Cinética de secagem do feijão azuki: modelagem matemática e propriedades termodinâmicas

• Almeida, Raphael Lucas Jacinto ^[1] ; Santos, Newton Carlos ^[2] ; Pereira, Tamires dos Santos ^[2] ; Queiroga, Anna Paula Rocha de ^[3] ; Silva, Virgínia Mirtes de Alcântara ^[2] ; Ribeiro, Victor Herbert de Alcântara ^[2] ; Araújo, Rafaela Duarte Almeida ^[2] ; Cabral, Maysa Bernardino ^[2] ; Silva, Lucas Rodolfo Inácio da ^[4] ; Borges, Elder Miguel Esperidião Silva ^[3]
  1. [1] Universidade Federal do Rio Grande do Norte

     Universidade Federal do Rio Grande do Norte

     Brasil

     
  2. [2] Universidade Federal de Campina Grande

     Universidade Federal de Campina Grande

     Brasil

     
  3. [3] Universidade Federal da Paraíba

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     Brasil

     
  4. [4] Universidade Federal de Santa Catarina

     Universidade Federal de Santa Catarina

     Brasil

     

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• Localización: Research, Society and Development, ISSN-e 2525-3409, Vol. 9, Nº. 3, 2020
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Cinética de secado de frijol azuki: modelado matemático y propiedades termodinâmicas
  • Azuki bean drying kinetics: mathematical modeling and thermodynamic properties
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    El presente trabajo tiene como objetivo realizar la cinética de secado de los frijoles adzuki a diferentes temperaturas de aire de secado, ajustar los modelos matemáticos a los datos experimentales y determinar sus propiedades termodinámicas. La cinética de secado se realizó a 40, 50, 60, 70 y 80 °C a una velocidad del aire de 1,5 m/s. Los modelos matemáticos de Parry, Page y Handerson y Pabis se ajustaron a los datos experimentales; Se calculó la difusividad efectiva, la energía de activación y las propiedades termodinámicas: entalpía, la entropía y la energía libre de Gibbs. El modelo de Page se ajustó mejor a los datos cinéticos de secado experimental de los frijoles adzuki, ya que presentó valores altos para el coeficiente de determinación y los valores más bajos para la desviación cuadrática media; la difusividad aumentó con el aumento de la temperatura de secado y el proceso presentó una energía de activación de 27,69 kJ/mol; A partir de las propiedades termodinámicas, fue posible concluir que se vieron afectados por el aumento de la temperatura de secado, con reducciones de entalpía y entropía y aumento de la energía libre de Gibbs que indica un proceso endergónico no espontáneo.

  • English

    The present work aims to perform the drying kinetics of adzuki beans under different drying air temperatures, to adjust mathematical models to experimental data and to determine their thermodynamic properties. Drying kinetics were performed at 40, 50, 60, 70 and 80 °C at 1.5 m/s air velocity. Parry, Page and Handerson and Pabis mathematical models were adjusted to the experimental data; The effective diffusivity, activation energy and thermodynamic properties were calculated: enthalpy, entropy and Gibbs free energy. The Page model was the best fit to the experimental drying kinetic data of adzuki beans, as it presented high values for the coefficient of determination and the lowest values for the mean square deviation; diffusivity increased with increasing drying temperature and the process presented an activation energy of 27.69 kJ/mol; From the thermodynamic properties it was possible to conclude that they were affected by the increase of the drying temperature, with reductions of enthalpy and entropy and increase of Gibbs free energy indicating a non spontaneous endergonic process.

  • português

    O presente trabalho tem por objetivo realizar a cinética de secagem do feijão azuki, em diferentes temperaturas de ar de secagem, ajustar modelos matemáticos aos dados experimentais e determinar as suas propriedades termodinâmicas.  A cinética de secagem foi realizada nas temperaturas de 40, 50, 60, 70 e 80 °C na velocidade de ar de 1,5 m/s. Os modelos matemáticos de Parry, Page e Handerson e Pabis foram ajustados aos dados experimentais; Foram calculadas a difusividade efetiva, energia de ativação e as propriedades termodinâmicas: entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. O modelo de Page foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais da cinética de secagem do feijão azuki, pois apresentou elevados valores para o coeficiente de determinação e os menores valores para o desvio quadrático médio; a difusividade aumentou com aumento da temperatura de secagem e o processo apresentou uma energia de ativação de 27,69 kJ/mol;  a partir das propriedades termodinâmicas foi possível concluir que, as mesmas foram afetadas pelo aumento da temperatura de secagem, com reduções de entalpia e entropia e aumento da energia livre de Gibbs indicando um processo endergônico não espontâneo.