Analysis of applicability of Peleg model to the cooking-infusion of mackerel (Scomber japonicus) slices

Mass transfer kinetics in osmotic dehydration is usually modeled by Fick's law, empirical models and probabilistic models. The aim of this study was to determine the applicability of Peleg model to investigate the mass transfer during osmotic dehydration of mackerel (Scomber japonicus) slices at different temperatures. Osmotic dehydration was performed on mackerel slices by cooking-infusion in solutions with glycerol and salt (a w = 0.64) at different temperatures: 50, 70, and 90 ºC. Peleg rate constant (K1) (h(g/gdm)-1) varied with temperature variation from 0.761 to 0.396 for water loss, from 5.260 to 2.947 for salt gain, and from 0.854 to 0.566 for glycerol intake. In all cases, it followed the Arrhenius relationship (R²>0.86). The Ea (kJ / mol) values obtained were 16.14; 14.21, and 10.12 for water, salt, and glycerol, respectively. The statistical parameters that qualify the goodness of fit (R²>0.91 and RMSE<0.086) indicate promising applicability of Peleg model.

Propiedades reológicas y de adsorción de agua de harina extrudida de arroz y bagazo de cebada

El bagazo de cebada procedente de la industria cervecera se utiliza comúnmente en la alimentación animal, pero por medio de un proceso adecuado puede servir como alternativa en las formulaciones de productos alimentares ricos en fibra y proteína. La combinación de bagazo de cebada y arroz (82:18) fue procesada por extrusión para obtener la harina mixta extrudida de bagazo y arroz, de la cual se determinaron las propiedades reológicas y de adsorción de agua, cuyos valores fueron comparados con la harina de arroz cruda. Los modelos matemáticos de Oswin, Smith, Peleg (1988) y Peleg (1993) fueron utilizados para explicar las propiedades de absorción en diferentes temperatura (25, 30, 35 y 45 ºC) y actividades de agua (0.11 a 0.97). Peleg (1993) fue el modelo que mejor describe las curvas de absorción de agua. El perfil de viscosidad aparente de la harina extrudida es similar al de harina de arroz crudo; no presenta viscosidad inicial pero se caracteriza por tener menor temperatura de pasta, quiebra de viscosidad y tendencia a la retrogradación.

Propiedades de adsorción de agua de dos genotipos de arroz rojo

A pesar de ser una plaga en el cultivo del arroz blanco, el arroz rojo (Oryza sativa L.) es muy apreciado por su valor nutritivo, sabor, textura y propiedades benéficas. Sus propiedades de adsorción de agua aún no han sido elucidadas, por ese motivo, el objetivo del presente trabajo fue estudiar las propiedades de adsorción de agua de dos genotipos de arroz rojo PB01 y PB05. Fueron utilizados granos de arroz en cáscara con tenor de agua inicial de 2 daga kgms-1 sometidos a proceso de adsorción en 0.113£Aw£0.973 y temperaturas de 30, 50 y 70 °C. Los modelos de Peleg, GAB y Clausius-Clapeyron fueron usados para predecir las variaciones de la humedad de equilibrio en función del tiempo, las isotermas y estabilidad y el calor isostérico de adsorción de agua, respectivamente. Estos modelos matemáticos se adecuaron bien a los datos experimentales, presentando Raj2>97% y SE<0.7 dag kg-1. La tasa inicial y la capacidad de adsorción de agua aumentaron exponencialmente en función de Aw. Las isotermas, la estabilidad y el calor isostérico del arroz rojo dependen de las características de cada genotipo. El genotipo PB01 es más estable entre 30 y 50 °C y el PB05 entre 50 y 70 °C.

Isotermas de sorção de tâmaras: determinação experimental e avaliação de modelos matemáticos

As isotermas de sorção de tâmaras (Phoenix dactylifera L.), da variedade Zahidi, foram determinadas para três temperaturas, 60, 70 e 80° C pelo método estático gravimétrico. As curvas experimentais foram ajustadas pelas equações de BET, BET linearizada, GAB, HALSEY, OSWIN e PELEG. O desvio relativo entre os valores experimentais e os valores estimados foi calculado para cada curva, a fim de se avaliar qual equação melhor se ajustou aos dados experimentais.

Obtenção das isotermas de sorção e modelagem matemática para a pêra bartlett (Pyrus sp.) Com e sem desidratação osmótica

Este trabalho aborda o estudo teórico-experimental da atividade de água de pêras in natura e desidratadas osmoticamente a 55ºBrix e 40ºC. As isotermas foram construídas para três níveis de temperatura (40ºC, 60ºC e 80ºC) e ajustadas pelos modelos mais usuais: Langmuir, BET, BET linear, GAB, Halsey, Oswin, Peleg, Chung e Henderson. O desvio relativo entre os valores experimentais e os valores estimados foi calculado para cada curva, a fim de se avaliar qual equação melhor se ajustou aos dados experimentais. O modelo que melhor tratou os resultados das isotermas de dessorção da pêra foi o de Henderson entre os modelos que englobam a temperatura. Em relação aos modelos que tratam as isotermas isoladamente, os modelos de Peleg, GAB e Oswin apresentaram o melhor ajuste para a pêra desidratada e in natura.

Influência da temperatura e da concentração do cloreto de sódio (NaCl) nas isotermas de sorção da carne de tambaqui (Colossoma macroparum)

As isotermas de sorção da carne de tambaqui desidratada osmoticamente foram determinadas a três temperaturas (5, 17 e 29ºC) e com duas concentrações de solução osmótica (10 e 30% de NaCl), pelo método gravimétrico. Quatro modelos de sorção foram testados para verificar o melhor ajuste; GAB, Oswin, BET e PELEG. Os dados experimentais se ajustaram satisfatoriamente aos modelos. O modelo escolhido para este trabalho foi o de PELEG. Para o ajuste nas curvas de sorção, foi feita a análise de regressão não-linear, usada o programa estatístico ORIGIN 4.0 para estimar as constantes dos modelos. A avaliação do melhor ajuste foi feita pela análise do coeficiente de determinação do ajuste (r²) e teste de Qui-quadrado (x²). Foram analisadas as influências da variação da temperatura e concentração de NaCl na atividade de água da carne do tambaqui. À medida que decresce a temperatura há um decréscimo na atividade de água. Um aumento na concentração do NaCl diminui a atividade de água. A propriedade termodinâmica estudada foi o calor isostérico de sorção. A medida que aumenta a concentração da solução osmótica aumenta o valor do calor isostérico de sorção.

Cinética de la transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de yacón (Smallanthus sonchifolius)

El yacón (Smallanthus sonchifolius) es un tubérculo andino de vida útil muy corta bajo condiciones ambientales. Los objetivos de este trabajo fueron determinar: 1) la cinética de deshidratación osmótica de yacón, utilizando sacarosa como soluto; 2) el ajuste de la ecuación de Peleg a los datos experimentales; y 3) el coeficiente de difusión usando la ecuación de Hawkes y Flink. La fruta se peló y cortó en placas de 3 x 3 x 0,3 cm. Se la deshidrató osmóticamente con solución de sacarosa al 40% (p/p), hasta aw = 0,97. El proceso se realizó a temperatura de 25 °C y con agitación continua (105 rpm). Se determinó la pérdida de peso de las muestras, la ganancia de sólidos y la retención de agua. Los parámetros obtenidos para el ajuste de pérdida de agua y ganancia de sólidos son respectivamente: k1: 8,2 0,1 y k2: 0,53 ± 0,06; k1: 234 ± 8 y k2: 2,6 ± 0,5. La mayor transferencia de masa, tanto de agua como de soluto, ocurre durante los primeros 60 a 90 minutos de proceso, lográndose una ganancia media de sólidos de 9,5 [g.100 g-1 MF] y una pérdida de agua de 68,8 [g.100 g-1MF]. Se puede asegurar que es posible aplicar satisfactoriamente el proceso de deshidratación osmótica en yacón como pre tratamiento de conservación.

Osmotic dehydration of sweet potato (Ipomoea batatas) in ternary solutions

The aim of this work was to evaluate the osmotic dehydration of sweet potato (Ipomoea batatas) using hypertonic sucrose solutions, with or without NaCl, at three different concentrations, at 40 °C. Highest water losses were obtained when the mixture of sucrose and NaCl was used. The addition of NaCl to osmotic solutions increases the driving force of the process and it is verified that the osmotic dehydration process is mainly influenced by changes in NaCl concentration, but the positive effect of the salt-sucrose interaction on soluble solids also determined the decrease of solid gain when solutes were at maximum concentrations. Mass transfer kinetics were modeled according to Peleg, Fick and Page's equations, which presented good fittings of the experimental data. Peleg's equation and Page's model presented the best fitting and showed excellent predictive capacity for water loss and salt gain data. The effective diffusivity determined using Fick's Second Law applied to slice geometry was found to be in the range from 3.82 x 10-11 to 7.46 x 10-11 m²/s for water loss and from 1.18 x 10-10 to 3.38 x 10-11 m²/s for solid gain.

Análise da hidratação do arroz na parboilização

O objetivo deste trabalho foi estudar o fenômeno de hidratação em grãos de arroz da variedade IRGA 424 para diferentes temperaturas. Foram utilizados grãos de arroz em casca com teor de água inicial de 0,1364 kg a.kg-1ms embebidos em água destilada nas temperaturas de 35, 45, 55 e 75 ºC. O aumento da temperatura resultou em aumento da taxa de absorção de água e o modelo de Peleg ajustou-se satisfatoriamente aos dados experimentais. O coeficiente efetivo de difusão aumentou com o aumento da temperatura variando de 0,80 a 9,18 x 10-11 m²/s. A dependência do coeficiente efetivo de difusão com a temperatura pode ser descrita pela relação de Arrhenius, apresentando, para a faixa de temperatura estudada, a energia de ativação de 33,2 kJ.mol-1.

Effects of the mechanical damage on the water absorption process by corn kernel

The purpose of this study was to investigate and model the water absorption process by corn kernels with different levels of mechanical damage Corn kernels of AG 1510 variety with moisture content of 14.2 (% d.b.) were used. Different mechanical damage levels were indirectly evaluated by electrical conductivity measurements. The absorption process was based on the industrial corn wet milling process, in which the product was soaked with a 0.2% sulfur dioxide (SO2) solution and 0.55% lactic acid (C3H6O3) in distilled water, under controlled temperatures of 40, 50, 60, and 70 ºC and different mechanical damage levels. The Peleg model was used for the analysis and modeling of water absorption process. The conclusion is that the structural changes caused by the mechanical damage to the corn kernels influenced the initial rates of water absorption, which were higher for the most damaged kernels, and they also changed the equilibrium moisture contents of the kernels. The Peleg model was well adjusted to the experimental data presenting satisfactory values for the analyzed statistic parameters for all temperatures regardless of the damage level of the corn kernels.

Kinetic, thermodynamic properties, and optimization of barley hydration

The hydration kinetics of five barley cultivars was studied at six different temperatures ranging from 10 to 35 ºC for 32 hours applying the Peleg model. Response Surface was used to describe dynamic of the process and identify the hydration time for each cultivar. The activation energy (Ea), enthalpy (ΔH*), entropy (ΔS*), and Gibbs free energy (ΔG*) were estimated from the adjusted parameters and Arrhenius equation. Temperature had significant effect on the hydration of the five cultivars. At low temperatures, the stabilization time for hydration was faster. Peleg constants K1 and K2 decreased with increasing temperature. The cultivar BRS BRAU showed the lowest value of initial absorption rate (R0 = 0.149 kg.h-1) at 10 ºC, while the cultivar BRS BOREMA had the highest value of R0 (0.367 kg.h-1 at 35 ºC). The equilibrium moisture content (Me) increased with increasing temperature. The cultivars BRS CAUE and BRS BRAU showed the lowest values of Ea, ΔH*, ΔS* showed negative values, and ΔG* increased with increasing temperature, confirming the effect of temperature on hydration.

Isotermas de sorção de sementes de Eucaliptus grandis e Pinus taeda

As sementes florestais devem ser armazenadas adequadamente, a fim de reduzir ao mínimo o processo de deterioração. É possível estabelecer uma relação entre o teor de água livre na semente e sua conservação, expresso pela atividade de água, através da relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio sobre a semente e a pressão de vapor de água pura, à mesma temperatura. Uma isoterma é uma curva que descreve, em uma umidade específica, a relação de equilíbrio de uma quantidade de água sorvida por componentes da semente e a pressão de vapor ou umidade relativa, a uma temperatura específica. O objetivo deste trabalho foi estudar as isotermas de sorção para sementes de Eucalyptus grandis e Pinus taeda, que são espécies florestais de interesse econômico. Os graus de umidade das sementes foram ajustados, antes do armazenamento, usando-se dessecadores com sílica gel ou através de reidratação sobre água. Para o controle da quantidade de água removida ou absorvida, as subamostras foram pesadas periodicamente, sendo o processo encerrado ao ser atingido o peso correspondente ao grau de umidade final desejado para cada tratamento. Foram realizadas determinações de umidade e de atividade de água e utilizados diferentes modelos de equações empíricas que correlacionam dados experimentais das isotermas de sorção em materiais biológicos. O melhor ajuste das isotermas de sorção foi alcançado pelos modelos de três parâmetros de Langmuir e de quatro parâmetros de Peleg para sementes de E. grandis e de P. taeda, respectivamente.

Ajuste de isotermas de sorção de sementes de cultivares de feijoeiro

É possível estabelecer uma relação entre o teor de água livre na semente e sua conservação, expresso pela atividade de água, através da relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio na semente e a pressão de vapor de água pura, à mesma temperatura. Uma isoterma é uma curva que descreve a relação de equilíbrio de uma quantidade de água sorvida por componentes da semente e a pressão de vapor ou umidade relativa, a uma temperatura específica. O objetivo deste trabalho foi estudar as isotermas de sorção para sementes de feijoeiro dos cultivares Tibatã e Una. Os graus de umidade das sementes foram ajustados, antes do armazenamento, em dessecadores com sílica gel ou através de reidratação sobre água. Para o controle da quantidade de água removida ou absorvida, as subamostras foram pesadas periodicamente, sendo o processo encerrado ao ser atingido o peso correspondente ao grau de umidade final desejado para cada tratamento. Foram realizadas determinações de umidade e de atividade de água e utilizados diferentes modelos de equações empíricas que correlacionam dados experimentais das isotermas de sorção em materiais biológicos. O melhor ajuste das isotermas de sorção foi alcançado pelos modelos de Oswin e Peleg para sementes de feijoeiro, cultivares Tibatã e Una, respectivamente.