Evaluation of thermo-physical properties and drying kinetics of carrots in a convective hot air drying system

This paper presents an experimental study on the evolution of carrot properties along convective drying by hot air at different temperatures (50ºC, 60ºC and 70ºC). The thermo-physical properties calculated were: specific heat, thermal conductivity, diffusivity, enthalpy, heat and mass transfer coefficients. Furthermore, the data of drying kinetics were treated and adjusted according to the three empirical models: Page, Henderson & Pabis and Logarithmic. The sorption isotherms were also determined and fitted using the GAB model. The results showed that, generally, the thermo-physical properties presented a decline during the drying process, and the decrease was faster for the temperature of 70ºC. It was possible to verify that the Page model presented the best prediction ability for the representation of kinetics of the drying process. The GAB model used to fit the sorption isotherms showed a good prediction capacity and, at a given water activity, despite some variations, the amount of water sorbed increased with the decrease of drying temperature.

Drying Peppers: Technolocy and Properties

The peppers can be very diverse, from sweet to hot peppers, varying in shape, in colour, in properties and usages. While some are eaten in the fresh state, many of them undergo a drying process to be preserved for a longer time and to increase availability and convenience. Hence, after harvesting, in many cases a drying operation is involved, and the present chapter aims to address this operation, of pivotal importance. In ancient times, the drying of foods in general and peppers in particular was done by exposure to the solar radiation. However, despite its cheapness and easiness, this process involved many drawbacks, like long drying times, probability of adverse atmospheric conditions and contaminations of the product. Hence, nowadays its usage is reduced. The most popular industrial drying method is the hot air convective drying. However, the high temperatures to which the product is exposed can cause changes in the composition and nutritional value as well as in the physical properties or organoleptic quality of the products. Other alternative methods can be used, but sometimes they are more expensive or more time consuming, such as is the case of freeze drying. Still, this last also has visible advantages from the quality point of view, minimizing the changes in texture, colour, flavour or nutrients. The knowledge of adequate drying operating conditions allows the optimization of the product characteristics, and hence to know the drying kinetics or the isotherms is fundamental to properly design the most adequate drying processes, and therefore preserve the organoleptic characteristics as well as the bioactive compounds present.

Variação da composição nutricional e propriedades de cenouras durante a secagem

Este trabalho teve como objetivo a determinação das propriedades da cenoura (Daucus carota L.), da variedade Nantes, antes, durante e após a secagem por convecção a três temperaturas diferentes (50, 60 e 70 ºC).De forma a verificar as alterações ao nível de diferentes propriedades, tais como: propriedades químicas (humidade, proteínas, fibras, cinzas, açúcares e 'aw') propriedades físicas (textura, cor, porosidade e densidade) e propriedades termofísicas (calor específico, condutividade térmica, difusividade e entalpia). Dos resultados obtidos foi possível concluir que a temperatura de secagem de 70 º C foi a que mais afetou as propriedades químicas analisadas, tais como a humidade, proteínas e açúcares redutores, onde estes sofreram uma diminuição ao longo das secagens. A 'aw' também apresentou uma diminuição ao longo das secagens, onde apresentou um menor valor na secagem a 70 ºC, tendo passado de 0,97 para 0,69, enquanto as temperaturas de 50 ºC e 60 ºC apresentaram um valor final igual, de 0,74. No que diz respeito às propriedades físicas, verificou-se que em relação à textura registaram-se evoluções semelhantes em termos de dureza, mastigabilidade e gomosidade, na medida em que sofreram uma acentuada diminuição nas primeiras horas de secagem, e a temperatura de 70 ºC foi a que mais afetou estas propriedades. No caso da cor a temperatura de 60 ºC foi a que provocou uma maior diferença de cor, a qual ao longo da secagem esta foi aumentando. A porosidade sofreu um aumento com as secagens devido à diminuição da humidade, no entanto a temperatura de 70 ºC foi a que obteve uma menor porosidade, e as temperaturas de 50 ºC e 60 ºC apresentaram valores de porosidade semelhantes. As propriedades termofísicas registaram uma diminuição ao longo da secagem, onde o calor específico sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 70 ºC, passando de 3,90 kJ/kg.K para 1,99 kJ/kg.K. A condutividade térmica também sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 70 ºC, diminuindo de 0,5243 W/m.K para 0,2782 W/m.K. A difusividade foi de igual forma afetada pela temperatura de 70 ºC, tendo diminuído de 1,50×10-7 m2/s para 1,06×10-7 m2/s. No caso da entalpia, esta sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 50 ºC, passando de 233 J/kg para 96,7 J/kg. As isotérmicas de sorção foram ajustadas ao modelo de GAB, onde se verificou que apesar de algumas oscilações a quantidade de água sorvida a uma determinada aw, aumentou com a diminuição da temperatura.Os dados da cinética de secagem foram tratados e ajustados de acordo com três modelos: Page, Henderson & Pabis e Logarítmico, tendo-se verificado que o modelo de Page foi o que mostrou melhor descrever os processos em estudo, enquanto o pior modelo para descrever a cinética de secagem foi o Logarítmico.