Propriedades termodinâmicas de adsorção de água e cinética de secagem de subprodutos da industrialização de abacaxi (Ananás comosus L.): casca e cilindro central

Abstract

O Brasil tem se mantido nos últimos anos entre os países de maior produção de abacaxi. Em 2009 o país foi o sexto maior produtor deste fruto. Entretanto, devido à alta perecibilidade e às condições de manuseio, altos índices de perdas são verificados durante toda a cadeia de produção, transporte, comercialização e industrialização. Por estas razões, este trabalho teve como objetivo obter as propriedades termodinâmicas de adsorção e a cinética de secagem da casca e cilindro central de abacaxi, fornecendo informações úteis para o aproveitamento desses resíduos. Isotermas de adsorção da casca e do cilindro central de abacaxi foram determinadas pelo método estático gravimétrico nas temperaturas de 40, 50, 60 e 70 °C. Os dados experimentais das isotermas foram ajustados com os modelos de GAB, Henderson, Ferro-Fontan, Peleg, Oswin e Halsey. O modelo de GAB foi o modelo que melhor representou as isotermas de adsorção da casca e cilindro central de abacaxi. Propriedades termodinâmicas de adsorção foram determinadas pela aplicação da equação de Clausius-Clapeyron. Os valores da entalpia de adsorção decresceram com a elevação do teor de umidade. O processo de adsorção da casca de abacaxi apresentou duas zonas de compensação entalpia-entropia, uma entrópica e outra entálpica e o processo de adsorção do cilindro central apenas uma zona entálpica. Os experimentos de secagem da casca e do cilindro foram realizados em um secador convectivo de circulação de ar. Três velocidades de ar (1, 2 e 3 m/s) e quatro temperaturas (40, 50, 60 e 70 °C) foram utilizadas. Aos dados experimentais de secagem foram ajustados o modelo de Fick e os modelos empíricos de Lewis, Page e Henderson-Pabis. O modelo de Fick ajustou-se com qualidade aos dados experimentais...

Brazil has maintained in recent years among the countries with the largest pineapple production. In 2009, the country was the sixth largest producer of this fruit. However, due to the high perishability and handling conditions, high percentages of losses are observed throughout the whole production chain. For these reasons the aims of this work were to obtain the adsorption thermodynamic properties and the drying kinetics of the pineapple shell and central cylinder as these information that are useful for the utilization of this waste. The pineapple shell and central cylinder adsorption isotherms were determined by the static gravimetric method under 40, 50, 60 and 70 °C. Six sorption isotherm equations – GAB, Henderson, Ferro-Fontan, Peleg, Oswin and Halsey – were tested to fit adsorption isotherm data. The model that best represented the adsorption isotherms of the pineapple shell and central cylinder was the GAB model. Adsorption thermodynamic properties were determined by applying the Clausius-Clapeyron equation. The adsorption enthalpy values decreased as the moisture content increases. The pineapple shell adsorption process presented two compensation enthalpy-entropy zones, one driven by entropy and other controlled by enthalpy while the adsorption process of pineapple central cylinder presented only one zone driven by the enthalpy. The drying experiments pineapple shell and central cylinder were carried out in a convective dryer of air circulation. Three air velocities (1, 2 and 3 m/s) and four temperatures (40, 50, 60 and 70 °C) were used. Experimental data of drying kinetics were fitted with the Fick model and three empirical models such as Lewis, Page and Henderson-Pabis. The Fick model suited with quality to the experimental data with determination coefficients higher than... (Complete abstract click electronic access below)