Isotermas e calor isostérico de sorção do feijão

O teor de água de equilíbrio dos grãos de feijão foi determinado pelo método dinâmico-gravimétrico para temperaturas entre 25 e 55 °C e atividades de água para cada temperatura, entre 0,20 e 0,75. Observou-se que o teor de água decresce com o aumento da temperatura para uma dada atividade de água à semelhança dos produtos higroscópicos. Aos dados experimentais foram ajustados diversos modelos matemáticos disponíveis na literatura (Brunauer-Emmett-Teller, Chung Pfost, Copace, Guggenhein-Anderson-de Boer, Halsey Modificado, Henderson, Henderson Modificado, Oswin, Sabbah e Sigma Copace). Segundo os parâmetros estatísticos de análise, o modelo de Halsey Modificado foi o que descreveu melhor a higroscopicidade do feijão. A partir dos resultados obtidos calculou-se o calor isostérico para cada teor de água de equilíbrio. Observou-se que o calor isostérico aumenta com a diminuição do conteúdo de água do produto, indicando que a redução do teor de água aumenta a energia necessária para a remoção de água. Os valores de calor isostérico para os grãos de feijão na faixa de umidade de 10,10 a 21,71 (% b.s.), variam de 3961 a 2718 kJ kg-1.

Isotermas de adsorción en harina de maíz (Zea mays L.)

El objetivo de este trabajo fue determinar las isotermas de adsorción de humedad de harina de maíz a tres temperaturas (7, 22 y 45 °C) para el rango de a w entre 0,10 y 0,95. Las isotermas se modelaron utilizando siete ecuaciones comúnmente aplicadas en alimentos. La calidad de ajuste se evaluó con el coeficiente de regresión (r²) y el porcentaje de error medio relativo (% E), en función de los cuales se observó que los modelos propuestos por GAB, Oswin y Halsey ajustaron de mejor manera los datos experimentales. La humedad de la monocapa (Xm) y la humedad de seguridad (X S) presentaron dependencia con la temperatura con valores de Ea de 13,6 y 3,3 kJ/mol, respectivamente. Se cálculo el calor isostérico de adsorción (Q S) usando la ecuación de Clausius-Clapeyron, obteniéndose un máximo de 21 kJ/mol, para una humedad de 0,075 g agua/g m.s., este parámetro se modeló utilizando la ecuación propuesta por Tsami.

Determinação de isotermas de adsorção de Saccharomyces cerevisiae empregando acetato e sulfato de cádmio

Para determinar as isotermas de adsorção de cádmio por Saccharomyces cerevisiae, foram utilizados os sais acetato e sulfato de cádmio, nas concentrações de 5; 10; 20; 40; 60; 80 e 100 mg.L-1. A biomassa foi produzida a partir de uma cultura "starter" de Saccharomyces cerevisiae IZ 1904. Após o contato de 16 horas entre o microrganismo em estudo e as soluções teste, a biomassa foi separada por centrifugação e o teor de cádmio residual foi determinado por espectrofotometria de absorção atômica diretamente no sobrenadante. Os dois sais testados demonstraram acúmulo crescente do metal nas concentrações de 5; 10; 20 e 40 mg.L-1. Porém, nas concentrações de 60; 80 e 100 mg.L-1, foi observado um acúmulo decrescente do metal, mostrando assim danos da parede celular, nem sempre evidenciados em nível de membrana citoplasmática, visualizados por microscopia eletrônica de varredura.

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.

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.

Isotermas de sorção e cinética de secagem de sementes de pomelo

The drying of grapefruit seeds, by-products from grapefruit processing, was studied at 40, 50, 60 and 70°C and at three air velocities, 0.6, 1.0 and 1.4 m s-1. Sorption isotherms of grapefruit seeds were obtained at each temperature by the static method using saturated salt solutions. The Henderson model adequately described the sorption isotherms, over the entire temperature range. Drying rates indicated that the drying of grapefruit seeds took place under the falling rate period. Effective moisture diffusivity in grapefruit seeds ranged from 4.36 × 10-10 to 6.82 × 10-10 m2 s-1. The temperature dependence of the effective diffusivity followed an Arrhenius relationship, and the activation energies were 12.23, 11.29 and 11.79 kJ mol-1 for dried grapefruit seeds under air velocities of 0.6, 1.0 and 1.4 m s-1, respectively. Three thin-layer models were used to predict the drying curves, Page, Lewis, and Henderson-Pabis model. The Page model presented the best fit for all drying air temperatures and velocities studied.

Extratos de sementes de gergelim preto (Sesamum indicum L) obtidos via CO2 supercrítico: isotermas de rendimento global, dados cinéticos e ajustes, ácidos graxos totais, fitosteróis e efeitos neuroprotetores

Na medicina popular brasileira, sementes de gergelim preto (Sesamum indicum L) é um dos mais importantes ingrediente presentes em um chá usado para tratar vítimas de acidente vascular encefálico (AVE). Porém, o isolamento de extratos de gergelim preto para fins medicinais usando a tecnologia do fluido supercrítico não foi realizado. O objetivo deste trabalho foi investigar algumas variáveis de processo da extração com fluido supercrítico em sementes de gergelim preto para gerar extratos aplicáveis a pesquisa do AVE isquêmico focal. Duas isotermas (40 e 60 ºC) foram exploradas, combinadas com pressões de 200-400 bar, em vazão mássica de CO₂ constante de 5,9 x 10^-5 kg/s. Os rendimentos globais foram de 37-53% em base seca. O maior rendimento foi obtido em 60 ºC e 400 bar. A composição de ácidos graxos mostrou uma elevada razão de insaturados/ saturados. A análise de conteúdo de fitosteróis no extrato de maior rendimento revelou maiores quantidades de β-sitosterol + sitostanol, colesterol, campesterol + campestanol + 24-metileno colesterol, Δ-5 avenasterol and estigmasterol, enquanto que menores níveis de Δ-5,24 estigmastadienol, brassicasterol, clerosterol + Δ-5-23 estigmastadienol, Δ-7 avenasterol, eritrodiol and Δ-7 estigmastenol foram observados. As curvas de extração das extrações com fluido supercrítico no menor e maior rendimento mássico (200 e 400 bar a 60 ºC) foram ajustadas pelos modelos de Tan e Liou (1989), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), Goto et al. (1993) e Sovová (1994 e 2012). Os modelos de Tan e Liou (1989), Goto et al. (1993) e Sovová (1994 e 2012) apresentaram as melhores valores nominais de somas residuais dos quadrados. Experimentos pilotos sugerem que o extrato obtido via fluido supercrítico de gergelim preto é neuroprotetor em relação a isquemia focal por endotelina-1 no córtex motor de ratos machos adultos, observada a redução da área de infarto isquêmico.

Influência da temperatura nos parâmetros de modelos bi-paramétricos que predizem isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó

Oito modelos matemáticos bi-paramétricos, existentes na literatura e com larga aplicação na predição de isotermas de adsorção foram submetidos à análise. O guaraná (Paullinia cupana) em pó objeto deste estudo foi obtido em "spray dryer", a partir de um extrato hidroalcoólico. Ajustaram-se os pontos experimentais das isotermas de adsorção de umidade do produto à 15°C, 25°C e 35°C, por análise de regressão não-linear. Para estudar o efeito da temperatura nos parâmetros dos modelos utilizaram-se regressões dos tipos: linear, exponencial, logarítmica e inversa. Utilizou-se para fazer os ajustes o aplicativo STATGRAPHICS 5.1. Entre os modelos testados os que apresentam melhores resultados foram as equações de Handerson, Oswin e Mizrahi.

Aplicação de modelos matemáticos bi e tri-paramétricos na predição de isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó

Doze modelos matemáticos (seis bi-paramétricos e seis tri-paramétricos), amplamente utilizados na predição de isotermas, foram estudados, com o objetivo de predizer isotermas de adsorção de umidade do guaraná (Paullinia cupana) em pó, obtido em "sprey dryer". As isotermas de adsorção de umidade do produto à 15° C, 25° C e 35° C, foram ajustadas por análise de regressão não-linear, usando o aplicativo STATGRAPHICS 5.1. Entre os modelos testados os que apresentaram melhores resultados nos ajustes foram as equações tri-paramétricas de GAB, BET modificada e Anderson, e as equações bi-paramétricas de Handerson e Oswin.

Aplicabilidade das equações isotermas de Freundlich e Langmuir na interação biossortiva de corantes têxteis com Saccharomyces cerevisiae liofilizada

This paper presents a study of the applicability of adsorption isotherms, known as Langmuir and Freundlich isotherm, between the biosorptive interaction of yeast lyophilized Saccharomyces cerevisiae and textile dyes. To that end, we prepared stock solutions of the textile dyes Direct Red 23 and Direct Red 75 in the concentration of 1.000μg/mL and a yeast suspension at 2,5%. We did experiments for two cases, firstly for the case that we have a fix concentration of yeast at 0,500mg/mL and an variable concentration of dye range from40, 50, 60, 80 and 100μg/mL, then for the case that we fixed the concentration of dye at 100μg/mL and the yeast concentration was variable range from 0,250, 0,500, 0,750, 1,000, 1,250mg/mL. For the dye Direct Red 23 we did analysis in the pH 2,5, 4,5 and 6,5; for the Direct Red 75, we just did for the pH 2,5. We leave the dye solution in contact with the yeast for 2 hours at a constant temperature of 30°C and then centrifuged and analyzed the sample in a spectrophotometer and finally made and analysis of parameters for the removal and study of the isotherms. After the biosorption, was observed that for the Direct Red 23 in the pH 2,5 was needed 1,407mg/mL of yeast for total removal, while for the pH 4,5 was needed 8,806mg/mL and in pH 6,5 was 9,286mg/mL; for the Direct Red 75 in pH 2,5 was needed 1,337mg/mL. This difference can be explain by the adsorption isotherms, was observed that in the case when the yeast was fix when we had in a acid pH the behavior of the system was compatible with the Langmuir isotherm, and thus, an monolayer pattern. And that when we decrease the acidity of the medium the system became more compatible with a Freundlich isotherm, and thus, a multilayer pattern; for the case that the yeast was variable this is not much evident, however for the pH 2,5 she became compatible with a Langmuir isotherm... (Complete abstract click electronic access below)

Estudo da adsorção de níquel (II) e zinco (II) em soluções aquosas por lama vermelha natural e ativada: influência do PH, isotermas, cinética e termodinâmica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determinación de la higroscopicidad y comportamiento termodinámico de la madera juvenil y madura a través de sus isotermas de sorción

La respuesta higroscópica de la madera varía a lo largo de la dirección radial del árbol. El aumento de corta de ejemplares jóvenes y el uso de troncos de pequeños diámetros en la industria de los productos forestales, hacen preciso estudiar el comportamiento higroscópico tanto de la madera juvenil como de la madura. Su determinación proporciona información para comprender los mecanismos de sorción. Asimismo, la obtención de las propiedades termodinámicas de ambos tipos de madera facilita la modelización de procesos industriales como el secado o el encolado. En el presente trabajo, se ha comparado el comportamiento higroscópico y las propiedades termodinámicas de la madera juvenil y madura de Abies pinsapo Boissier, Abies alba Mill., Pinus canariensis C. Sm. ex DC., Pinus nigra Arnold, Pinus uncinata Mill. ex Mirb. y Pinus pinea L. Para este propósito se han utilizado las isotermas de sorción obtenidas mediante el método tradicional de sales saturadas descrito por COST Action E8 a 15, 35 y 50ºC en Abies pinsapo, Abies alba, Pinus nigra, Pinus uncinata y Pinus pinea, y a 35 y 50ºC en Pinus canariensis. Igualmente, se ha empleado el equipo dynamic vapor sorption (DVS) en la obtención de las isotermas de Pinus pinea a 35 y 50ºC. El ajuste de las curvas se ha realizado mediante el modelo Guggenheim, Anderson y de Boer-Dent (GAB), cumpliendo todas las muestras los criterios de aceptación establecidos. En el estudio de las isotermas se ha calculado el coeficiente y área de histéresis entre el proceso de adsorción y desorción para cada una de las muestras. Con el fin de comprender el comportamiento higroscópico experimentado por cada madera se ha determinado la composición química, espectros de infrarrojos (FTIR) y difractogramas de rayos X de cada una. Los parámetros termodinámicos - calor isostérico neto y total heat of wetting - se han obtenido a partir de las isotermas de sorción mediante el método de integración de la ecuación de Clausius-Clapeyron. Finalmente, se han comparado los datos obtenidos con el método tradicional de sales saturadas y con dynamic vapor sorption con el propósito de conocer la existencia de similitudes entre ambas metodologías. Los resultados mostraron que los puntos de equilibrio son, en la mayor parte de los casos, superiores en la madera madura frente a la juvenil, y por tanto las isotermas de la madera madura se encuentran siempre por encima de las de la juvenil, debido principalmente a la composición química. Respecto a las propiedades termodinámicas, se ha determinado que la energía involucrada en los procesos de sorción es superior en la madera madura que en la madera juvenil, siendo mayor en el proceso de desorción frente al de adsorción. En la comparación de las metodologías de sales saturadas y dynamic vapor sorption no se han detectado casi diferencias significativas en el proceso de adsorción, mientras que sí se han obtenido en el de desorción. ABSTRACT The hygroscopic response of wood varies throughout the radial direction of the tree. The longer cut of young trees and the use of small-diameter trunks in the forest product industry make it necessary to study the hygroscopic behaviour of both juvenile and mature wood. Determining this behaviour in both types of wood provides information for understanding the sorption mechanisms. Similarly, obtaining the thermodynamic properties of juvenile and mature wood facilitates modelling of industrial processes such as drying and bonding. In this study a comparison was made of the hygroscopic behaviour and thermodynamic properties of juvenile and mature wood of Abies pinsapo Boissier, Abies alba Mill., Pinus canariensis C. Sm. ex DC., Pinus nigra Arnold, Pinus uncinata Mill. ex Mirb. and Pinus pinea L. This was done by obtaining the sorption isotherms using the traditional saturated salt method described by COST Action E8 at 15, 35 and 50ºC in Abies pinsapo, Abies alba, Pinus nigra, Pinus uncinata and Pinus pinea, and at 35 and 50ºC in Pinus canariensis. In addition, dynamic vapour sorption (DVS) was used to obtain the isotherms of Pinus pinea at 35 and 50ºC. The curves were fitted using the Guggenheim, Anderson and de Boer- Dent (GAB) model and all samples met the established acceptance criteria. In the study of the isotherms, the hysteresis coefficient and area of the hysteresis loop between adsorption and desorption were calculated for each sample. To understand the hygroscopic behaviour of juvenile and mature wood, the chemical composition, infrared spectra (FTIR) and X-ray diffractograms of each type of wood were determined. The thermodynamic parameters - net isosteric heat and total heat of wetting - were obtained from the sorption isotherms by applying the integration method of the Clausius-Clapeyron equation. The data obtained using the traditional saturated salt method and with dynamic vapour sorption were compared to determine the similarities between the two methods. The results showed that the equilibrium points are greater in the mature wood than in the juvenile wood in most cases, and therefore the mature wood isotherms are always above the juvenile wood isotherms, mainly because of the chemical composition. As regards the thermodynamic properties, it was determined that the energy involved in the sorption processes is greater in the mature wood than in the juvenile wood, and is greater in the desorption process than in the adsorption process. On comparing the saturated salt and dynamic vapour sorption methods, almost no significant differences were detected in the adsorption process, but significant differences were obtained in the desorption process.

Cinética e isotermas de adsorción de Pb(II) en el suelo de Monterrey

El plomo se encuentra como contaminante mayoritario en suelos de empresas del ramo minero-metalúrgico. En el presente estudio se determinó la adsorción de Pb(II) a pH 4, en un suelo típico del área metropolitana de Monterrey, Nuevo León.