AVALIAÇÃO DA CINÉTICA DE SECAGEM DO MANGOSTÃO POR MEIO DE MODELOS MATEMÁTICOS

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Soeiro, W.F. (UFPA) ; Rodrigues, E.V.F. (UFPA) ; Gonçalves, L.R. (UFPA) ; da Costa, D.K.R. (UFPA) ; Santana, E.B. (UFPA) ; de Souza, F.P. (UFPA)

Resumo

Este trabalho tem o objetivo de analisar a cinética de secagem do mangostão realizada em diferentes temperaturas de ar e também para a avaliação de diferentes modelos matemáticos aplicados neste processo. Pequenas fatias da semente de mangostão com teores de umidade inicial de 1,859 e 1,751 (base seca) foram submetidas a processos de secagem em estufas nas temperaturas de ar de 70°C e 75°C. os modelos matemáticos avaliados foram: “Page modificado”, “Midilli et al” e “Henderson e Pabis”. Foi visto que o modelo “Midilli et al” foi o que descreveu melhor a cinética de secagem do mangostão. Isto indica que este modelo pode ser utilizado para a simulação de secagem dessa matéria. Os critérios para esta escolha foram: o coeficiente de avaliação ajustado e erro médio relativo.

Palavras chaves

Mangostão; Modelos matemáticos ; Cinética de Secagem

Introdução

Pertencente à família Guttiferae e de designação latina Garcinia mangostana L, o mangostão é bastante conhecido nos países de origem asiática, mas só recentemente tem sido exportado para outros continentes como sendo uma fruta tropical bastante apreciada e estimada (REBELO, P. 2008). Em países onde há o uso tradicional do mangostão, a grande aplicação (em tratamentos para ploblemas de pele, diarréia, agente analgésico, anti- inflamatório, antimicrobial e auxílio gastrointestinal) chamou a atenção e o interesse de investigadores científicos. Devido a isso, propiciou-se o início de diversos estudos onde várias universidades aventuraram-se a experimentar o fruto e suas xantonas (C13H8O2) com o intuito de desvendar os inúmeros benefícios do fruto, bem como os medicinais (Sumo Natural Mangostão – A história do mangostão). A secagem de um material sólido qualquer, envolve simultaneamente a transferência de massa e calor (Mwithiga; Olwal, 2005; Corrêa et al. 2006) eo seu comportamento é caracterizado através da análise das mudanças de umidade em função do tempo. O processo de secagem permite a determinação e análise da cinética de secagem, a qual aponta o comportamento do material sólido seco. A cinética de secagem é representada pelas curvas de secagem e de taxa de secagem. A curva de secagem de um sólido úmido mediante um fluxo de ar a uma determinada temperatura possui um comportamento contínuo (Foust et al 1980).Os modelos matemáticos são considerados instrumentos de grande utilidade na estimativa do tempo necessário para redução do teor de água do produto, sob diferentes condições de secagem e contribuindo na melhoria da eficiência do processo (Andrade et al., 2003).

Material e métodos

O procedimento inicia-se com a colheita do material, logo após o mesmo foi picado a fim de aumentar a superfície de contato. A análise foi feita em triplicata, para isso, foram separadas as massas de mangostão em três placas de vidro e inseridas na estufa a 70°C por intervalos de tempo iniciais de cinco minutos. Os intervalos de tempo foram aumentados para dez e em seguida para vinte minutos, realizando sempre a pesagem do material na balança até o ponto em que a massa permaneça constante, indicando que a taxa de umidade do material alcançou a o equilíbrio. O processo foi repetido para a temperatura de 75°C. A amostra correspondente ao da temperatura de 70°C iniciou com um teor de umidade em base seca igual a 1,859, enquanto que na outra iniciou com 1,751. Os dados obtidos foram ajustados aos modelos matemáticos de “Midilli et al.”, “Page modificado” e” Henderson e Pabis”. Com isso, obtêm-se o formato do gráfico da curva da cinética de secagem e como ela irá se comportar durante todo o procedimento realizado na secagem do mangostão.

Resultado e discussão

Por meio da utilização do software Statistica 7.0® os dados experimentais foram ajustados aos três modelos matemáticos. Foram encontrados os valores dos parâmetros para cada equação, tais como o coeficiente de determinação ajustado e o erro médio relativo (EMR) que foram essenciais para a escolha do melhor modelo. Portanto, conforme os valores obtidos para os coeficientes de determinação (R2) e os erros médios relativos, a equação de Midilli descreveu de modo satisfatório o processo de secagem da amêndoa de mangostão para as temperaturas trabalhadas,obtendo-se um valor de coeficiente de determinação ajustado de 0,99991 para a temperatura de 70°C e 0,99815 para a de 75°C,enquanto que o EMR para as temperaturas de 70°C e 75°C foram de 0,03284 e 0,11879,respectivamente.Nas figuras 1 e 2 encontram-se, respectivamente, a curva da razão de umidade em função do tempo, assim como todos os gráficos de dispersão de resíduos e os gráficos da distribuição normal de resíduos em ambas as temperaturas trabalhadas para o modelo matemático mencionado. As figuras mostram uma dispersão aleatória dos resíduos, indicando que não houve vício na coleta dos dados experimentais.

Conclusões

A secagem está entre as operações mais usuais na indústria química. Em uma boa parte das situações é o último processamento do produto antes de sua classificação e embalagem (C.R.F. Pacheco, Curso De Especialização em Celulose). Com isso, pode-se afirmar com base nos gráficos, a confiabilidade do processo em questão. O modelo de Midilli et al. adequou-se aos dados experimentais de secagem para as duas temperaturas estudadas.

Agradecimentos

Referências

ANDRADE, E.T.; BORÉM, F.M.; HARDOIM, P.R. Cinética de secagem do café, cereja, boia e cereja desmucilado, em quatro diferentes tipos de terreiros. Revista Brasileira de Armazenamento – Especial Café, Viçosa, v.1, n.7, p.37-43, 2003.
C.R.F. Pacheco , Curso De Especialização em Celulose, Conceitos Basicos de Secagem.
CORRÊA, P. C.; MACHADO, P. F.; DE ANDRADE, E. D. Cinética de secagem e qualidade de grãos de milho-pipoca. v.1, n.1, Viçosa, jan./fev. 2001.
FOUST, A. S., WENZEL, L. A.; CLUMP, C. W. Principles of Unit Operations, 2nd Ed., John Wiley & Sons Inc., 1980.
MWITHIGA, G.; OLWAL, J. O. The drying kinetics of kale (brassica oleracea) in a convective hot air dryer. Journal of Food Engineering, v.71, p.373-378, 2005.
REBELO, Paulo. Mangostão – Introdução. Disponível em:
<http://www.mangostao.pt/introducao.html>. Acesso em 25 abr. 2016.
Sumo Natural Mangostão – A história do mangostão. Disponível em:
<http://www.sumonaturalmangostao.com/part3.php?a=1>; Acesso em 25 abril. 2016.