Artigo alho traduzido

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INTRODUÇÃO
O alho (Allium sativum L.) foi usado não apenas como um tempero e um agente aromatizante em alimentos, mas também como complemento para fins médicos porque tem características interessantes, como propriedades antimicrobianas, antioxidantes e anticancerígenos (LAWSON; WANG, 2001). No entanto, o as propriedades do alho estão sujeitas a perdas devido a respiração e deterioração microbiana durante o armazenamento (BABETTO et al., 2011).
O alho é usado principalmente como agente aromatizante em várias preparações alimentícias, como maionese, ketchup, salada, salsichas, ensopados, macarrão e picles. (SHARMA; PRASAD, 2001). Na sua forma seca, o tempero é amplamente utilizado em alimentos pré-cozidos, com alho desidratado sendo preferido devido a sua durabilidade e características de sabor notáveis
(FIG., 2009). No entanto, apenas pesquisa geral existe informação disponível sobre a secagem do alho processo e uso de equações que expressam a cinética de secagem e isotermas de umidade de alho. A secagem é tradicionalmente definida como a operação que converte um material ou líquido de alimentação, sólido ou semissólido para um produto sólido com teor de humidade significativamente menor, contribuindo para a conservação do produto e sua utilização em vários segmentos industriais. A secagem envolve dois processos simultâneos: a transferência de calor do ambiente circundante para evaporar a umidade a superfície do produto e a umidade interna transferência do produto para a superfície do material a ser desidratado (ERBAY; HEPBASLI, 2014).
Vários modelos matemáticos foram usados para descrever os processos de secagem e determinar informações relevantes para o processo de secagem, que pode ser usado em design de equipamentos (TORREZ IRIGOYEN; GINER, 2014). Tal design precisa de um modelo preciso que é capaz de prever a desidratação e taxas de secagem descrevendo o desempenho de cada produto em condições comuns usadas em instalações comerciais (DOYMAZ, 2005).
O objetivo deste trabalho foi avaliar a cinética de secagem do alho fresco e ajustar um ou mais modelos cinéticos que representam o alho processo de secagem.
MATERIAL E MÉTODOS
Alho (cultivar "A. sativum") foi adquirido do Matos Ltda, alho e condimento Negócios em Brasília, DF, Brasil. O material era transportado em sacos de polietileno para frutas e Laboratório de Legumes do Instituto Federal Goiano - Campus Rio Verde, Goiás, Brasil. O As amostras foram empalhadas, desinfetadas e moídas antes secagem em um forno de circulação contínua. Secagem as amostras de alho, 1 kg por cada repetição, foram secas em um modelo MA 035 forno (Marconi, Piracicaba, Brasil) com ventilação de ar forçada a Três temperaturas diferentes: 40, 50 e 60 ° C. Durante a secagem em bandejas inferiores de estufa, o As amostras foram pesadas a cada 20 minutos para chegar ao teor de água de 0.111 (decimal, bs), determinado em 105 ± 1 ° C durante 24 horas (AOAC, 2000). O todo O processo de secagem foi realizado em três repetições. A temperatura e a umidade relativa do ambiente foram da câmara de secagem foram monitorados usando um termo higrômetro, e o A temperatura interna foi monitorada por um termômetro instalado dentro do forno. O relativo A umidade dentro do forno foi obtido através dos princípios básicos de psicrométrica usando o programa de computador GRAPSI.
Cinética de secagem
Para determinar as proporções de conteúdo de água de as amostras de alho durante a secagem, utilizamos a seguinte expressão:
Onde:
RX - Taxa de umidade, sem dimensões;
X - Conteúdo da água do produto no tempo t, decimal base seca (kg de água kg-1 de matéria seca);
Xe - teor de água de equilíbrio do produto, base decimal seca (kg de água kg-1 de matéria seca);
Xi - teor inicial de água do produto, decimal base seca (kg de água kg-1 de matéria seca). 
Os dados experimentais do alho de secagem foram ajustados a modelos matemáticos frequentemente usados ​​para representam a secagem de produtos agrícolas, como apresentado na Tabela 1.
O modelo de difusão líquida na forma geométrica de uma placa plana com uma conhecida espessura (lei de Fick e aproximação de golpe de equação) foi montado no alho experimental dados de secagem de acordo com a seguinte expressão:
Onde:
N: número de termos;
D: coeficiente de difusão líquido, m2.s-1
L: metade da espessura da amostra, m.
A relação entre a difusão efetiva
O coeficiente e a temperatura elevada do ar de secagem foram descrito pela equação de Arrhenius.
Onde:
D0: fator pré-exponencial;
Ea: energia de ativação, kJ.mol-1;
R: constante de gás universal, 8.13 kJ.kmol-1.K-1;
T: temperatura absoluta, K.
Propriedades termodinâmicas
As propriedades termodinâmicas do processo de secagem das amostras de alho foram obtidas pelo método descrito por JIDEANI; MPOTOKWANA (2009):
Onde
ΔH = entalpia, J mol-1;
ΔS = entropia, J mol-1;
ΔG = energia livre de Gibbs, J mol-1;
kB = Constante de Boltzmann, 1,38 x 10-23 J K-1;
hp = constante de Planck, 6,63 x 10-34 J s-1.
Análise estatística
Os modelos matemáticos foram ajustados por análise de regressão com Gauss-Newton usando Estatística 7.0. Deliberações dos componentes analisados foram realizados em triplicado. Os modelos foram selecionados através de considerando a magnitude do coeficiente de determinação (R2), o teste de qui-quadrado (X²), o erro relativo médio (P) e o padrão estimado desvio (SE). Um erro relativo médio abaixo de 10% foi considerado um dos critérios para a seleção de modelos, de acordo com MOHAPATRA; RAO (2005).
Onde
Y: valor experimental observado;
Y: valor estimado através do modelo;
N: número de observações experimentais;
GLR: graus de liberdade do modelo (número de observações experimentais menos o número de coeficientes do modelo).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Modelagem matemática
A Tabela 2 mostra os valores para R2, SE, P e X2. Da análise do coeficiente de determinação (R2), os parâmetros de erro médios estimados (SE) e chi-quadrado (X²) a temperaturas de 40, 50 e 60 ° C, os modelos matemáticos mais adequados Secagem foram Midilli, Verna, Logarithm e Midilli, respectivamente. De acordo com DEMIR et al. (2004), um modelo apropriado deve ter um valor maior para R2 e valores mais baixos de? 2 e SE, onde o coeficiente de determinação é o critério principal para selecionar O modelo e os outros critérios são analisados para determine a qualidade do ajuste para o modelo selecionado.
Tabela 2. Coeficiente de determinação (R²), erro médio estimado (SE), erro relativo médio (P) e qui-quadrado (X²) valores para modelos matemáticos de secar amostras de alho (Allium sativum L.) às temperaturas de 40, 50 e 60 ° C.
A maioria dos modelos matemáticos estudados para secando as amostras de alho obtidas média relativa valores de erro (P) inferiores a 10% como recomendado para selecionar modelos (MOHAPATRA; RAO, 2005). Alguns modelos apresentam valores superiores a 10% devido à adequação não matemática, como a Handerson & Pabis, Newton e Wang & Singh modelos para todas as temperaturas analisadas. A 50 ° C, o
O modelo matemático Approach também apresentou isso parâmetro superior a 10%. Esse parâmetro indica o desvio dos valores observados o modelo de curva estimado, confirmando que em alta os valores, a secagem reduzirá a qualidade (KASHANINEJAD et al., 2007). Associando este parâmetro a os outros coeficientes observados, pode-se afirmar que para todas as temperaturas examinadas, o modelo Midilli refletirá satisfatoriamente o desempenho de secagem, como mostrado na Tabela 3.
Tabela 3. Modelo Midilli montado em dados experimentais de secagem de alho (Allium sativum L.).
O modelo Midilli, em geral, é o segundo melhor adaptado aos produtos agrícolas descritos por SILVA et al. (2015) na secagem de folhas jenipapo e MELO et al. (2015) em pimentas secas. No entanto, RADÜNZ et al. (2011) discutem que o ajuste da O modelo matemático depende das espécies de plantas, exigindo estudos individuais em várias temperaturas e para confirmação. Secar alhoestudado por CHAYJAN; SHADIDI (2012) alcançou é o melhor ajuste matemático da Página modelo, que, neste estudo, poderia ser considerado apenas a 40 ° C. ABANO et al. (2011) indicaram que O modelo Midilli tinha o melhor ajuste matemático para secagem de alho em secadores de convecção de ar, de acordo com a análise deste estudo.
Curva de secagem
As taxas de umidade nas diferentes secções as temperaturas das amostras de alho são mostradas em Figura 1 com umidade relativa de ar entre 25% e 30%. O aumento da temperatura causa um aumento da velocidade de secagem, resultando em mais rápida perda de água na amostra, o que é demonstrado pela menor taxas de umidade. SILVA et al. (2009) revelou que a taxa de secagem está diretamente relacionada ao processo temperatura, aumentando com maior temperatura e transferência de umidade. A perda de umidade durante a secagem foi maior nas primeiras três horas do processo devido ao alto umidade das amostras, o que é esperado fenômeno e divulgado por DOYMAZ (2011). Como o teor de umidade diminuiu, a perda encolheu, aproximando-se de zero durante as últimas horas do processo. A taxa de umidade de equilíbrio durante secagem ocorreu em horários diferentes para as três temperaturas. A 40 ° C, a umidade de equilíbrio O índice foi de 6,5 horas. A 50 ° C, foi de 5,5 horas, e a 60 ° C, foi dentro de 5 horas.
Figura 1. Variação da taxa de umidade a diferentes temperaturas durante a secagem do alho (Allium sativum L.)
Parâmetros termodinâmicos
A difusividade efetiva aumentou com aumento da temperatura de secagem das amostras de alho, como indicado na Tabela 4. ARAÚJO et al. (2014) têm observou que um aumento de temperatura provoca uma diminuição da viscosidade da água e que estes as variações contribuem para a vibração da água moléculas, obtendo uma difusão mais rápida e ajudando a alcançar uma maior taxa de secagem. No entanto, o coeficiente de difusividade depende da temperatura, composição material, mobilidade da água dentro do produto e variações no equipamento de análise (MADAMBA et al., 1996).
Tabela 4. Valores efetivos de difusividade e energia de ativação para a secagem de alho (Allium sativum L.) em temperaturas de 40, 50 e 60 ° C.
Os valores efetivos do coeficiente de difusão Para produtos agrícolas deve estar na ordem de 10-11 a 10-9 m2.s-1, indicando uma eficiente secagem das amostras de alho estudadas (MADAMBA et al., 1996). SHARMA; PRASAD (2004) determinou valores perto dos analisados ​​neste estudo para o alho seco cravo-da-índia. BABETTO et al. (2011), observando a secagem de fatias de alho em uma secadora de convecção forçada, confirmou que a espessura e o corte afetaram diretamente o Difusividade do material, que eles explicaram pelo movimento da umidade no produto. O movimento está relacionado à difusão do líquidos fluxos capilares e difusão de vapor. A energia de ativação da secagem do alho em 50 ° C foi 24,99 kJ kg-1 mol-1, conforme relatado na Tabela 4. ZOGZAS et al. (1996) relatam que, na agricultura esse valor pode variar entre 12,7 e 110 KJ kg-1 mol-1. SACILIK; UNAL (2005) obteve um valor semelhante, 23,48 kJ.kg-1.mol-1, para secar alho. MADAMBA et al. (1996) determinou um dos valores mais baixos encontrados, 17,79 kJ.kg-1.mol-1 e SHARMA; PRASAD (2004) observou 9,67 kJ.kg- 1.mol-1. A facilidade com que as moléculas de água se movem, aumentam sua energia dentro do produto, que é considerada a energia de ativação do material (COOKE et al., 2007). Um menor valor de energia de ativação resulta em maior difusividade da água no material vegetal em estudo. Os parâmetros termodinâmicos mostrados na Tabela 5 fornecem informações sobre as interações de água com os componentes do produto em estudo e seu comportamento durante a secagem. Neste tipo de situação, o valor é usado como um indicador de a força de ligação entre água e sólido (MOREIRA et al., 2008); O conhecimento desses valores é relevante uma vez que está diretamente relacionado ao valor de energia liberada na secagem e pressão livre disponível para realizar trabalhos úteis (ASCHERI et al., 2009). A Tabela 5 mostra que com aumento da temperatura, os valores de entalpia diminuiram, confirmando que em temperaturas mais altas, será necessária menos energia no processo de secagem (OLIVEIRA et al., 2010), ou que o processo de a secagem é conduzido pela entalpia.
Tabela 5. Valores de entalpia, entropia e energia livre de Gibbs para o processo de secagem do alho (Allium sativum L.) em temperaturas de 40, 50 e 60 ° C.
CORRÊA et al. (2011) relataram, aumentando a temperatura causa uma diminuição na entropia de o material devido à diminuição do teor de umidade durante a desidratação, causando também dificuldade no movimento de moléculas de água no produto, um fato confirmado no alho de secagem. O fato que os valores de entropia são negativos, indica a presença de adsorção química e / ou estrutural modificação do adsorvente e que a secagem os processos são entropicamente desfavoráveis. Como esperado, o processo de secagem apresentado é não espontâneo, o que é confirmado pelo positivo valores de Gibbs energia livre devido ao produto tendo alta umidade na colheita (MOREIRA et al., 2008). Essa magnitude é atribuída ao trabalho necessário criar sites de sorção disponíveis. O valor positivo é característico da adição de energia durante o processo de secagem, relacionando a secagem de alho a uma reação endergônica (CORRÊA et al., 2010). OLIVEIRA et al. (2015), CORRÊA et al. (2010) e MARTINS et al. (2015) mostraram-se semelhantes Valores para morango, cereja de café e folha de timbó estudos de secagem, respectivamente. De acordo com OLIVEIRA et al. (2015), não espontâneo A reação está relacionada à entalpia e à entropia valores, descritos acima, à medida que essas reações ocorrem somente quando as mudanças na entalpia são positivas e as mudanças na entropia são negativas; as variações de esses parâmetros têm um efeito positivo, mas o as variações são maiores para a entalpia do que para a entropia; as mudanças nos próprios parâmetros são negativas, e a mudança de entalpia é menor do que a entropia.
CONCLUSÕES
O melhor ajuste matemático para secar alho Midilli a todas as temperaturas examinadas (40, 50 e 60 ° C). Como esperado, o teor de umidade diminuiu durante a secagem, com uma taxa de secagem mais rápida ocorrendo a 60 ° C. A difusividade e ativação efetiva energia apresentou valores aceitáveis ​​durante a processo, e a difusividade estava dentro do esperado parâmetros para produtos agrícolas, indicando o Qualidade do alho seco. A mudança de entalpia, que diminui com aumento da temperatura, foi positiva para todos os estudos temperaturas, e a entropia estava dentro de um negativo alcance. A energia livre Gibbs aumentou com aumentando a temperatura durante o processo de secagem.