Estudo das isotermas de adsorção do bagaço de mandioca proveniente da indústria de fécula

Abstract

As isotermas de sorção tornaram-se importantes para prever o comportamento da cinética de secagem e as condições de armazenamento de resíduos da indústria alimentícia. O conhecimento de tal propriedade é útil para projetar equipamentos ou operações para fins de armazenamento ou processamento. O bagaço quando é apenas descartado, representa um desperdício de matéria prima, de compostos orgânicos com categoria bioquímica definida (proteínas, açúcares, ceras, graxas, resinas), que poderia ser aproveitada. Dentro deste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo caracterizar quimicamente o bagaço de mandioca e fazer a determinação experimental das isotermas de sorção destes resíduos da indústria de fécula, além de calcular a entalpia e entropia, temperatura media harmônica e calor isostérico de adsorção. Para isso, o teor de umidade de equilíbrio nas isotermas de sorção, de bagaço de mandioca, foi determinado utilizando o método gravimétrico estático nas temperaturas de 20 a 80 °C. Modelos teóricos e empíricos foram usados para representar os valores experimentais das isotermas de sorção, sendo que o modelo de GAB foi o que apresentou os melhores ajustes. Utilizando o modelo de GAB foi possível determinar o calor isostérico de adsorção como função do teor de umidade. A teoria da compensação foi confirmada pela relação linear entre entalpia e entropia. Maiores valores de temperatura isocinética do que a temperatura harmônica reforçam a teoria da compensação e sugeriram que a adsorção de água pelo bagaço de mandioca é considerado um processo conduzido pela entalpia.

The sorption isotherms become important to predict the drying kinetics behavior and waste storage conditions of the food industry. The knowledge of such property is useful for designing equipment or operations for storage or processing. The bagasse is only when discarded, is a waste of raw materials, organic compounds with defined biochemical category (proteins, sugars, waxes, greases, resins), which could be harnessed. Within this context, this study aimed to chemically characterize the Cassava Bagasse and make the experimental determination of the sorption isotherms of these starch industry waste and calculates the enthalpy and entropy, harmonic average temperature and isosteric heat of adsorption. For this, the equilibrium moisture content in the sorption isotherms of cassava bagasse was determined using the gravimetric static method in temperatures 20-80 ° C. Theoretical and empirical models were used to represent the experimental values of sorption isotherms, and the GAB model was the one that presented the best fit. Using the GAB model was possible to determine the isosteric heat of adsorption and moisture content of the function. The theory of compensation was confirmed by the linear relationship between enthalpy and entropy. Isokinetic higher temperature values than the harmonic temperature reinforce the theory of compensation and suggested that the adsorption of water by mancioca bagasse and considered one of enthalpy driven process.