MODELING OF THE DRYING PROCESS THE SEEDS OF COWPEA

Authors

  • Rafaela Greici da Motta Camicia Universidade Estadual do Oeste do Paraná
  • Divair Christ
  • Silvia Renata Machado Coelho Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola – Sistemas Biológicos Agroindustriais, UNIOESTE, 85819-110, Cascavel (PR).
  • Ricardo Fernando da Motta Camicia Agro Granja Planejamento Agrícola, 85770-000, Realeza (PR).

DOI:

https://doi.org/10.1590/1983-21252015v28n323rc

Keywords:

Vigna unguiculata L. Walp. Drying curves. Diffusion coefficient.

Abstract

The study aimed to model the drying curves of cowpea beans (Vigna unguiculata (L.) Walp.) in different temperatures determine the coefficient of effective diffusion and the activation energy. For this, we used seeds of beans-cowpea cultivar BRS Guariba, harvested manually, with a water content of 21% (wet basis), dried until the water content 11% (wet basis). Drying was performed in the experimental dryer under controlled temperatures of 30, 40 and 50 °C ± 1 °C, and relative humidity of the air drying between 14 and 59%. 12 models of non-linear regression were tested and for selection the best model was considered to: the significance of the regression coefficient t test, the magnitude of the adjusted coefficient of determination (R²), the average relative error (P) and the estimated average error (SE). It was observed that the drying time for of the beans-cowpea seeds was 10,4 ; 5,6 ; and 2,1 h to the temperatures of 30, 40 and 50 °C, respectively; among the number tested, the mathematical model the Midilli was the best fit to experimental data. The coefficient of diffusion increases with temperature, with values between 5,047 x 10-11 to 12,011 x 10-11 m² s-1 for the temperature range from 30 to 50 °C. The relationship between the coefficient of diffusion effective and the drying temperature can be described by Arrhenius equation, which presents activation energy of 35,04 kJ mol-1 for spreading the liquid in the drying process of the of beans-cowpea seeds.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Divair Christ

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola – Sistemas Biológicos Agroindustriais, UNIOESTE, 85819-110, Cascavel (PR).

References

AFONSO JÚNIOR, P. C.; CORRÊA, P. C. Comparação de modelos matemáticos para descrição da cinética de secagem em camada fina de sementes de feijão. Revista Brasileira de Engenharia agrícola e ambiental, Campina Grande, v. 3, n. 3, p. 349-353, 1999.

AKPINAR, E. K.; BICER, Y.; YILDIZ, C. Thin layer drying of red pepper. Journal of Food Engineering, London,v. 59, n.1, p. 99-104, 2003.

AZZOUZ, S. et al. Moisture diffusivity and drying kinetic equation of convective drying of grapes. Journal of Food Engineering, London, v. 55, n. 4, p. 323-330, 2002.

BASUNIA, M. A., ABE, T. Moisture desorption isotherms of medium-grain rough rice. Journal of Stored Products Research, Amsterdam,v. 37, n. 3, p. 205-219, 2001.

BERBET, P. A. et al. Simulation of coffee drying in a fixed bed with periodic airflow reversal. Journal of Agricultural Engineering Research, London, v. 60, n. 3, p. 167-173, 1995.

BRASIL.Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.Regras para análise de sementes. Brasília: SNDA/DNDV/CLAV, 2009. 395 p.

BORÉM, A.; CARNEIRO, J. E. S. A cultura. Revista Brasileira de Armazenamento,Viçosa, v. 35, n. 2, p. 15-18, 2006.

BROOKER, D. B.; BAKKER-ARKEMA, F. W.; HALL, C. W. Drying and Storage of Grains and Oilseeds. Westport: The AVI Publishing Company, 1992. 450 p.

CORRÊA, P. C. et al. Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas. Revista de Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 27, n. 2, p. 501-510, 2007.

COSTA, L. M. et al. Coeficiente de difusão efetivo e modelagem matemática da secagem de sementes de crambe. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 15, n. 10, p. 1089–1096, 2011.

DIÓGENES, A. M. G. et al. Cinética de secagem de grãos de abóbora. Revista Caatinga, Mossoró, v. 26, n. 1, p. 71-80, 2013.
DOYMAZ, I. Drying kinetics of white mulberry. Journal of Food Engineering. Netherlands, v. 61, n. 3, p. 341-346, 2004.

FREIRE FILHO, F. R. et al.Feijão-caupi no Brasil: produção, melhoramento genético, avanços e desafios. Teresina: Embrapa Meio-Norte, 2011. 84 p.

GONELI, A. L. D. et al.Cinética de secagem de folhas de erva baleeira (CordiaverbenáceaDC.).Revista Brasileira de Plantas Medicinais, Campinas, v. 16, n. 2, p.434-443, 2014.

GONELI, A. L. D. et al. Study of moisture diffusion in wheat grain drying. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 27, n. 1, p. 135-140, 2007.

GOYALDE, N. A. et al.Matemathical Modeling of the drying kinetics of sugarcane slices. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v. 11, n. 2, p.117-121, 2009.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. Base Pública de Dados. Caderno estatístico do município de Capanema, 2012, p 01-40. Disponível em : <http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/cadernos_municipios/capanema2012.pdf>, acesso 6 de abril de 2013.

KAYMAK-ERTEKIN, F. Drying and rehydrating kinetics of green and red peppers. Journal of Food Science, London, v. 67, n. 1, p. 168-175, 2002.

MADAMBA, P. S.; DRISCOLL, R. H.; BUCKLE, K. A. Thin layer drying characteristics of garlic slices. Journal of Food Engineering, Netherlands, v. 29, n.1, p. 75-97, 1996.

MARTINAZZO, A. P. et al. Análise e descrição matemática da cinética de secagem de folhas de capim-limão. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 11, n. 3, p. 301-306, 2007.

MENEGHETT, V. L. et al.Modelos matemáticos para a secagem intermitente de arroz em casca. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, n. 10, p. 1115–1120, 2012.

MOHAPATRA, D.; RAO, P. S. A thin layer drying model of parboiled wheat. Journal of Food Engineering, London, v. 66, n. 4, p. 513-518, 2005.

MORAIS, S. J. S. Cinética de secagem de grãos de feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.). 2010. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, 2010.

PARK, K. J.; VOHNIKOZA, Z.; BROD, F. P. R. Evaluation of drying parameters and desorption isotherms of garden mint leaves (Mentha crispa L.). Journal of Food Engineering,London, v. 51, n. 3, p. 193-199, 2002.

PARK, K. J.; YADO, M. K. M; BROD, F. P. R. Estudo de secagem de pêra bartlett (Pyrus sp) em fatias. Ciência e Tecnologia de Alimentos,Campinas, v. 21, n. 3, p. 288-292, 2001.

REIS, R. C. et al. Modelagem matemática da secagem da pimenta cumari do Pará. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 15, n. 4, p. 347–353, 2011.

REIS, R.C. et al. Cinética de secagem de folhas de manjericão (Ocimum basilicum L.) via infravermelho. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, n. 12, p. 1346–1352, 2012.

RESENDE, O.; FERREIRA, L. U.; ALMEIDA, D. P. Modelagem matemática para descrição da cinética de secagem do feijão-adzuki (Vigna angularis). Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v. 12, n. 2, p. 171-178, 2010.

RESENDE, O. et al. Modelagem matemática do processo de secagem de duas variedades de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v. 10, n. 1, p. 17-26, 2008.

RESENDE, O. et al. Contração volumétrica na infusão líquida durante o processo de secagem do arroz em casca. Revista Brasileira de Armazenamento, Viçosa, v. 30, n. 2, p. 163-171, 2005

ROMERO-PEÑA, L. M.; KIECKBUSCH, T. G. Influência de condições de secagem na qualidade de fatias de tomate. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas, v. 6, n. 1, p. 69-76, 2003.

SANTOS, D. C. et al. Cinética de secagem de farinha de grãos residuais de urucum. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 17, n. 2, p. 223–231, 2013.

SIQUEIRA, V. C.; RESENDE, O.; CHAVES, T. H. Mathematical modelling of the drying of jatropha fruit: na empirical comparison. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 44, n. 2, p. 278-285, 2013.

YALDIZ, O.; ERTEKIN,C.; UZUN, H. I. Mathematical modeling of thin layer solar drying of sultana grapes. Energy, v. 26, n. 5, p. 457-465, 2001.

Published

31-08-2015

Issue

Section

Agricultural Engineering