Estudos de cinética de secagem e isotermas de dessorção de polpa de coco verde (cocos nucifera l) em sistema espumante

Abstract

RESUMO O aumento da produção e do consumo de coco verde nos últimos anos vem acompanhado pelo crescimento de resíduos sólidos gerados a partir da sua extração. Devido a necessidade de propor alternativas para o aproveitamento destes resíduos, este trabalho teve por objetivo estudar o processo de secagem da polpa do coco verde in natura em sistema espumante, em diferentes temperaturas e concentrações de polpa, empregando modelos teóricos e empíricos de camada fina, e também construir e modelar a isoterma de dessorção através do método gravimétrico estático para determinar entalpia de sorção para as temperaturas de 30, 45 e 60 °C. A secagem foi realizada em uma estufa convectiva e os dados foram coletados e analisados utilizado os modelos empíricos de camada fina: Weibull, Peleg, Henderson-Pabis, Logarítmica, Wang e Sing, Lewis, Page, Midilli, Dois Termos e Aproximação por Difusão. Para as isotermas foram utilizados os modelos matemáticos teóricos de GAB, BET e Langmuir, e os empíricos de Oswin, Henderson, Halsey, Iglesias e Chirife, Caurie e ChungPfost. Através da modelagem da secagem foi possível obter os valores dos coeficientes dos modelos para cada temperatura. Constatou-se que a proporção de 20% (m/m) apresentou melhores resultados de retirada de água livre do material e o modelo de Midilli, evidenciou, em geral, o melhor ajuste, descrevendo com maior precisão os dados experimentais da cinética de secagem nos três níveis de temperatura e quantidade de polpa, apresentando um maior coeficiente de determinação (0,998) e menor erro médio relativo (0,004%).Os modelos de GAB e Oswin apresentaram o melhor ajuste aos dados experimentais das isotermas, sendo o modelo de Oswin escolhido, por ter apresentando R 2 > 0,978 e MSE < 0,0014, e dessa forma, serviu de referência para fornecer os parâmetros para a determinação da entalpia de sorção da água. Aplicou-se a equação de Clausius-Clapeyron a um teor de umidade constante para determinar a entalpia de sorção do sistema espumante. Os pontos mais homogêneos, em termos de energia, foram encontrados na faixa de teor de umidade de 1,550 a 3,333 kg/kg b.s., com valor máximo de entalpia igual a 35612,419 kJ/mol.__ABSTRACT The increase in production and consumption of green coconut in recent years has been accompanied by the growth of solid waste generated from its extraction. Due to the need to propose alternatives for the use of these residues, this study aimed to study the drying process of fresh green coconut pulp in a sparkling system, at different temperatures and concentrations of pulp, employing theoretical and empirical thin-layer models, and also to build and model the desorption isotherm using the static gravimetric method to determine sorption enthalpy for temperatures of 30, 45 and 60 ° C. The drying was carried out in a convective oven and data were collected and analyzed using the thin layer empirical models: Weibull, Peleg, Henderson Pabis, Logarithmic, Wang and Sing, Lewis, Page, Midilli, Two Terms and Diffusion Approximation. The theoretical mathematical models of GAB, BET and Langmuir were used for the isotherms, and the empirical models of Oswin, Henderson, Halsey, Iglesias and Chirife, Caurie and ChungPfost. Through the drying modeling it was possible to obtain the values of the coefficients of the models for each temperature. It appears that the proportion of 20% (m / m) showed better results in removing free water from the material and the Midilli model showed, in general, the best fit, describing with greater precision the experimental data of drying kinetics in the three levels of temperature and amount of pulp, presenting a higher coefficient of determination (0.998) and a lower mean error relative (0.004%). The GAB and Oswin models presented the best fit to the experimental data of the isotherms, the Oswin model being chosen, having R 2> 0.978 and MSE <0.0014, and thus, served as a reference to provide the parameters for the determination enthalpy of water sorption. The Clausius-Clapeyron equation was applied at a constant moisture content to determine the enthalpy of sorption in the foaming system. The most homogeneous points, in terms of energy, were found in the moisture content range of 1.550 to 3.333 kg / kg b.s., with a maximum enthalpy value equal to 35612.419 kJ / mol.