Modelagem matemática da secagem em camada delgada de bagaço de uva fermentado

Abstract

O objetivo deste trabalho foi determinar as características da secagem de bagaço de uva fermentado em secador com ar aquecido, avaliar a capacidade descritiva de conhecidos modelos matemáticos de secagem em camada delgada, e obter os valores de difusividade efetiva e a energia de ativação. Os experimentos de secagem foram conduzidos a 50, 60, 70, 80 e 90ºC, com a velocidade do ar de secagem de 1,0 m s-1. Foram comparados dez diferentes modelos matemáticos de secagem em camada delgada, de acordo com os valores do coeficiente de determinação (R2), qui-quadrado (χ2), raiz do quadrado médio residual (RQMR) e erro médio relativo (P), estimados pelas curvas de secagem. Os efeitos da temperatura de secagem nos coeficientes e nas constantes foram preditos pelos modelos de regressão. O modelo de Page modificado foi selecionado para representar o comportamento da secagem em camada delgada de bagaço de uva. Os valores médios da difusividade efetiva variaram de 1,0091 x 10-9 m2 s-1 a 3,0421 x 10-9 m2 s-1 nas temperaturas avaliadas. A dependência da difusividade efetiva pela temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius, com o valor de energia de ativação de 24,512 kJ mol-1.

The objective of this work was to determine the drying characteristics of fermented grape pomace in a hot air-dryer, to evaluate the descriptive capacity of known mathematical models of thin-layer drying, and to establish the values of effective diffusivity and activation energy. Drying experiments were conducted at 50, 60, 70, 80 and 90ºC, with 1.0 m s-1 air-drying velocity. Ten different mathematical models for thin-layer drying were compared, according to the values of coefficient of determination (R2), chi-square (χ2), residual mean square root (RMSR), and relative mean error (P) estimated by the drying curves. The effects of drying temperature on the coefficients and constants were predicted by the regression models. The modified Page model was selected to represent the behavior of thin-layer drying of grape pomace. The mean values of effective diffusivity varied from 1.0091 x 10-9 m2 s-1 to 3.0421 x 10-9 m2 s-1, at the evaluated temperatures. Effective diffusivity dependence on temperature was described by the Arrhenius equation, with activation energy of 24.512 kJ mol-1.