Thin-layer convective drying behaviour of brazilian peppertree leaves / Secagem em camada delgada de folhas de aroeira

Studies on the drying kinetics of medicinal, aromatic and spice plants are a necessary step towards establishing the combination of drying parameters that would not qualitatively and quantitatively alter the quality of the fresh product. The purpose of this study was to investigate the drying kinetics of Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius) leaves and to verify whether the theoretical diffusion and the semi-empirical Lewis drying models were capable of accurately predicting the drying curves of the product at 35, 40, and 45°C, with a dry air mass flow rate of 0.731 kg s-1 m-2. Leaves were collected at 0800 h, 1200 h and 1700 h. The goodness of fit between experimental and predicted values was based on the correlation coefficient, root mean square error, mean absolute percentage error, mean bias error, and fit index. Residual plot analysis was also considered in the selection of the most effective drying model. Temperature had a pronounced effect on mass transfer and drying rate decreased continuously during the course of drying. Leaf collection time had little influence on the drying kinetics. Effective moisture diffusivity was found to increase with temperature. The results indicated that the Lewis model was considered a better predictor of the thin-layer drying behaviour of Brazilian peppertree leaves than the theoretical model based on Fick's second law of diffusion.

Estudos sobre a cinética da secagem de plantas medicinais, aromáticas e condimentares são necessários para o estabelecimento de parâmetros operacionais de secagem de forma a não alterar significativamente a qualidade e o perfil fitoquímico dessas plantas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a cinética da secagem das folhas da aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolius), além de verificar se o modelo teórico de difusão e o modelo semi-empírico de Lewis são capazes de predizer com acurácia as curvas de secagem do produto a 35, 40 e 45°C, com fluxo de ar seco de 0,731 kg s-1 m-2. As folhas foram coletadas às 8:00, 12:00 e 17:00 h. O grau de adequação dos valores obtidos pelas curvas de secagem àqueles obtidos experimentalmente foi avaliado empregando-se o coeficiente de determinação, a raiz do erro quadrático médio, o erro percentual absoluto médio, o viés médio e o índice de ajuste. A análise da dispersão dos resíduos também foi utilizada na escolha do modelo de predição mais efetivo. Observou-se que a temperatura tem efeito significativo na transferência de massa e a taxa de secagem diminuiu continuamente ao longo da secagem. O horário de coleta das folhas não teve influência significativa sobre a cinética da secagem. A difusividade efetiva da água aumentou com o aumento da temperatura. Os resultados evidenciaram que o modelo de Lewis descreve com maior grau de acurácia a secagem de folhas de aroeira-vermelha que o modelo teórico baseado na Segunda Lei de Difusão de Fick.

Procesos hopping a través del modelo difusional en materiales nanocristalinos usados para aplicaciones fotovoltaicas / Hopping processes in nanocrystalline materials used for photovoltaic applications using a diffusion model / Processos Hopping através do modelo de difusão em materiais nanocristalinos utilizados para aplicações fotovoltaicas

Se presentan los modelos de hopping de rango variable (variable range hopping; VRH), vecinos cercanos (nearest neighbor hopping; NNH) y barreras de potencial presentes en las fronteras de grano; como mecanismos de transporte eléctrico predominantes en los materiales semiconductores para aplicaciones fotovoltaicas. Las medidas de conductividad a oscuras en función de temperatura fueron realizadas para región de bajas temperaturas entre 120 y 400 K con Si y compuestos Cu3BiS2 y Cu2ZnSnSe4. Siguiendo la teoría de percolación, se obtuvieron parámetros hopping y la densidad de estados cerca del nivel de Fermi, N(E F), para todas las muestras. A partir de los planteamientos dados por Mott para VRH, se presentó el modelo difusional, que permitió establecer la relación entre la conductividad y la densidad de estados de defecto o estados localizados en el gap del material. El análisis comparativo entre modelos, evidenció, que es posible obtener mejora hasta de un orden de magnitud en valores para cada uno de los parámetros hopping que caracterizan el material.

Here, we present variable range hopping (VRH) models, nearest neighbor hopping (NNH) and potential barriers present at the grain boundaries, as well as mechanisms of electrical transport predominant in semiconductor materials for photovoltaic applications. We performed dark conductivity measures according to temperature for low temperature regions between 120 and 400 K in Si and Cu3BiS2 and Cu2ZnSnSe4 compounds. Using the percolation theory, we obtained hopping parameters and the density of states near the Fermi, N(E F) level for all samples. Using the approach by Mott for VRH, we obtained the diffusion model, which established the relationship between conductivity and density of defect states or localized gap states of the material. The comparative analysis between models evidenced that it is possible to obtain improvement of an order of magnitude in the values of each of the hopping parameters that characterize the material.

Apresentam-se os modelos de hopping de categoria variável (variable range hopping; VRH), vizinhos próximos (nearest neighbor hopping, NNH) e barreiras de potenciais presentes nas fronteiras de grãos; como mecanismo de transporte elétrico predominantes nos materiais semicondutores para aplicações fotovoltaicas. As medidas de condutividade no escuro em função da temperatura foram realizadas para região de baixas temperaturas entre 120 e 400 K com Si e compostos Cu3BiS2 e Cu2ZnSnSe4. Seguindo a teoria da percolação obtiveram-se parâmetros hopping e a densidade de estados próximos do nível Fermi[BO1] N(E F) para toda a amostra. A partir das abordagens seguidas por Mott para VRH, apresentou-se o modelo de difusão, que permitiu estabelecer a relação entre a condutividade e a densidade de estados de defeito ou estados localizados no gap do material. A análise comparativa dos modelos mostrou que é possível obter melhoria até de uma amplitude de magnitude em valores para cada um dos parâmetros hopping que caracterizam o material.