Avaliação das condições de secagem no rendimento e na qualidade do óleo de linhaça (Linum usitatissimum L.)

De origem asiática, a semente de linhaça (Linum usitatissimum L.) pertence à família das Lináceas e é obtida a partir do linho. A semente da linhaça é ainda a maior fonte alimentar de lignanas, compostos fotoquímicos parecidos com o estrogênio, que podem desempenhar ação anticancerígena. Rica em fibras solúveis tem aproximadamente 40% do seu peso composto por óleos ricos em Ômega 3, entre os quais se destaca o α-linolênico. A secagem é a operação unitária segundo o qual ocorre eliminação da água por evaporação ou sublimação, presente em um material, mediante a aplicação de calor com condições controladas. Visando averiguar o comportamento das sementes de linhaça durante a operação de secagem, o presente trabalho teve como objetivo principal realizar o planejamento experimental e analisar estatísticamente os resultados empregados para quantificar a influência da temperatura do ar (T), tempo de secagem (t), velocidade do ar de fluidização (Uf) e carga de sólidos (Cs), sobre a razão de umidade (Xr), rendimento em óleo (Rend.) e os parâmetros oleoquimicos. A estimativa do ponto ótimo de operação foi determinada em função das variáveis de entrada aplicando o conceito de desejabilidade global. Dentre as condições estabelecidas neste trabalho, o valor ótimo da Função Desejabilidade é quando T é deslocada próximo ao nível alto (72 oC), t para o mínimo (3 h), Uf para o ponto próximo ao central (0,83 m/s) e a Cs para o nível alto (500g), obtendo-se assim: 0,126 para Xr; 36,92 % para Rend.; 4,51 mg KOH/g para IA; 22,52 meqO2/Kg IP e 0,31% para DC. Foram obtidas as isotermas de dessorção das sementes de linhaça nas temperaturas de 40, 60 e 80°C. Os dados experimentais foram avaliados usando seis modelos matemáticos. A entalpia e a entropia diferencial de dessorção foram estimadas por meio das relações de Clausius-Clapeyron e Gibbs-Helmholtz, respectivamente. Os modelos de GAB e Peleg ajustaram adequadamente os dados experimentais. A teoria da compensação entalpia-entropia foi aplicada com sucesso às isotermas de dessorção e indica que o mecanismo de dessorção de umidade das sementes de linhaça pode ser considerado como controlado pela entalpia. A secagem das sementes de linhaça previamente umidificadas foram avaliadas em um secador de leito fixo e fluidizado, as corridas experimentais foram realizadas nas temperaturas de 40, 60 e 80°C, dentre dos cinco modelos propostos, o modelo de Midilli et al, foi o melhor modelo que melhor ajustou aos dados experimentais. Foi observado que a difusividade efetiva para as sementes de linhaça aumentou com a elevação da temperatura do ar de secagem para a secagem em leito fixo e fluidizado. A dependência da difusividade em relação à temperatura foi descrita pela equação de Arrhenius, por meio da qual se estimou para ambos os processos de secagem.

ABSTRACT: From Asian origin flaxseed (Linum usitatissimum L.) and belongs to the linaceae family and it is obtained from flax. It is considered a functional food, because it contains substances that may prevent diseases such as degenerative and cardiovascular diseases. Flaxseeds are still a major lignans source, that are photochemical compounds similar estrogen, which it may performs cancer-preventative. In addition to being one of the richest sources of α-linolenic acid oil and soluble fibre. The drying is a unit operation, in general, usually means removal of relatively small amounts of water from material by evaporation or by sublimation, applying heat under control conditions. Aiming to analyze the behavior of flax seeds during the drying operation, this study aimed to perform the experimental design and statistically analyze the results used to quantify the influence of air temperature (T), drying time (t) fluidization air velocity (Uf) and solids loading (Cs) on the humidity ratio (Xr), oil yield (Rend.) and the parameters oleochemicals. The estimate of the optimal point of operation was determined according to the input variables by applying the concept of global desirability. Among the conditions set out in this work, the optimal value of the function you want and when T is shifted to high level (72 oC), Uf is shifted to high level (0,83 m/s), t you for the minimum (3h ) and Cs for the secondary level (500 g), thus obtaining: 0.126 to Xr, 36,92 % for Rend.; 4.51 mg KOH/g for IA, 22,52meq O2/g IP and 0,31% for DC. We obtained the sorption isotherms of flaxseed at temperatures 40, 60 and 80 °C. Six mathematical models were applied to analyze the experimental data. The enthalpy and differential entropy were determined by appying Clausius-Clapeyron and Gibbs-Helmholtz equation, respectively. Peleg model and GAB model showed the best fit to experimental data. The enthalpy-entropy compensation theory was applied to the isotherms, indicating that they are enthalpy - controlled. The flaxseed Drying were evaluated in a fixed and fluidized bed dryer, the experimental runs were done at temperatures 40, 60 and 80 °C. Five mathematical models were evaluated and the Midilli et al. model was found to be the best model for describing the flaxseeds drying behavior. It was observed that the effective diffusivity for the flaxseeds increased with increasing drying air temperature. The diffusivity dependence by temperature was described by the Arrhenius equation. It was estimated the activation energy.