Modelagem das cinéticas de secagem das amêndoas de babaçu

Abstract

RESUMO O babaçu possui uma importância socioeconômica que gira em torno, principalmente, de sua extração e comercialização. As amêndoas são a principal parte do fruto, rica em óleos, fibras e proteínas e, serve como base para uma vasta área de produtos industriais e artesanais. Para sua maior durabilidade de armazenamento, o processo de secagem é uma ótima alternativa para preservar suas qualidades nutricionais e físicas. Nessa perspectiva, o presente estudo teve o objetivo de ajustar diferentes modelos matemáticos e empíricos aos valores obtidos experimentalmente de secagem das amêndoas do babaçu e analisar quais modelos melhor se ajustam ao processo. A cinética de secagem das amêndoas foi realizada por convecção em uma estufa com circulação de ar a 2,5 m/s a temperaturas de 40, 50 e 60°C. Os dados obtidos experimentalmente foram ajustados aos modelos empíricos de Weibull, Peleg, Henderson Pabis, Logarítmico, Wang Sing, Page, Midilli, Exponencial de Dois Termos e Aproximação por Difusão, que foram avaliados mediante o coeficiente de determinação (R2 ) e o erro médio quadrático (MSE) através do software MatLab, utilizando análises de regressão não-linear, pelas funções nlinfit com o algoritmo de Gauss-Newton e a nlparci com ajuste de α = 95%. Os modelos de Page, Peleg e Exponencial de Dois Termos apresentaram os maiores valores de R2 e valores inferiores de MSE dentre os demais modelos testados. O modelo de Page foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, mostrando maior confiabilidade em representar o processo de secagem da amêndoa do babaçu. Para cálculo do coeficiente difusivo obteve-se o valor de uma magnitude de ×10-2 para placa infinita e ×10-10 para as demais geometrias; e energia de ativação utilizou-se a equação de Arrhenius e obteve-se Ea = 19.593 J/mol e D0 = 1.102×10-10.__ABSTRACT Babassu has a socioeconomic importance that revolves mainly around its extraction and commercialization. The almonds are the main part of the fruit, rich in oils, fibers and proteins, and serves as the basis for a wide area of industrial and handicraft products. For its greater storage durability, the drying process is an excellent alternative to preserve its nutritional and physical qualities. In this perspective, the present study aimed to adjust different mathematical and empirical models to experimentally obtained values of babassu kernel drying and analyze which models best fit the process. The almond drying kinetics was performed by convection in an oven with air circulation at 2,5 m/s at temperatures of 40, 50 and 60°C. The experimental data were fitted to empirical models of Weibull, Peleg, Henderson-Pabis, Logarithmic, Wang Sing, Page, Midilli, Two-Term Exponential and Diffusion Approximation, which were evaluated by means of the coefficient of determination (R2 ) and the mean squared error (MSE) through the MatLab software, using non-linear regression analysis by the nlinfit functions with the Gauss-Newton algorithm and the nlparci with adjustment of α = 95%. The Page, Peleg, and Two-Term Exponential models had the highest R2 values and lowest MSE values among the other models tested. Page's model was the best fit to the experimental data, showing greater reliability in representing the drying process of babassu kernel. To calculate the diffusive coefficient we obtained the value of a magnitude of ×10-2 for infinite plate and ×10-10 for the other geometries; and activation energy we used the Arrhenius equation and obtained Ea = 19.593 J/mol and D0 = 1.102×10-10