Mathematical modelling of the drying of jatropha fruit: an empirical comparison.

Modelagem matemática da secagem dos frutos de pinhão-manso: uma comparação empírica.

The jatropha has emerged on the world scene as a promising plant for the production of biodiesel. However, this crop still lacks the development of specific equipment for its processing, particularly post-harvest. Therefore, the aim of this work was to fit different mathematical models to experimental data obtained while drying jatropha fruits, and to recommend the one that best represents the facts. Jatropha fruit with a moisture content of 4.4 (kg moisture kg-1 dry matter) were subjected to drying in a greenhouse with forced air-ventilation at five temperature conditions: 45; 60; 75; 90 and 10 °C and relative humidities of 14.5; 7.4; 3.8; 2.2 and 1.4%, respectively, until reaching a moisture content of 0.10 ± 0.005 (kg moisture kg-1 dry matter),with three replications. Ten mathematical models, used to represent the drying of agricultural products, were adjusted to fit the experimental drying data. The models were analyzed using the coefficient of determination, chi-square, mean relative error, mean estimated error and residual distribution. It can be concluded that the Page model satisfactorily describes the kinetics of jatropha-fruit drying, at temperatures of 60; 75; 90 and 105 °C. However, drying at a temperature of 45 °C produced different behavior, making necessary the adjustment of a new model to describe the phenomenon. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

O pinhão-manso tem se destacado no cenário mundial como planta promissora para a produção de biodiesel. No entanto, esta cultura ainda carece do desenvolvimento de equipamentos específicos para o seu processamento, principalmente na fase pós-colheita. Sendo assim, objetivou-se com o presente trabalho ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais obtidos na secagem dos frutos de pinhão-manso e recomendar aquele que melhor representa o fenômeno. Os frutos de pinhão-manso com o teor de água de 4,40 (kg de água kg-1 de matéria seca), foram submetidos à secagem em estufa com ventilação de ar forçada em cinco condições de temperatura: 45; 60; 75; 90 e 105 °C e umidades relativas de 14,5; 7,4; 3,8; 2,2 e 1,4%, respectivamente, até atingirem o teor de água de 0,10 ± 0,005 (kg de água kg-1 de matéria seca) em três repetições. Aos dados experimentais da secagem foram ajustados dez modelos matemáticos utilizados para representação da secagem dos produtos agrícolas. Os modelos foram analisados por meio do coeficiente de determinação, do qui-quadrado, do erro médio relativo, do erro médio estimado e da distribuição de resíduos. Conclui-se que, o modelo de Page descreve satisfatoriamente a cinética de secagem dos frutos de pinhão-manso nas temperaturas de 60; 75; 90 e 105 °C. No entanto, para a secagem na temperatura de 45 °C ocorreu um comportamento diferenciado sendo necessário um ajuste de um novo modelo para a descrição do fenômeno. [ABSTRACT FROM AUTHOR]