Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas Mathematical modelling for describing the drying process of the edible bean (Phaseolus vulgaris L.) in thin layers

Abstract

O objetivo do presente trabalho foi a obtenção e a avaliação das curvas de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais do teor de água para diversas condições do ar. Foram utilizados grãos de feijão colhidos com teor de água de 0,92 (b.s.) e submetidos à secagem até o teor 0,14 (b.s.) sob condições controladas de temperatura (35; 45 e 55 °C) e umidade relativa do ar de secagem de 40 ± 2%. Aos dados experimentais, foram ajustados 12 modelos matemáticos citados na literatura específica e utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Pelos resultados obtidos e baseando-se em parâmetros estatísticos, pode-se concluir que metade dos modelos testados representa bem o fenômeno de secagem do feijão. Dentre esses, o modelo clássico de Page foi selecionado, pela sua simplicidade e pelo seu uso disseminado no meio científico, para descrever a cinética de secagem dos produtos vegetais. A relação entre a constante de secagem k desse modelo e a temperatura do ar pode ser descrita pela relação de Arrhenius, apresentando energia de ativação de 10,08 kJ mol-1.The objective of this work was to obtain and to evaluate the drying curves of edible bean (Phaseolus vulgaris L.) and to fit different mathematical models to different experimental data of moisture content and drying air conditions. Edible beans harvested at moisture content of 0.92 (d.b.) were dried until achieving the moisture content of 0.14 (d.b.) under controlled drying air temperatures (35; 45 and 55 °C) and relative humidity of 40 ±2%. Twelve mathematical models cited in the literature were fitted to the experimental data in order to represent the drying process. According to the results and based on the statistical parameters it can be concluded that half of the tested models represent well the edible bean drying phenomena. Within them the classic Page model was selected due to its simplicity and widely use within researchers to describe the agricultural product drying kinetic. The relationship between the drying constant k and the drying air temperature can be described through Arrhenius’s equation presenting activation energy of 10.08 kJ mol-1.

Keywords

• feijão
• modelagem matemática
• teor de água
• edible bean
• mathematical model
• moisture content