EQUILÍBRIO HIGROSCÓPICO DO ARROZ EM CASCA

GONELI1_{, A.L.D., CORRÊA}2_{, P. C., RESENDE}3_{, O.RIBEIRO}4_{, D.M.}

1 _{Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Campus UFV, CEP 36570-000, Viçosa, MG. Fone} (31) 3899 2030. e-mail: andregoneli@yahoo.com.br

2 _{Professor Doutor, Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.} 3 _{Engenheiro Agrícola, Doutorando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.} 4 _{Engenheira Agrícola, Doutorando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.}

Tabela 1. Atividade de a-amilase (mU), em extratos de sementes de arroz.

Épocas Câmara Fria e Armazém Conv. Armazém Conv.

Seca Lavras Lavras Patos de Minas

0 7 6 , 7 8 7 6 , 7 8 7 6 , 7 8

3 2 5 1 , 1 8 4 2 0 , 2 3 7 0 3 , 7 1 6 2 5 6 , 7 6 4 6 4 , 9 5 7 0 1 , 2 9 2 9 3 , 6 0 4 9 0 , 6 6 8 7 7 , 3 8 1 2 2 9 6 , 9 5 4 9 1 , 1 9 9 0 2 , 0 0

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INTRODUÇÃO: Durante o armazenamento do arroz, podem ocorrer mudanças físicas, químicas e microbiológicas que, dependendo da interação entre estes fatores e o

ambiente, podem ocasionar perdas na sua qualidade. Todos os produtos agrícolas têm a capacidade de ceder ou absorver água do ambiente, convergindo, constantemente, a manter uma relação de equilíbrio entre o seu teor de água e as condições do ar ambiente. O teor de água de equilíbrio é alcançado quando a pressão parcial de vapor de água no produto iguala-se a do ar que o envolve. A relação entre o teor de água de um

determinado produto e a umidade relativa de equilíbrio para uma temperatura específica pode ser expressa por meio de equações matemáticas denominadas isotermas ou curvas de equilíbrio higroscópico. Estes modelos diferem na sua base teórica ou empírica e na quantidade de parâmetros envolvidos (Mulet et al., 2002). Para Hall (1980) as curvas de equilíbrio higroscópico são importantes para definir limites de desidratação do produto, estimar as mudanças de umidade sob determinada condição de temperatura e umidade relativa do ambiente e para definir os teores de água adequados ao início de atividade de microrganismos que podem provocar a deterioração do produto. Tendo em vista a importância do conhecimento da higroscopicidade dos produtos agrícolas, o objetivo no presente trabalho foi determinar as isotermas de sorção dos grãos de arroz em casca da variedade brasileira Urucuia para diversas condições de temperatura e umidade relativa do ar.

MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados grãos de arroz em casca, cultivar Urucuia, colhidos com teor de água de, aproximadamente 30,0 (%b.s.). A seagem do produto em camada delgada foi realizada para diferentes condições controladas de temperatura (25, 35, 45 e 55°C) e umidade relativa do ar de secagem (entre 0,30 a 0,85) até que o produto atingisse sua umidade de equilíbrio com a condição do ar especificada. As condições ambientais para realização dos testes foram fornecidas por meio de uma unidade condicionadora de atmosfera, de fabricação da empresa Aminco, modelo Aminco-Aire 150/300 CFM. Foram colocadas no interior do equipamento, bandejas removíveis com fundo telado para permitir a passagem do ar através da amostra, contendo inicialmente cada uma, 50 g de produto. Os teores de água do produto foram determinados pelo método gravimétrico em estufa a 105 ± 3°C, até massa constante,

em três repetições. Aos dados experimentais da umidade de equilíbrio foram ajustados os seguintes modelos matemáticos:

Os modelos foram selecionados considerando a significância dos coeficientes de regressão pelo teste t, adotando nível de 1% de probabilidade, a magnitude do coeficiente de determinação ajustado (R2), a magnitude do erro médio relativo (P) e do erro médio estimado (SE) e a verificação do comportamento da distribuição dos resíduos. Considerou-

em que

n : número de observações experimentais;

Y : valor observado experimental- mente;

Y : valor calculado pelo modelo; GLR : graus de liberdade do modelo.

Designação do modelo modelo

Sigma-Copace U_e* _{= exp{a - (b × T) + [c × exp (UR)]} (1 )} Henderson U _e* _{=[ln(1- UR) / (-a ×T}

abs)]

1/b _{(2 )}

Henderson-Modificado U _e* _{= {ln(1- UR) / [-a × (T + b)]}}1/c _{(3 )} Copace U _e* _{= exp[a - (b×T) + (c×UR)] (4 )} Chung-Pfost U _e* _{= a - b × ln [- (T + c) × ln (UR)] (5 )}

em que, Ue

* _{: teor de água de equilíbrio, % b.s. T : temperatura, °C;}

UR : Umidade relativa, decimal; Tabs : temperatura absoluta, K; a, b, c : coeficientes que dependem do produto.

se o valor do erro médio relativo inferior a 10% como um dos critérios para seleção dos modelos, de acordo com Mohapatra e Rao (2005). O erro médio relativo e o erro médio estimado, para cada um dos modelos, foram calculados conforme as seguintes expressões: RESULTADOS E DISCUSSÃO: No Quadro 1, estão apresentados os parâmetros dos modelos de equilíbrio higroscópico para o arroz em casca, obtidos por dessorção, para diferentes condições de temperatura e umidade relativa do ar. Quadro 1 - Parâmetros dos

Quadro 1 - Parâmetros dos modelos de equilíbrio higroscópico para o arroz em casca, com seus

respectivos coeficientes de determinação (R2), erros médios estimado (SE) e relativo (P), e tendência de distribuição dos resíduos.

Modelos Parâmetros* R2 SE P Tendência

a = 2,1003 Sigma-copace b = 0,0158 9 7 , 3 0 0 , 5 7 9 5 3 , 7 9 3 2 Tendenciosa c = 0,5622 a = 0,0000 Henderson b = 2,1061 7 3 , 7 2 1 , 7 7 1 2 1 2 , 5 7 0 1 Tendenciosa - a = 0,00005 Henderson b = -8,2028 9 6 , 5 7 0 , 6 5 2 4 4 , 6 4 4 8 Aleatória Modific ado c = 2,5864 a = 2,5014 Copace b = 0,0156 9 7 , 8 1 0 , 5 2 1 3 3 , 4 9 2 4 Aleatória c = 1,0492 a = 23,0207 Chung-Pfost b = 4,1561 9 8 , 1 2 0 , 4 8 3 7 3 , 1 7 1 0 Aleatória c = -13,0001

* Todos os coeficientes estimados foram significativos a 1% de probabilidade pelo teste t

modelos de equilíbrio higroscópico para o arroz em casca, com seus respectivos

coeficientes de determinação (R2), erros médios estimado (SE) e relativo (P), e tendência de distribuição dos resíduos.

Observa-se no Quadro 1 que os modelos matemáticos utilizados para descrever a

higroscopicidade do arroz em casca apresentaram significância dos seus parâmetros de regressão ao nível de 1% de probabilidade pelo teste t, elevados valores do coeficiente de determinação (R2), superiores a 96%, e reduzidos valores dos erros médio relativo e estimado. De acordo com o quadro 1, percebe-se que apenas os modelos de Henderson-Modificado, Copace e Chung- Pfost apresentaram distribuição aleatória dos resíduos, indicando ajuste mais adequado aos dados experimentais. Dentre estes, o modelo de Chung-Pfost exibiu maior coeficiente de determinação e menores valores de erros médios relativo e estimado. Dessa forma, o modelo de Chung-Pfost, dentre aqueles analisados neste experimento, é o mais recomendado para predição do equilíbrio higroscópico do arroz em casca. Basunia e Abe (2001), também trabalhando com arroz em casca, observaram que o modelo proposto por Chung-Pfost foi aquele que melhor se

Fig. 1. Valores, observados e estimados

pelo modelo de Chung-Pfost, de teores de água de equilíbrio higroscópico do arroz em casca, obtidos por dessorção, para diferentes condições de temperatura e umidade relativa do ar.

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ajustou aos dados experimentais de equilíbrio higroscópico. Na Figura 2, estão apresentados os valores experimentais da umidade de equilíbrio do arroz em casca, obtidos por dessorção, bem como suas isotermas calculadas pelo modelo de Chung-Pfost.

Observa-se que para uma umidade relativa constante os valores de umidade de equilíbrio diminuíram com o aumento da temperatura, seguindo a mesma tendência da maioria dos produtos agrícolas. Assim, a partir destas isotermas, pode-se manejar adequadamente o produto visando à manutenção do seu teor de água nos níveis recomendados para o armazenamento seguro.

CONCLUSÕES: Conclui-se que o teor de água de equilíbrio higroscópico do arroz em casca, cultivar Urucuia, é diretamente proporcional à umidade relativa do ar e decresce com o aumento de temperatura, para uma mesma umidade relativa. O modelo proposto por Chung-Pfost é o que melhor representa a higroscopicidade do produto estudado.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BASUNIA, M. A.; ABE, T. Moisture desorption isotherms of medium-grain rough rice. Journal of Stored Products Research, v. 37, p.205-219, 2001.

HALL, C.W. Drying and storage of agricultural crops. Westport: AVI, 381p. 1980. MOHAPATRA, D.; RAO, P.S. A thin layer drying model of parboiled wheat. Journal of Food Engineering. v.66, p.513-518. 2005.

MULET, A.; GARCYA-PASCUAL, P.; SANJUÁN, N; GARCIA-REVERTER, J. Equilibrium isotherms and isosteric heats of morel (Morchella esculenta). Journal of Food Engineering, London, v.53, p.75-81. 2002.