Dehydration of infrared ginger slices: heat and mass transfer coefficient and modeling

ABSTRACT Dehydration of plant products extends its shelf life and reduces its mass and volume, which increases transport and storage efficiency and adds value to food. However, it is an intensive process in energy and time, making necessary the search for more efficient technologies, Thus, this study aimed to investigate the infrared ginger dehydration process by approaching the constant period of dehydration to the theory of mass and heat transfer process to the wet bulb thermometer and the decreasing period of dehydration to liquid diffusion theory. We submitted 5.0 mm thickness and 2.0 cm diameter slices to a dryer with infrared radiation at 50, 60, 70, 80, 90 and 100 °C until constant mass. Heat and mass transfer coefficients, and effective diffusion coefficient increased linearly with temperature increasing, resulting in values ranging from 69.40 to 92.23 W m-2 °C-1, 0.062 to 0.089 m s-1 and 3.81 x 10-9 to 1.13 x 10-8 m2 s-1. Variation of heat and mass transfer coefficients was described by a linear model and the variation of effective diffusion coefficient with the temperature was described with the Arrhenius relation, whose activation energy was 22.07 kJ mol-1. The modified Henderson and Pabis model was able to satisfactorily describe the period of decreasing drying rate. RESUMO A desidratação de produtos vegetais prolonga sua vida útil e reduz sua massa e volume, o que aumenta a eficiência de transporte e armazenamento e agrega valor aos alimentos. No entanto, é um processo intensivo em energia e tempo, tornando necessária a busca por tecnologias mais eficientes. Diante do exposto, objetivou-se investigar o processo de desidratação de gengibre por infravermelho através da aproximação do período constante de desidratação à teoria do processo de transferência de calor e de massa para o termômetro de bulbo molhado, e do período decrescente de desidratação à teoria de difusão liquida. Foram utilizadas fatias de 5,0 mm de espessura e 2,0 cm de diâmetro para serem secas em um secador com fonte de irradiação infravermelha nas temperaturas de 50, 60, 70, 80, 90 e 100 °C, até massa constante. Os coeficientes de transferência de calor e de massa, e o coeficiente de difusão efetivo, aumentaram linearmente com o aumento da temperatura, obtendo-se valores que variaram respectivamente de 69,40 a 92,23 W m-2 °C-1, 0,062 a 0,089 m s-1 e 3,81 x 10-9 a 1,13 x 10-8 m2 s-1. A variação dos coeficientes de transferência de calor e de massa foi descrita por um modelo lin