971 resultados para moisture sorption isotherm
Resumo:
Palm oil is one of the two most important vegetable oils in the world's oil and fats market. The extraction and purification processes generate different kinds of waste generally known as palm oil mill effluent (POME). Earlier studies had indicated the possibility of using boiler fly ash to adsorb impurities and colour in POME treatment. The adsorption treatment of POME using boiler fly ash was further investigated in detail in this work with regards to the reduction of BOD, colour and TSS from palm oil mill effluent. The amount of BOD, colour and TSS adsorbed increased as the weight of the boiler fly ash used was increased. Also, the smaller particle size of 425µm adsorbed more than the 850µm size. Attempts were made to fit the experimental data with the Freundlich, Langmuir and Dubinin-Radushkevich isotherms. The R² values, which ranged from 0.8974-0.9898, 0.8848-0.9824 and 0.6235-0.9101 for Freundlich, Langmuir and Dubinin-Radushkevich isotherms respectively, showed that Freundlich isotherm gave a better fit followed by Langmuir and then Dubinin-Radushkevich isotherm. The sorption trend could be put as BOD > Colour > TSS. The apparent energy of adsorption was found to be 1.25, 0.58 and 0.97 (KJ/mol) for BOD, colour and TSS respectively, showing that sorption process occurs by physiosorption. Therefore, boiler fly ash is capable of reducing BOD, Colour and TSS from POME and hence could be used to develop a good adsorbent for POME treatment.
Resumo:
The moisture adsorption characteristics of dried ginger slices was studied to determine the effect of storage conditions on moisture adsorption for the purpose of shelf life prediction, selection of appropriate packaging materials, evaluate the goodness-of-fit of sorption models, and determine the thermodynamics of moisture adsorption for application in drying. There was a highly significant effect (p < 0.05) of water activity (a w), temperature, and pre-treatment on the equilibrium moisture content (EMC) of the dried ginger slices. At constant a w, the EMC decreased as temperature increased. The EMC of all samples increased as the a w increased at constant temperature. The sorbed moisture of the unpeeled ginger slices was higher than the peeled while those of unblanched samples were higher than the blanched. Henderson equation allows more accurate predictions about the isotherms with the lowest %RMS, and therefore, it describes best the adsorption data followed by GAB, Oswin, and Halsey models in that order. The monolayer moisture generally decreased with temperature for all samples. The isosteric heat decreased with moisture content approaching the asymptotic value or the latent heat of vaporization of pure water (∆Hst = 0) while the entropy of sorption was observed to increase with moisture content.
Resumo:
Orange seeds are a promising agroindustry-waste which can be implemented in the extraction and production of vegetable oil. The relationship between moisture content and water activity provides useful information for the processing and storage of this waste item. The aim of this study was to determine the mechanism of water sorption enthalpy-entropy of orange seeds (C. sinensis cv. Brazilians) according to the moisture content. Therefore, desorption isotherms were determined at five different temperature (30, 40, 50, 60, and 70 ºC) under a wide range of moisture content (0.005-0.057 kg kg-1 d.b.) and water activity (0.02-0.756). Theoretical and empirical models were used for modeling the desorption isotherms. An analytical solution of the Clausius-Clapeyron equation was proposed to compute the isosteric heat of sorption, the differential entropy, and Gibbs free energy using the Oswin model when the effect of temperature on the hygroscopic equilibrium was considered.
Resumo:
Heilkräuter sind während des Trocknungsprozesses zahlreichen Einflüssen ausgesetzt, welche die Qualität des Endproduktes entscheidend beeinflussen. Diese Forschungsarbeit beschäftigt sich mit der Trocknung von Zitronenmelisse (Melissa officinalis .L) zu einem qualitativ hochwertigen Endprodukt. Es werden Strategien zur Trocknung vorgeschlagen, die experimentelle und mathematische Aspekte mit einbeziehen, um bei einer adäquaten Produktivität die erforderlichen Qualitätsmerkmale im Hinblick auf Farbeänderung und Gehalt an ätherischen Ölen zu erzielen. Getrocknete Zitronenmelisse kann zurzeit, auf Grund verschiedener Probleme beim Trocknungsvorgang, den hohen Qualitätsanforderungen des Marktes nicht immer genügen. Es gibt keine standardisierten Informationen zu den einzelnen und komplexen Trocknungsparametern. In der Praxis beruht die Trocknung auf Erfahrungswerten, bzw. werden Vorgehensweisen bei der Trocknung anderer Pflanzen kopiert, und oftmals ist die Trocknung nicht reproduzierbar, oder beruht auf subjektiven Annäherungen. Als Folge dieser nicht angepassten Wahl der Trocknungsparameter entstehen oftmals Probleme wie eine Übertrocknung, was zu erhöhten Bruchverlusten der Blattmasse führt, oder eine zu geringe Trocknung, was wiederum einen zu hohen Endfeuchtegehalt im Produkt zur Folge hat. Dies wiederum mündet zwangsläufig in einer nicht vertretbaren Farbänderung und einen übermäßigen Verlust an ätherischen Ölen. Auf Grund der unterschiedlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften von Blättern und Stängel, ist eine ungleichmäßige Trocknung die Regel. Es wird außerdem eine unnötig lange Trocknungsdauer beobachtet, die zu einem erhöhten Energieverbrauch führt. Das Trocknen in solaren Tunneln Trocknern bringt folgendes Problem mit sich: wegen des ungeregelten Strahlungseinfalles ist es schwierig die Trocknungstemperatur zu regulieren. Ebenso beeinflusst die Strahlung die Farbe des Produktes auf Grund von photochemischen Reaktionen. Zusätzlich erzeugen die hohen Schwankungen der Strahlung, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit instabile Bedingungen für eine gleichmäßige und kontrollierbare Trocknung. In Anbetracht der erwähnten Probleme werden folgende Forschungsschwerpunkte in dieser Arbeit gesetzt: neue Strategien zur Verbesserung der Qualität werden entwickelt, mit dem Ziel die Trocknungszeit und den Energieverbrauch zu verringern. Um eine Methodik vorzuschlagen, die auf optimalen Trocknungsparameter beruht, wurden Temperatur und Luftfeuchtigkeit als Variable in Abhängigkeit der Trocknungszeit, des ätherischer Ölgehaltes, der Farbänderung und der erforderliche Energie betrachtet. Außerdem wurden die genannten Parametern und deren Auswirkungen auf die Qualitätsmerkmale in solaren Tunnel Trocknern analysiert. Um diese Ziele zu erreichen, wurden unterschiedliche Ansätze verfolgt. Die Sorption-Isothermen und die Trocknungskinetik von Zitronenmelisse und deren entsprechende Anpassung an verschiedene mathematische Modelle wurden erarbeitet. Ebenso wurde eine alternative gestaffelte Trocknung in gestufte Schritte vorgenommen, um die Qualität des Endproduktes zu erhöhen und gleichzeitig den Gesamtenergieverbrauch zu senken. Zusätzlich wurde ein statistischer Versuchsplan nach der CCD-Methode (Central Composite Design) und der RSM-Methode (Response Surface Methodology) vorgeschlagen, um die gewünschten Qualitätsmerkmalen und den notwendigen Energieeinsatz in Abhängigkeit von Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit zu erzielen. Anhand der gewonnenen Daten wurden Regressionsmodelle erzeugt, und das Verhalten des Trocknungsverfahrens wurde beschrieben. Schließlich wurde eine statistische DOE-Versuchsplanung (design of experiments) angewandt, um den Einfluss der Parameter auf die zu erzielende Produktqualität in einem solaren Tunnel Trockner zu bewerten. Die Wirkungen der Beschattung, der Lage im Tunnel, des Befüllungsgrades und der Luftgeschwindigkeit auf Trocknungszeit, Farbänderung und dem Gehalt an ätherischem Öl, wurde analysiert. Ebenso wurden entsprechende Regressionsmodelle bei der Anwendung in solaren Tunneltrocknern erarbeitet. Die wesentlichen Ergebnisse werden in Bezug auf optimale Trocknungsparameter in Bezug auf Qualität und Energieverbrauch analysiert.
Resumo:
La sang de porc és un subproducte comestible que es genera als escorxadors industrials durant el procés d'obtenció de la canal. Aquest subproducte es caracteritza per presentar una elevada càrrega contaminant i, degut a l'elevat volum que es genera, és necessari trobar estratègies que permetin la seva revaloració i aprofitament, a la vegada que disminuïm la contaminació ambiental i les despeses que es deriven del seu processament abans de l'abocament. La fracció cel·lular (FC) constitueix el 40 % de la sang de porc i conté principalment l'hemoglobina (Hb), que representa al voltant del 90 % del contingut en proteïna d'aquesta fracció (un 35 % aproximadament). L'elevat percentatge en proteïna i en ferro, i les seves bones propietats funcionals fan que l'aprofitament d'aquest subproducte com a primera matèria o ingredient de la indústria alimentària sigui una alternativa molt útil a l'hora de reduir les despeses de la indústria càrnia, sempre que es resolguin els problemes de l'enfosquiment i dels sabors estranys que pot conferir la FC quan s'addiciona a productes alimentaris. Una altra possible utilització de la FC és aprofitar les propietats colorants de l'Hb o del grup hemo, com a colorant d'origen natural en diversos productes alimentaris. Els objectius del present treball eren, en primer lloc, determinar les millors condicions d'aplicació del procés de conservació de la FC mitjançant la deshidratació per atomització i caracteritzar físico-químicament i microbiològica el concentrat d'Hb en pols. En segon lloc, avaluar l'eficàcia de diferents additius antioxidants i/o segrestants del ferro per prevenir l'enfosquiment que pateix la FC durant la deshidratació. En tercer lloc, aplicar tractaments d'altes pressions hidrostàtiques com a procés d'higienització i avaluar els efectes d'aquest tractament sobre la microbiota contaminant, el color i les propietats funcionals de la FC. Finalment, desenvolupar un procés d'obtenció d'hidrolitzats proteics descolorats a partir de l'Hb amb la finalitat d'utilitzar-los com a ingredients nutricionals i/o funcionals. La millor temperatura de deshidratació per atomització de la FC hemolitzada era 140ºC. La FC en pols presentava un contingut en humitat del 5,3 % i un percentatge de solubilitat proteica del 96 %. La deshidratació per atomització induïa canvis en l'estructura nativa de l'Hb i, per tant, un cert grau de desnaturalització que pot conduir a una disminució de les seves propietats funcionals. L'extracte sec de la FC en pols estava composat per un 94,6 % de proteïna, un 3 % de sals minerals i un 0,7 % de greix. Els valors CIE L*a*b* del color de la FC en pols eren força constants i reflectien el color vermell marró fosc d'aquesta, a causa de l'oxidació del ferro hèmic que es produeix durant la deshidratació. La càrrega contaminant de la FC fresca de la sang de porc era força elevada i el tractament d'hemòlisi amb ultrasons i la centrifugació posterior no produïen una reducció significativa de la microbiota contaminant, obtenint un producte amb uns recomptes microbiològics de l'ordre de 106 ufc·mL-1. La deshidratació per atomització produïa una disminució d'una unitat logarítmica dels recomptes totals de la FC hemolitzada. Tanmateix, el producte en pols encara reflectia l'elevada contaminació de la primera matèria, fet que condiciona negativament la seva utilització com a ingredient alimentari, a no ser que es millorin les condicions de recollida de la sang a l'escorxador o que aquesta o la FC es sotmeti a algun tractament d'higienització prèviament a la deshidratació. Les isotermes de sorció a 20ºC de la FC en pols tenien forma sigmoïdal i una histèresi estreta i llarga. L'equació GAB és un bon model matemàtic per ajustar les dades de sorció obtingudes experimentalment i determinar la isoterma d'adsorció de la FC deshidratada per atomització. El percentatge d'humitat de la FC deshidratada a 140ºC es corresponia a un valor d'aw a 20 ºC d'aproximadament el 0,16. Tenint en compte que estava per sota dels valors d'aw corresponents a la capa monomolecular, es pot garantir la conservació a temperatura ambient del producte, sempre que s'envasi en recipients tancats que no permetin l'entrada d'humitat de l'exterior. De l'estudi de la possible estabilització del color de la FC deshidratada per atomització mitjançant l'addició d'antioxidants i/o segrestants de ferro, es va observar que només l'àcid ascòrbic, la glucosa, l'àcid nicotínic i la nicotinamida, tenien efectes positius sobre el color del producte en pols. L'ascòrbic i la glucosa no milloraven la conservació del color de l'Hb però disminuïen l'enfosquiment que es produeix durant la deshidratació, amb la qual cosa es pot obtenir un producte en pols de color marró més clar. L'addició de dextrina o L-cisteïna no disminuïa l'enfosquiment ni evitava el canvi de color de l'Hb. L'àcid nicotínic i la nicotinamida protegien el color de l'Hb durant el procés de deshidratació i l'emmagatzematge de la FC en pols. Les millors condicions d'aplicació del tractament amb altes pressions hidrostàtiques (HHP) sobre la FC eren 400 MPa, a 20ºC, durant 15 minuts, perquè produïen una millora significativa de la qualitat microbiològica, no afectaven negativament al color, no comprometien gaire la solubilitat proteica l'Hb i, malgrat que produïen un augment de la viscositat, la FC romania fluida després del tractament. Aquest tractament permetia una reducció de la microbiota contaminant de la FC d'entre 2 i 3 unitats logarítmiques. L'aplicació de l'alta pressió i la posterior deshidratació per atomització permetien obtenir un producte en pols amb recomptes totals de l'ordre de 2,8 unitats logarítmiques. El color de la FC pressuritzada en pols era igual que el de la FC control deshidratada, perquè ambdues mostres presentaven la mateixa susceptibilitat a l'oxidació del grup hemo produïda per la deshidratació. L'alta pressió incrementava la susceptibilitat de l'Hb als efectes desnaturalitzants de la deshidratació, fonamentalment a pH 7 (PIE), ja que es va observar una disminució de la solubilitat proteica a pH neutre després dels 2 processos tecnològics. La FC en pols presentava una màxima capacitat escumant al PIE de l'Hb. L'aplicació del tractament HHP produïa una disminució de la capacitat escumant de la FC en pols, però no tenia efectes negatius sobre l'estabilitat de l'escuma formada. Tampoc es van observar efectes negatius del tractament HHP sobre l'activitat emulsionant de l'Hb. La màxima activitat emulsionant de l'Hb s'aconseguia amb una concentració de FC en pols de l'1,5 % a pH 7 i de l'1 % a pH 4,5. Les pastes obtingudes per escalfament de la FC presentaven característiques molt diferenciades depenent del pH. A pH neutre es formaven unes pastes dures i consistents, mentre que a pH àcid les pastes eren poc consistents, molt adhesives i més elàstiques que les anteriors. Aquestes tenien una capacitat de retenció d'aigua molt superior que les de pH 7, en les quals l'aigua quedava retinguda per capil·laritat. La textura i capacitat de retenció d'aigua de les pastes tampoc eren afectades pel tractament HHP. El tractament HHP incrementava l'activitat de la Tripsina sobre l'Hb quan el substrat i l'enzim es tractaven conjuntament i afavoria el procés d'obtenció d'hidrolitzats descolorats a partir de la FC, la qual cosa permetia assolir el mateix grau de descoloració amb una dosi d'enzim inferior. El tractament d'hidròlisi de la FC amb la utilització combinada de Tripsina seguida d'un tractament amb Pepsina permetia l'obtenció d'un hidrolitzat proteic d'Hb descolorat i hidrolitzava completament la globina, donant lloc a 2 pèptids de 10,8 i 7,4 KDa. Val a dir que també produïa un 60 80 % de nitrogen soluble en TCA, constituït fonamentalment per pèptids petits i aminoàcids lliures. Els hidrolitzats trípsics i pèpsics d'Hb, obtinguts a partir de FC no pressuritzada i deshidratats per atomització a 180ºC, eren de color blanc i tenien un contingut en humitat del 4,7 %, un 84,2 % de proteïna i 9,7 % de sals minerals. El procés d'hidròlisi permetia una reducció considerable de la contaminació de la FC, obtenint un producte en pols amb uns recomptes totals de l'ordre de 102-103 ufc·g-1. Pel que fa a la funcionalitat dels hidrolitzats d'Hb deshidratats per atomització, aquests presentaven una elevada solubilitat proteica a pH 5 i 7 i romanien solubles després d'un escalfament a 80ºC durant 30 min. Tanmateix, aquesta hidròlisi afectava molt negativament la capacitat de mantenir escumes estables i l'activitat emulsionant.
Resumo:
The adsorption of nutrient elements is one of the most important solid- and liquid-phase interactions determining the retention and release of applied plant nutrients and the efficiency of fertilization. The study showed that the soils with high cation exchange capacity (CEC), CaCO3 , organic matter contents, and heavy texture adsorbed more zinc (Zn). The alkaline soils from Pakistan adsorbed more Zn than English acidic soils. Langmuir and Freundlich isotherm fit was excellent, and r(2) values for the Langmuir isotherm were highly significant (r(2) =0.84 to 0.99). The Langmuir b values, representing the adsorptive capacity of a soil, increased as the texture fineness increased in the soil, with increases in the concentration of adsorptive material (such as organic matter and CaCO3) and with increases in CEC and pH. The alkaline soils from Pakistan had higher bonding energy constant and higher log Kf values than the acidic English soils. Sequential extraction of Zn in these soils showed that most of the Zn was held in CaCO3 pool in the alkaline soils, whereas in acidic soils adsorbed Zn was in exchangeable form.
Resumo:
Proteins contain hydrophilic groups, which can bind to water molecules through hydrogen bridges, resulting in water vapour adsorption. An increase in the degree of cross-linking can be a method to improve the cohesiveness force and functional properties of protein-based films. Thus, the objective of this work was to evaluate the effect of chemical treatment of gelatin with formaldehyde and glyoxal on the mechanical properties, water vapour permeability (WVP) and water vapour sorption characteristics of gelatin-based films. Films were produced using gelatin, with and without chemical treatment. The formaldehyde treatments caused a significant increase in the tensile strength and a reduction in the WVP of films. The Guggenheim-Anderson-De Boer and Halsey models could be used to model the sorption isotherms of films. It was observed that an increase in temperature produced a decrease in water sorption, and the chemical modifications did not affect the monolayer moisture content. Copyright (c) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.
Resumo:
This paper reports an investigation on the effect of thermal activation of kaolinite. It is well known that during calcinations (400-650 degrees C), kaolinite loses the OH lattice water and is transformed into metakaolinite or amorphous material. Arsenic is trace element that is toxic to animals including humans. The adsorption of arsenic on kaolinite was investigated at varying pH and thermal pretreatment. Calcination of sample is carried out at 650 degrees C for 3 h. The decomposition of kaolinite is recorded using methods of thermal analysis. The resultant product is identified by XRD. Laboratory experiments were conducted examining the effect of arsenic by thermally modified kaolinite. The Langmuir isotherm was used to describe arsenite and arsenate sorption by the calcined kaolinite. The equilibrium parameters used were based on experimental data obtained for the dynamic adsorption process of arsenic. Removal of arsenate using natural kaolinite was satisfactory, whereas arsenic was not removed by adsorption with thermally modified kaolinite. Moreover, the adsorption of arsenic by kaolinite and metakaolinite decreases with increasing pH.
Resumo:
Water sorption isotherms for vacuum-dried persimmon pulp (PP) powder were determined in the temperature range of 20-50C, and the effects of maltodextrin (MD) or gum arabic (GA) addition on the water sorption behavior of the dried powders were analyzed. Several models were evaluated to fit the experimental data and the Guggenheim-Anderson-de Boer model was selected as the most adequate to describe the observed behavior. Addition of encapsulants affected the isotherms: at the same water activity, PP powder with added GA (PP + GA) or MD (PP + MD) presented lower equilibrium water content than pure PP and were less affected by temperature variations. Samples of PP + MD presented lower equilibrium moisture content than those of PP + GA. The isosteric heats of sorption of pulp powders with encapsulants were higher (less negative) than those of PP, suggesting that there are more active polar sites in PP than in pulp powder containing encapsulants.PRACTICAL APPLICATIONSThe choice of persimmon to carry out this work was due to the large persimmon production available in Brazil; moreover, persimmon pulp is rich in vitamin C, vitamin A and iron, as well as in phenolic compounds. Drying of fruit pulps with high sugar content presents technical difficulties because the hygroscopicity and thermoplasticity of the resulting powders when exposed to high temperature and relative humidity. For this reason, addition of high-molar-mass biopolymers, such as maltodextrin or gum arabic, is a strategy to aid drying and to improve storage stability. Knowledge of water sorption isotherms and net isosteric heats of sorption is important to various food processing operations, including drying, storage and packaging. They are useful in calculating time and energy consumptions during drying, modeling moisture changes during storage and predicting shelf life of food products.
Resumo:
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Resumo:
The net isosteric heat and entropy of water sorption were calculated for kiwifruit, based on sorption isotherms obtained by the static gravimetric method at different temperatures (20 to 70 degreesC). The Guggenheim-Anderson-deBoer equation was fitted to the experimental data, using direct non-linear regression analysis; the agreement between experimental and calculated values was satisfactory. The net isosteric heat of sorption was estimated from equilibrium sorption data, using the Clausius-Clapeyron equation. Isosteric heats of sorption were found to increase with increasing temperature and could be well adjusted by an exponential relationship. The enthalpy-entropy compensation theory was applied to sorption isotherms and plots of DeltaH versus DeltaS provided the isokinetic temperature, T-B = 450.9 +/- 7.7 K, indicating an enthalpy-controlled desorption process over the whole range of moisture content considered.
Resumo:
The net isosteric heat and entropy of water sorption were calculated for plum, based on sorption isotherms obtained by the static gravimetric method at different temperatures (20 to 70 degrees C). The Guggenheim-Anderson-deBoer model was applied to the experimental data giving a good agreement between experimental and calculated values. The net isosteric heat of water sorption, estimated by applying Claussius-Clapeyron equation to sorption isotherms, was found to be different for plum skin and pulp, mainly at low moisture contents, and could be well adjusted by an empirical exponential relationship. Plots of enthalpy in contrast to entropy provided the isokinetic temperatures for skin and pulp, indicating an enthalpy-controlled sorption process. Thermodynamic data on water sorption for plums are not found in literature, as opposed to prunes for which the data are abundant.
Resumo:
Moisture equilibrium data of persimmon pulp powders with 50% maltodextrin (dry basis) obtained with different drying methods were determined at 20, 30, 40 and 50 degrees C. The spray-dryer gave a dry product with a higher adsorption capacity than the other methods. The vacuum- and freeze-dried products had the same adsorption capacity. The highest isosteric heat of sorption was observed for powders produced by spray-drying. The isokinetic temperature (T(B)) calculated for persimmon pulp powder obtained by vacuum-, spray- and freeze-drying were 541.4 K, 616.3 K, 513.2 K, respectively. The sorption process was spontaneous and enthalpy controlled.
Resumo:
Sorption isotherms were determined for salted alligator's meat at four different temperatures (10degreesC, 15degreesC, 25degreesC and 35degreesC), using a standard gravimetric method. The goodness of fit of five sorption models to experimental data was determined. Five models, namely the GAB, the BET, the Halsey, the Henderson and the Hailwood and Horrobin, were evaluated to determine the best fit for the experimental data. The GAB was the best fitted model for the data of salted alligator's meat with an average error less than 10% for temperature of 10degreesC and less than 5% for the others temperatures. The coefficients of determination (r(2)) were 0.99 for all temperatures considered. The monolayer values decreased as temperature increased. The other four models were not appropriated to fit the data because of the high error values, although the r(2) were also similar to the GAB model. The net isosteric heat of sorption was estimated from equilibrium sorption data, using the Clausis-Clapeyron equation. Isosteric heats of sorption were found to increase with increasing temperature and could be well adjusted by an exponential relationship. (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.