Artigo
Moisture desorption isotherms of cucumber seeds: modeling and thermodynamic properties
Autor
Corrêa, Paulo Cesar
Reis, Maycon Fagundes Teixeira
Oliveira, Gabriel Henrique Horta de
Oliveira, Ana Paula Lelis Rodrigues de
Botelho, Fernando Mendes
Institución
Resumen
Hygroscopic equilibrium curves or sorption isotherms are important in order to define dehydration limits of the product, estimate moisture content alterations under environment conditions and to acquire moisture content values for safe storage. This work aimed to determine desorption isotherms of cucumber seeds stored at different temperature (10, 20, 30, 40 and 50 ºC) and relative humidity (0.11 to 0.96) and the thermodynamic properties of this process. Mathematical models were fitted to experimental data in order to represent the agricultural products hygroscopicity. Net isosteric heat of desorption was performed based on the Clausius-Clapeyron thermodynamic relation and Gibbs free energy through the Van't Hoff equation. Based on statistical parameters, Modified Henderson model was the one that best represented hygroscopicity of cucumber seeds. Equilibrium moisture content of cucumber seeds decreased with temperature increment at a constant value of relative humidity. Differential enthalpy values, representing the energy required to remove moisture from the cucumber seeds, ranged from 2923 to 2469 kJ. kg-1. Values of differential entropy and Gibbs free energy decreased with moisture content increase. Enthalpy-entropy compensation theory is valid for the sorption of cucumber seeds, in which the water sorption mechanism in cucumber seeds can be considered to be enthalpy controlled. Isotermas de sorção são importantes para definir os limites de desidratação do produto, estimar o teor de água e seu valor para o armazenamento seguro. Objetivou-se determinar as isotermas de dessorção de sementes de pepino armazenadas em diferentes temperaturas (10, 20, 30, 40 e 50 ºC) e umidade relativa (0,11-0,96) do ar e determinar as propriedades termodinâmicas deste processo. Modelos matemáticos foram ajustados aos dados experimentais para representar a higroscopicidade. O calor isostérico de dessorção foi calculado baseado na relação termodinâmica de Clausius-Clapeyron e a energia livre de Gibbs por meio da equação de Van't Hoff. Henderson modificado foi o modelo que melhor representou a higroscopicidade das sementes de pepino. O teor de água de equilíbrio das sementes de pepino diminuiu com o aumento da temperatura em um valor constante de umidade relativa. Os valores de entalpia diferencial, que representam a energia requerida para remover umidade das sementes, variaram de 2923 a 2469 kJ. kg-1. Entropia diferencial e energia livre de Gibbs decresceram com o aumento do teor de água. A teoria da compensação de entalpia-entropia é válida para a sorção de sementes de pepino, em que a sorção de água nas sementes de pepino é controlada pela entalpia.