65ª Reunião Anual da SBPC

E. Ciências Agrárias - 2. Engenharia Agrícola - 6. Processamento de Produtos Agrícolas

DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DE CHIA DURANTE O PROCESSO DE SECAGEM

Millena da Rocha Costa - Graduanda em Licenciatura em Química – IFB/Campus Gama Gabriel Henrique Horta de Oliveira - Prof. M.Sc./Orientador – Instituto Federal de Brasília – IFB/Campus Gama Fernando Mendes Botelho - Prof. Dr. – Dept. Engenharia Agrícola e Ambiental – UFMT/Sinop Jessica Lima Viana - Graduanda em Engenharia Agrícola e Ambiental – UFMT/Sinop Taise Raquel Bechlin - Graduanda em Engenharia Agrícola e Ambiental – UFMT/Sinop

INTRODUÇÃO:

A chia (Salvia hispanica L.) apresenta potencial para ser utilizada na alimentação humana e animal. Correntemente as sementes de chia são utilizadas como suplementos nutricionais na manufatura de barras de cereais, cereais matutinos e biscoitos, principalmente nos EUA, América Latina e Austrália, além de misturas em rações animais. Ademais, as sementes de chia também são utilizadas na medicina e na formulação de tintas. Procedimentos corretos de pós-colheita de produtos agrícolas são imprescindíveis para a vida de prateleira das mesmas e manutenção de produtos de qualidade. Dentre estes procedimentos, destaca-se o processo de secagem, no qual possibilita o conhecimento da movimentação das moléculas de água dentro do produto por meio do cálculo das propriedades termodinâmicas do processo de secagem, sendo de grande importância para o correto estudo das interações entre a água e os componentes químicas dos produtos agrícolas. Sendo assim, as propriedades termodinâmicas é importante fonte de informação para projetar equipamentos de secagem, calcular a energia requerida nesse processo, estudar as propriedades da água adsorvida e avaliar a microestrutura dos alimentos e o estudo dos fenômenos físicos que ocorrem na superfície dos alimentos.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Considerando a importância do estudo teórico do processo de secagem dos produtos agrícolas e pelo fato de não haver trabalhos acerca de secagem de sementes de chia na literatura especializada, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar o comportamento termodinâmico do processo de secagem de sementes de chia em três temperaturas de secagem.

MÉTODOS:

Sementes de chia com teor de água médio inicial de 9,0 % (b.s.) foram usadas, sendo a secagem do produto realizada em uma estufa com circulação forçada de ar, nas temperaturas de 40, 50 e 60 °C e umidade relativa de 40 ± 5 % até o teor de água médio final de 2,3 % (b.s.). As propriedades termodinâmicas do processo de secagem da chia foram obtidas segundo as equações matemáticas descritas abaixo. Arrehnius: a constante de secagem (k) é igual ao fator pré-exponencial (A0) que multiplica o exponencial do valor negativo da energia de ativação (Ea) dividida pela multiplicação entre a constante universal dos gases (R) e a temperatura de secagem (T) em Kelvin. Entalpia: a entalpia é igual a energia de ativação menos a multiplicação entre a constante universal dos gases e a temperatura de secagem em Kelvin. Entropia: a entropia é igual ao logaritmo neperiano do fator pré-exponencial menos o logaritmo neperiano da divisão entre a constante de Boltzmann e a constante de Planck, menos o logaritmo neperiano da temperatura de secagem, multiplicado pela constante universal dos gases. Energia livre de Gibbs: a energia livre de Gibbs é igual a entalpia menos a multiplicação entre a temperatura de secagem e a entropia.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

A energia de ativação foi de 10,67 kJ mol-1. Quanto menor for a energia de ativação, maior será a difusividade de água do produto, ou seja, a energia necessária para a evaporação da água será menor, indicativo de um processo de secagem facilitado. A entalpia e a entropia diminuíram com o incremento da temperatura de secagem, apresentando valores entre 7,91 a 8,07 kJ mol-1 e -215,02 e -215,53 J mol-1, respectivamente. Entalpia é indicativo da energia necessária para remover a água ligada ao produto durante a secagem, sendo assim é esperado que nas temperaturas maiores sejam obtidos valores inferiores de entalpia. O comportamento da entropia com a temperatura é esperado, uma vez que este fato acarreta em maior excitação das moléculas de água, culminando num aumento da desordem do sistema água-produto. Os valores negativos são atribuídos à adsorção química existente e/ou modificações estruturais do adsorvente. A energia livre de Gibbs teve comportamento inverso observado nas propriedades anteriores, obtendo valores entre 75,41 e 79,71 kJ mol-1. Esta tendência indica uma reação não-espontânea, sendo necessária a inserção de energia externa ao produto (secagem).

CONCLUSÕES:

A energia de ativação do processo de secagem de sementes de chia foi baixa quando comparada com outros produtos agrícolas, indicando que a secagem de chia ocorre mais facilmente que o restante dos produtos, conforme observado durante a aquisição dos dados. Durante a secagem da sementes de chia em três temperaturas de secagem (40, 50 e 60 ºC), concluiu-se que tanto a entalpia, quanto a entropia diminuíram com o incremento da temperatura, enquanto que a energia livre de Gibbs aumentou com o aumento da temperatura de secagem. Os valores de entropia são negativos para toda a faixa de temperatura estudada ao passo que os valores de entalpia e de energia livre de Gibbs são positivos.

Palavras-chave: Entalpia, Entropia, Energia livre de Gibbs.