Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia CONTECC’ 2015

Centro de Eventos do Ceará - Fortaleza - CE 15 a 18 de setembro de 2015

CINÉTICA DE SECAGEM DAS SEMENTES DE PITAIA VERMELHA

KAROLINE THAYS ANDRADE ARAÚJO

1*, FRANCISLAINE SUÉLIA DOS SANTOS

2,

ROSSANA MARIA FEITOSA DE FIGUEIRÊDO3, ALEXANDRE JOSÉ DE MELO QUEIROZ

3

1 Graduanda em Engenharia Agrícola, UFCG, Campina Grande-PB. Fone: (83) 98122-2133,

karoline_thays@hotmail.com 2 Graduanda em Engenharia Agrícola, UFCG, Campina Grande-PB. Fone: (83) 98730-4872,

suelia_santos@hotmail.com 3 Dr. Professor Engenharia Agrícola, UFCG, Campina Grande–PB. Fone: (83) 2101-1547,

rossana@deag.ufcg.edu.br, alex@deag.ufcg.edu.br

Apresentado no

Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC’ 2015

15 a 18 de setembro de 2015 - Fortaleza-CE, Brasil

RESUMO: Objetivou-se com este trabalho a realização da secagem das sementes de pitaia de casca

vermelha e polpa vermelha, em secador de bandejas nas temperaturas de 50, 60 e 70 °C com

velocidade do ar de secagem de 1,00 m/s e ajustar os modelos de Page e Logarítmico aos dados

experimentais. As sementes utilizadas foram extraídas de frutos maduros, cuja polpa foi passada em

peneira e lavada em água corrente para separação das sementes. Como critério de avaliação dos ajustes

dos modelos matemáticos utilizou-se o coeficiente de determinação (R²) e o desvio quadrático médio

(DQM). Verificou-se que os modelos testados podem ser utilizados na estimativa da cinética de

secagem das sementes de pitaia, sendo que o modelo de Page representou melhor as cinéticas de

secagem, com os maiores coeficientes de determinação (R²) e menores desvios quadráticos médios

(DQM).

PALAVRAS–CHAVE: Hylocereus costaricensis, secagem convectiva, cactácea

DRYING KINETIC OF THE RED PITAYA SEEDS

ABSTRACT: The objective of this work was the drying of the dragon fruit seed red rind and red pulp

in a tray dryer in the temperatures of 50, 60 and 70 °C with air velocity drying of 1.00 m/s and fittting

the Page and Logarithmic models to the experimental data. The seeds used were extracted from ripe

fruits and due to the mucilaginous texture of the pulp were placed in sieves and washed in water to

separate the seeds from the pulp. As the temperature was increased drying time decreased. As a

criterion for evaluation of mathematical models of adjustments used the coefficient of determination

(R²) and the mean square deviation (DQM). It was found that the tested models can be used for

estimation of the dragon fruit seeds drying kinetics, and the Page model was a better, with the highest

coefficients of determination (R²) and smaller mean squared deviations (DQM ).

KEYWORDS: Hylocereus costaricensis, tray dryer, mathematical models.

INTRODUÇÃO Na região Nordeste do Brasil as cactáceas encontram as condições edafoclimáticas propícias

para o seu plantio. Dentre as cactáceas, a pitaya vem sendo difundida no Brasil nos últimos anos,

devido a sua aparência exótica, sabor, odor, cor, e alto valor comercial. É originária da América e

cultivada em todo o mundo, sendo a Colômbia e o México os principais produtores. Do fruto da pitaya

pode-se aproveitar todas as partes: casca, polpa e sementes. Entretanto, produtos derivados de pitaya

ainda são raramente vistos no mercado e mais pesquisas devem ser feitas para aumentar as

oportunidades comerciais (LE BELLEC et al., 2006). As sementes secas, de tamanho semelhante ao

gergelim, podem ser utilizadas como ingrediente em alimentos, como barra de cereais, na composição

de pães e outros produtos de panificação e na produção de farinha. Um dos mais antigos, utilizados e

eficientes processos para transformar e conservar os produtos de origem vegetal é a secagem, que

também, no caso de grãos e sementes é comercialmente o mais viável. Quando a secagem de sementes

é realizada sem objetivo de manter a capacidade germinativa, ou seja para consumo, tem-se a

liberdade de utilizar temperaturas superiores a 50º C, abreviando o tempo de processo. O trabalho foi

realizado com o objetivo de estudar a secagem de sementes de pitaia, utilizando temperaturas de 50,

60 e 70º C e velocidade do ar de 1,0 m/s, com ajuste das cinéticas pelo modelos empíricos logarítmico

e de Page.

MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Armazenamento e Processamento de Produtos

Agrícolas da Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola, na Universidade Federal de Campina

Grande (UFCG), em Campina Grande, PB. Utilizou-se como matéria-prima sementes de pitaia

vermelha com polpa vermelha (Hylocereus costaricensis Web. Britton & Rose), maduras, cultivadas

no Estado do Ceará. Por estar envolvida na massa mucilaginosa da polpa, a extração das sementes foi

realizada passando a polpa em peneira, lavando em água corrente para separação e obtenção de

sementes isentas de polpa. A secagem foi realizada em secador convectivo em camada fina, nas

temperaturas de 50, 60 e 70°C e velocidade do ar de 1,0m/s. Os dados da cinética de secagem foram

obtidos pesando-se as sementes, em intervalos regulares, até peso constante. Com os dados

experimentais das secagens foram calculados os valores da razão de umidade (Equação 1).

(1)

em que:

RX – razão de umidade do produto (adimensional); X – teor de umidade do produto; Xi – teor

de umidade inicial do produto; e Xe – teor de umidade de equilíbrio do produto.

Em seguida foram construídas as curvas de cinética de secagem (razão de umidade em função

do tempo de secagem) e ajustados os modelos Logarítmico (Eq. 2) e Page (Eq. 3).

(2)

(3)

em que:

RX – razão de umidade (adimensional); a, k, c, n – constantes dos modelos; t – tempo (min)

Para o ajuste dos modelos matemáticos aos dados experimentais foi utilizado o programa

computacional Statistica por meio de análise de regressão não linear. Para avaliar a qualidade do ajuste

dos modelos foram utilizados como critérios o coeficiente de determinação (R2) e o desvio quadrático

médio (DQM), Equação 4.

(4)

em que:

DQM – desvio quadrático médio; RXpred – razão de água predito pelo modelo; RXexp –

razão de água experimental; n – número de observações.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Observam-se na Figura 1, os dados experimentais da cinética de secagem de sementes de

pitaia, nas temperaturas de 50, 60 e 70 °C, para uma velocidade do ar de secagem de 1,0 m/s,

expressos através da razão de umidade em função do tempo de secagem (min), com ajustes pelo

modelo de Page.

Com a elevação da temperatura observa-se redução do tempo de secagem, comportamento

esperado e reportado por outros autores, como RAFIEE et al. (2009) ao avaliarem a cinética de

secagem de grãos de soja nas temperaturas de 30, 40, 50, 60 e 70 °C e BORTOLAIA (2011), que

descreve o fenômeno como um processo onde à medida que se eleva a temperatura de secagem

aumenta a disponibilidade de energia para vaporização da água e o coeficiente de transferência de

massa.

Figura 1. Pontos experimentais, com curvas de ajustes pelo modelo de Page, das secagens de sementes

de pitaia, nas temperaturas de 50 a 70º C e velocidade do ar de secagem de 1,00 m/s

As secagens das sementes na velocidade do ar de 1,00 m/s, até atingirem massa constante,

foram executadas durante 70 min na temperatura de 50 °C, 50 min na temperatura de 60 °C e 35 min

na temperatura de 70 °C, denotando a redução no tempo de secagem com o aumento de temperatura.

COSTA et al. (2011) avaliando as cinéticas de secagem de sementes de crambe em estufa com

ventilação forçada, encontraram tempos de secagem de 1230, 510, 300, 300 e 165 min para as

temperaturas de 30, 40, 50, 60 e 70 °C, respectivamente.

Na Tabela 2, os valores dos parâmetros dos modelos matemáticos de Page e Logarítmico

ajustados aos dados experimentais das cinéticas de secagem com os respectivos valores dos

coeficientes de determinação (R²) e os desvios quadráticos médios (DQM).

Tabela 2. Parâmetros dos modelos ajustados as curvas de secagem das sementes de pitaia

Modelo Temp. Parâmetros R

2 DQM

(°C) A k c

50 1,0419 0,0847 -0,0170 0,9987 0,0159

Logarítmico 60 1,1104 0,0841 -0,0586 0,9943 0,0350

70 1,0848 0,1089 -0,0572 0,9974 0,0227

Modelo Temp. Parâmetros R

2 DQM

(°C) k n

Page

50 0,0601 1,1403 0,9997 0,0079

60 0,0367 1,3601 0,9988 0,0159

70 0,0695 1,2404 0,9991 0,0113

Verifica-se que o modelo de Page resultou nos melhores ajustes, com os maiores R2 e os

menores DQM. O modelo logarítmico também apresentou bons ajustes, com valores de R² ≥ 0,99 e

DQM ≤ 0,04. RAFIEE et al. (2009) encontraram valores de R² ≥ 0,97 e erro quadrático médio ≤ 0,02,

ao ajustarem os modelos matemáticos de Page, Aproximação da Difusão e Thompson aos dados

experimentais da secagem dos grãos de soja na temperatura de 50 °C e velocidade de ar de 1,00 m/s.

GAZOR et al. (2010) verificaram valores de R2 superiores a 0,99 ao ajustarem o modelo Logarítmico

às curvas de secagem de sementes de canola em secador de leito fixo em temperaturas de 30 a 100 °C.

Esses resultados concordam com os observados por MENEGHETTI et al. (2012) que

encontraram valores de R² superiores a 0,99 ao ajustarem os modelos Logarítmico, Page e

Aproximação de Dois Termos aos dados experimentais da secagem intermitente de casca de arroz nas

temperaturas de 70, 90 e 110 °C. PEREIRA et al. (2010) verificaram valores de R² superiores a 0,98

ao ajustarem o modelo de Page aos dados experimentais da secagem das sementes de painço (Setaria

itálica L.), nas temperaturas de 35, 40 e 45 °C e velocidades de ar de secagem de 0,5 e 1,5 m/s.

Verifica-se que o parâmetro “n” do modelo de Page sofreu um acréscimo com a elevação da

temperatura. CÔRREA et al. (2007) observaram elevação no parâmetro “n” do modelo de Page entre

as temperaturas de 35, 45 e 55 °C, quando utilizaram a modelagem matemática para descrever o

processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.).

CONCLUSÕES Os tempos de secagem diminuíram com o aumento da temperatura de secagem. Os modelos de

Page e Logarítmico proporcionaram bons ajustes aos dados da cinética de secagem, com

preponderância do modelo de Page.

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