Baptestini, Fernanda Machado; Corrêa, Paulo Cesar; Oliveira, Gabriel Henrique Horta de; Botelho, Fernando Mendes; Oliveira, Ana Paula Lelis Rodrigues de

doi:10.1590/0034-737X201764050002

RESUMO

Banana é uma das frutas mais consumidas no mundo, sendo grande parte de sua produção realizada em países tropicais. Este produto possui uma grande variedade de vitaminas e minerais, sendo um importante componente da alimentação no mundo. Entretanto, a vida de prateleira da banana é curta, requerendo, portanto, procedimentos de modo a prevenir a perda de qualidade e aumentar sua vida de prateleira. Um desses procedimentos é a secagem. Este trabalho objetivou estudar o processo de secagem de fatias de banana (Cv. Prata) por infravermelho e determinar os coeficientes de transferência de calor e massa desse processo. Em adição, foram obtidos o coeficiente de difusão efetivo e a relação entre os estádios de maturação de bananas e a secagem. Fatias de banana em quatro diferentes estádios de maturação foram secadas usando um secador com fonte de calor por infravermelho em quatro temperaturas distintas (65, 75, 85 e 95 ºC). O modelo de Midilli foi o que melhor representou a secagem por infravermelho das fatias de banana. Os coeficientes de transferência de calor e massa variaram, respectivamente, entre 46,84 e 70,54 W m^-2 K^-1 e 0,040 a 0,0632 m s^-1 para a faixa de temperatura, em diferentes estádios de maturação. O coeficiente de difusão efetivo variou entre 1,96 a 3,59×10^-15 m² s^-1. As energias de ativação encontradas foram de 16,392; 29,531; 23,194 e 25,206 kJ mol^-1 para o 2º, 3º, 5º e 7º estádio de maturação, respectivamente. Os estágios de maturação não afetaram a secagem por infravermelho de bananas.

Palavras-chave:
maturação; coeficiente de difusão efetivo; modelagem matemática; Musa spp

[1] *Corresponding author: gabriel.oliveira@ifsudestemg.edu.br

Model name	Model	Equation
Diffusion approximation (Yaldiz & Ertekin, 2001Yaldiz O & Ertekin C (2001) Thin layer solar drying some different vegetables. Drying Technology, 19:583-597.)	$M R = a e x p (- k t) + (1 - a) e x p (- k b t)$	(2)
Two-Terms (Henderson, 1974Henderson SM (1974) Progress in developing the thin-layer drying equation. Transactions of the ASAE, 17:1167-1168.)	$M R = a e x p (- k t) + b e x p (- g t)$	(3)
Henderson & Pabis (Henderson & Pabis, 1961Henderson SM & Pabis S (1961) Grain drying theory. I. Temperature effect on drying coeffiient. Journal of Agriculture Engineering Research, 6:169-174.)	$M R = a e x p (- k t)$	(4)
Midilli (*Midilli et al., 2002*Midilli A, Kucuk H & Yapar Z (2002) A new model for single layer drying. Drying Technology, 20:1503-1513.)	$M R = a e x p (- k t^{n}) + b t$	(5)
Logarithmic (*Yagcioglu et al., 1999*Yagcioglu A, Degirmencioglu A & Cagatay F (1999) Drying characteristic of laurel leaves under different conditions. In: 7th International Congress on Agricultural Mechanization and Energy, Adana. Proceedings, Ege University. p.565-569.)	$M R = a e x p (- k t) + b$	(6)
Verma (*Verma et al., 1985*Verma LR, Bucklin RA, Endan JB & Wratten FT (1985) Effects of drying air parameters on rice dryingmodels. Transaction of ASAE, 28:296-301.)	$M R = a e x p (- k t) + (1 - a) e x p (- g t)$	(7)
Page (Diamente & Munro, 1993Diamente LM, Munro PA (1993) Mathematical modelling of the thin layer solar drying of sweet potato slices. Solar Energy, 51:271-276.)	$M R = e x p (- k t^{n})$	(8)

Ripening stage	Temperature (°C)
Ripening stage	65	75	85	95
h_c (W m^-2 K^-1)				95
2^nd	55.50	57.46	59.56	70.53
3^rd	51.69	55.10	57.11	68.46
5^th	56.50	57.88	61.57	64.68
7^th	50.89	46.85	60.10	62.81
Average	53.64	54.32	59.58	66.62
Regression equation: $h_{c} = 23.1872 + {0.4419}^{* *} \times T$				R²: 0.9028
h_m (m s^-1)
2^nd	0.0473	0.0496	0.0523	0.0632
3^rd	0.0440	0.0476	0.0501	0.0614
5^th	0.0481	0.0500	0.0528	0.0580
7^th	0.0433	0.0404	0.0527	0.0563
Average	0.0457	0.0469	0.0520	0.0597
Regression equation: $h_{m} = 0.01133 + {0.0005}^{* *} \times T$				R²: 0.9118

T (ºC)	Model name	R² (%)	MRE (%)	SDE (decimal d.b.)
65	Diffusion approximation	99.98	10.98	0.0032
	Two-terms	99.98	10.85	0.0031
	Henderson and Pabis	99.66	10.68	0.0136
	Logarithmic	99.73	23.23	0.0122
	Midilli	99.98	3.78	0.0031
	Page	99.95	15.94	0.0052
	Verma	99.98	10.98	0.0032
75	Diffusion approximation	99.99	7.39	0.0023
	Two-terms	99.99	7.28	0.0022
	Henderson and Pabis	99.72	11.67	0.0123
	Logarithmic	99.79	21.42	0.0107
	Midilli	99.98	4.04	0.0030
	Page	99.97	10.92	0.0040
	Verma	99.99	7.39	0.0023
85	Diffusion approximation	99.98	7.77	0.0032
	Two-terms	99.98	7.73	0.0032
	Henderson and Pabis	99.61	15.61	0.0147
	Logarithmic	99.72	13.51	0.0123
	Midilli	99.96	9.48	0.0046
	Page	99.95	9.15	0.0049
	Verma	99.98	7.77	0.0032
95	Diffusion approximation	99.98	5.15	0.0025
	Two-terms	99.99	5.12	0.0024
	Henderson and Pabis	99.62	12.44	0.0147
	Logarithmic	99.72	14.47	0.0127
	Midilli	99.98	5.97	0.0036
	Page	99.96	8.04	0.0047
	Verma	99.99	5.15	0.0025

Ripening stage	T (°C)
Ripening stage	65	75	85	95
2^nd	2.45×10^-15	2.88×10^-15	3.17×10^-15	3.94×10^-15
3^rd	1.62×10^-15	2.32×10^-15	3.45×10^-15	3.44×10^-15
5^th	1.87×10^-15	2.50×10^-15	2.93×10^-15	3.64×10^-15
7^th	1.87×10^-15	2.56×10^-15	2.74×10^-15	3.34×10^-15
Average	1.96×10^-15	2.57×10^-15	3.07×10^-15	3.59×10^-15
Regression equation: $D_{e f} = - 2.0 \times 10^{{- 15}^{}} + 5.0 \times 10^{{- 17}^{}} \times T$			R²: 0.9980

Brasil

Brasil

Coeficientes de transferência de calor e massa e modelagem da secagem por infravermelho de fatias de banana

RESUMO