Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial (Dec 2012)
MODELADO DE LAS ISOTERMAS DE SORCIÓN Y DEL CALOR ISOSTÉRICO DE SORCIÓN EN PULPA DE MANGO cv. TOMMY ATKINS MODELAGEM DE ISOTERMAS DE SORÇÃO E CALOR ISOSTÉRICO DE SORÇÃO DE POLPA DE MANGA cv. TOMMY ATKINS MODELING SORPTION ISOTHERMS AND ISOSTERIC HEAT OF SORPTION OF MANGO PULP cv. TOMMY ATKINS
Abstract
El mango es un producto agrícola de gran importancia para diferentes países en vías de desarrollo, el cual ha incrementado su demanda por sus propiedades nutricionales y características exóticas. La relación entre el contenido de humedad y la actividad de agua suministra información útil para el procesamiento del mango, especialmente en las operaciones de secado y almacenamiento. La actividad de agua y el contenido de humedad de la pulpa de mango (Mangifera indica L. cv. Tommy Atkins) fue analizada para determinar las isotermas de sorción. La actividad de agua fue medida utilizando un higrómetro eléctrico a cinco diferentes temperaturas (10, 20, 30, 40 y 50 °C) y amplios rangos de contenido de humedad (2.829-0.031 kg kg-1 b.s.) y actividad de agua (0.977-0.215). Un modelo teórico (GAB) y cuatro ecuaciones empíricas (Oswin, Henderson, Halsey y Ratti) fueron utilizados para representar las isotermas de sorción. Después de considerar diferentes criterios, el modelo de GAB fue evaluado como la mejor opción para representar el equilibrio higroscópico de la pulpa de mango (RMSE = 0.057, VAR = 0.996). Las isotermas mostraron un comportamiento acorde a los materiales agroalimentarios y similar al reportado para pulpa de mango de otras variedades. El calor isostérico de sorción fue calculado utilizando la ecuación de Clausius-Clapeyron a partir del modelo de GAB. Se observó una disminución en el calor isostérico de sorción al aumentar el contenido de humedad de equilibrio, con gran efecto de la humedad a valores por debajo de 0.8 kg kg-1 (b.s.).A manga é um produto agrícola em países de desenvolvimento econômico, com grande aceitação devido a suas propriedades nutricionais e características exóticas. A relação entre o conteúdo de umidade e atividade de água proporciona informação útil para o processamento do mango, especialmente nas operações de secagem e armazenamento. A atividade de água e o conteúdo de umidade da polpa de manga (Mangifera indica L. cv. Tommy Atkins) foi analisada para determinar as isotermas de sorção. A atividade de água foi medida empregando um higrômetro elétrico a cinco diferentes temperaturas (10, 20, 30, 40 e 50 °C) e amplas faixas de conteúdo de umidade (2.829 - 0.031 kg kg-1 b.s.) e atividade de água (0.977 - 0.215). O modelo de teórico de GAB e os modelos empíricos de (Oswin, Henderson, Halsey e Ratti) foram empregados para modelar as isotermas de sorção. Depois de considerar diferentes critérios, o modelo de GAB apresentou a melhor opção para representar o equilíbrio higroscópico da polpa de manga (RMSE = 0.057, VAR = 0.996).As isotermas mostraram um comportamento acorde aos materiais agroalimentícios e similar ao reportado para polpa de manga de outras variedades. O calor isostérico de sorção foi calculado utilizando a equação de Clausius-Clapeyron a partir do modelo de GAB. Observou-se uma diminuição no calor isostérico de sorção quando aumentou o conteúdo de umidade de equilíbrio, com um grande efeito da umidade em valores abaixo de 0.8 kg kg-1 (b.s.).Mango is an agricultural product of great economic importance for various developing countries, which has increased demand for its nutritional properties and exotic characteristics. The relationship between moisture content and water activity provides useful information for mango processing, especially for drying and storage operations. Water activity and moisture content of mango pulp (Mangiferaindica L. cv. Tommy Atkins) were analyzed to determine the sorption isotherms. The water activity was measured using an electric hygrometer at five different temperatures (10, 20, 30, 40 and 50 °C) and wide ranges of moisture content (2.829-0.031 kg kg-1 d.b.) and water activity (0.977-0.215). One theoretical (GAB) and four empirical equations (Oswin, Henderson, Halsey and Ratti) were used for modeling the sorption isotherms. After following several criteria to evaluate the models, the GAB model appeared as the best option to represent the hygroscopic equilibrium of mango pulp (RMSE = 0.057, VAR = 0.996). The sorption isotherms behaved as expected in agro-foodstuffs and similarly with the mango pulp of other cultivars. The isosteric heat of sorptionwas computed using the Clausius-Clapeyron equation by means of the GAB model.A decrease in the isosteric heat of sorption was observed when the equilibrium moisture content increase, with a strong moisture effect at values lower than 0.8 kg kg-1 (d.b.).
