Estudo da secagem e das propriedades termodinâmicas da polpa de coco (Cocos nucifera L.)

Abstract

RESUMO O Cocos nucifera (L.) ou coco verde, pertencente à família Palmae, é uma palmeira originária do Sudeste asiático, introduzida no Brasil em 1553. O aumento da produção e do consumo 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 do albúmen do coco verde in natura, através do modelo de difusão, considerando a geometria de um placa plana infinita, 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 ajustados utilizando o modelo difusivo (Segunda Lei de Fick). 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 Chung-Pfost. O ajuste dos dados experimentais foi avaliado através do coeficiente de determinação (R2 ) e do erro quadrado médio (MSE). Através da modelagem da secagem por regressão não linear foi possível obter os valores dos coeficientes de difusão efetiva para cada temperatura. O aumento da temperatura favoreceu o processo de transferência de massa, e assim, a temperatura de 60 °C se mostrou a mais adequada à secagem. Os modelos de GAB e Halsey apresentaram o melhor ajuste aos dados experimentais das isotermas, sendo o modelo de Halsey escolhido, por ter apresentando R 2 > 0,98 e MSE < 0,032, além de se mostrar mais apropriado para produtos agrícolas, 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 albúmen do coco verde. Os pontos mais homogêneos, em termos de energia, foram encontrados na faixa de teor de umidade de 1,157 a 1,633 kg água/kg produto seco b.s., com valor máximo de entalpia igual a 338,92 kJ/mol.___ABSTRACT Cocos nucifera (L.) or green coco, which belongs to the Palmae family, is a palm tree, originally from Southeast Asia, which was introduced to Brazil in 1553. The increase in production and consumption 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 work aimed to study the drying process of the albumen of the green coconut in natura, through the diffusion model, considering the geometry of an infinite flat plate, and also to build and model the desorption isotherm through the static gravimetric method to determine sorption enthalpy for temperatures of 30, 45 and 60 °C. Drying was performed in a convective oven and data were fitted using the diffusive model (Fick's Second Law). For the isotherms were used the theoretical mathematical models of GAB, BET and Langmuir, and the empirical models of Oswin, Henderson, Halsey, Iglesias and Chirife, Caurie and Chung-Pfost. The adjustment of the experimental data was evaluated by the coefficient of determination (R2 ) and the mean square error (MSE). By modeling nonlinear regression drying, it was possible to obtain the values of the effective diffusion coefficients for each temperature. The temperature increase favored the mass transfer process, and thus the temperature of 60 °C was the most adequate for drying. The GAB and Halsey models presented the best fit to the experimental data of the isotherms, and the Halsey model was chosen, because it presented R 2 > 0.98 and MSE < 0.032, besides being more appropriate for agricultural products, and, thus, served as a reference to provide the parameters for the determination of water sorption enthalpy. The Clausius Clapeyron equation was applied to a constant moisture content to determine the sorption enthalpy of the green coconut albumen. The most homogeneous points, in terms of energy, were found in the moisture content range of 1.157 to 1.633 kg water/kg dry product b.s., with maximum enthalpy value equal to 338.92 kJ/mol.