Modeling and thermodynamic properties of the drying of tamarind (Tamarindus indica L.) seeds

ABSTRACT In the present study, the objective was to fit different models to the experimental data of drying of tamarind (Tamarindus indica L.) seeds and to select the best model, to determine the effective diffusion coefficient, activation energy and thermodynamic properties for the process during drying at different temperatures. The experiment was carried out at the Laboratory of Post-Harvest of Vegetable Products of the Instituto Federal Goiano (Federal Institute Goiano) - Campus of Rio Verde, GO, Brazil. Seeds with initial moisture content of 18 ± 0.25% dry basis were oven dried with forced air ventilation, at controlled temperatures of 45, 60, 75 and 90 °C in four repetitions. Nonlinear regression models used to describe the phenomenon were fitted to the experimental data. To represent the drying of tamarind seeds, the Midilli model was selected for the range from 45 to 60 ºC and the Two terms model was selected for the range from 75 to 90 ºC. The effective diffusion coefficient increases with the increase of drying air temperature, being described by the Arrhenius equation, with activation energy of 35.16 kJ mol-1. Enthalpy and entropy decreases, while Gibbs free energy increases with increasing drying temperature. RESUMO No presente estudo, objetivou-se ajustar diferentes modelos aos dados experimentais da secagem das sementes de tamarindo (Tamarindus indica L.) e selecionar o melhor modelo, determinar o coeficiente de difusão efetivo, a energia de ativação e as propriedades termodinâmicas para o processo, durante a secagem em diversas temperaturas. O experimento foi conduzido no Laboratório de Pós-Colheita de Produtos Vegetais do Instituto Federal Goiano - Campus Rio Verde. As sementes com teor de água inicial de 18 ± 0,25% base seca, foram secas em estufa com ventilação de ar forçada, nas temperaturas controladas de 45, 60, 75 e 90 °C, em quatro repetições. Aos dados experimentais foram ajustados a modelos de regressão não linear utilizados para descrição do fenômeno. Para representar a secagem das sementes de tamarindo o modelo de Midilli foi selecionado para a faixa de 45 a 60 ºC, e para 75 a 90 ºC o modelo ajustado foi o de Dois termos. O coeficiente de difusão efetivo aumenta com a elevação da temperatura do ar de secagem, sendo descrito pela equação de Arrhenius, com energia de ativação de 35,16 kJ mol-1. A entalpia e entropia decrescem, enquanto a energia livre de Gibbs aumenta com o incremento da temperatura de secagem.