecto a los de las otras sales, lo que indica que esta sal es la más estable ante los cambios de Xw en comparación a las demás sales en estudio (Sormoli y Langrish, 2015;Vega-Gálvez et al, 2008).…”

“…lado, en las sales MgCl2, C3H5KO3 y CaCl2, la tendencia a aumentar qst en función de Xw, se debe a que los sitios de adsorción primarios se saturan a bajas Xw, con lo que las subsiguientes adsorciones de moléculas de vapor de agua requieren mayor energía, debido a que deben adsorberse en zonas menos accesibles(Labastidas y Martínez, 2006;Rubiano et al, 2015). Por su parte el CaCl2 es el único que presenta valores mayores de qst en función de Xw en comparación al NaCl, indicando una mayor estabilidad a la sorción del agua en la monocapa, la cual se incrementa por la formación de multicapas(Polachini et al 2016). Mientras que el MgCl2 y el C3H5KO3, tienen valores de qst menores a bajas Xw, pero tienden a acercarse a medida que aumenta el Xw.Entropías de sorción en función de la temperaturaEn la figura 5 se presenta ΔS de sorción en función de la Xw, en cada una de las sales para las 5 temperaturas de trabajo.…”