Drying of pineapple slices in natura and pre-osmodehydrated in inverted sugar / Secagem de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas osmoticamente em açúcar invertido

ABSTRACT

This research describes the drying kinetics and compares the convective drying rates of in natura and osmodehydrated pineapple slices in inverted sugar. The effective moisture diffusivity during air drying was estimated using Fick's second law of diffusion. The suitability of a theoretical liquid-diffusion model and seven semi-theoretical mathematical models for use in describing the experimental drying curves was also evaluated. Goodness of fit between experimental and predicted values was based on the root mean square error, mean absolute percentage error, mean bias error, agreement index, residual plot analysis and the principle of parsimony. Osmotic dehydration was conducted in 155, 310, and 465 mL L-1 osmotic solutions, at 40 and 50 ºC for 2 h at 60 rpm. Convective drying was performed in a tray cabinet dryer using heated ambient air at 60 ºC and 1.15 m s-1. Osmotic pretreatment facilitated water removal during the first hours of drying, a trend that was reversed towards the end of the process for samples osmodehydrated at the highest solution concentration. The effect of the osmotic pretreatments on drying rate was negligible at 40 C, but at 50 C the rate of moisture removal was more intense for samples in natura and osmodehydrated at the lowest solution concentration. Effective moisture diffusivity increased with temperature and solution concentration. The single-exponential, three-parameter semi-theoretical drying model gave the best predictions of the drying curves of pineapple slices both in natura and pre-osmodehydrated in inverted sugar.

RESUMO

O trabalho descreve a cinética de secagem e compara as taxas de secagem por convecção de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas osmoticamente em açúcar invertido. A difusividade efetiva da água no interior do produto durante a secagem foi calculada empregando-se a Segunda Lei de Fick. Avalia, também, o grau de adequação de um modelo teórico de difusão de liquido e de sete modelos semi-teóricos na descrição das curvas experimentais de secagem. A desidratação osmótica foi realizada empregando-se soluções a 155, 310 e 465 mL L-1, a 40 e 50 ºC, sob agitação a 60 rpm e tempo de imersão de 2 h. A secagem por convecção foi feita em secador do tipo gabinete com bandejas, com ar à 60 ºC e 1,15 m s-1. O grau de ajuste dos modelos foi avaliado por meio da raiz do erro quadrático médio, do erro percentual absoluto médio, do viés médio, do índice de ajuste, pela análise da dispersão de resíduos e aplicando-se o princípio da parcimônia. O pré-tratamento osmótico facilitou a remoção de água durante as primeiras horas de secagem, comportamento que se reverteu ao final do processo para amostras desidratadas na solução mais concentrada. O efeito do pré-tratamento osmótico sobre a taxa de secagem foi desprezível a 40 ºC, no entanto, a 50 ºC, a taxa de remoção de água foi mais intensa para amostras in natura e pré-desidratadas nas soluções de menor concentração. A difusividade efetiva aumentou em função de aumentos na temperatura e na concentração da solução. O modelo exponencial simples de três parâmetros foi o que melhor descreveu as curvas de secagem por convecção de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas osmoticamente em açúcar invertido