Study of the enthalpy-entropy mechanism from water sorption of orange seeds (C. sinensis cv. Brazilian) for the use of agro-industrial residues as a possible source of vegetable oil production

Abstract

As sementes de laranja são resíduos promissores da agroindústria com um alto potencial de aplicação na produção de óleo vegetal. A relação entre o conteúdo de umidade de equilíbrio e a atividade de água fornece informações úteis para seu processamento e armazenamento. O objetivo deste trabalho foi determinar o mecanismo entalpia-entropia de sorção da água de sementes de laranja (C. sinensis cv. Brasileiros) em função do teor de umidade. Para isso, isotermas de dessorção das sementes de laranja foram determinados em cinco níveis de temperaturas (30, 40, 50, 60 e 70 ºC) em um intervalo de umidade de equilíbrio (0.005-0.057 kg kg-1 d.b.) e atividade de água de 0,02-0,756. Modelos teóricos e empíricos foram usados para a modelagem das isotermas de dessorção. A solução analítica da equação de Clausius-Clapeyron foi proposta para calcular o calor isostérico de sorção, a entropia diferencial e a energia livre de Gibbs através do modelo de Oswin quando o efeito da temperatura sobre o equilíbrio higroscópico foi considerado.

Orange seeds are a promising agroindustry-waste which can be implemented in the extraction and production of vegetable oil. The relationship between moisture content and water activity provides useful information for the processing and storage of this waste item. The aim of this study was to determine the mechanism of water sorption enthalpy-entropy of orange seeds (C. sinensis cv. Brazilians) according to the moisture content. Therefore, desorption isotherms were determined at five different temperature (30, 40, 50, 60, and 70 ºC) under a wide range of moisture content (0.005-0.057 kg kg-1 d.b.) and water activity (0.02-0.756). Theoretical and empirical models were used for modeling the desorption isotherms. An analytical solution of the Clausius-Clapeyron equation was proposed to compute the isosteric heat of sorption, the differential entropy, and Gibbs free energy using the Oswin model when the effect of temperature on the hygroscopic equilibrium was considered.