Drying kinetics and mass transfer properties in the drying of thistle flower

AUTOR(ES)
FONTE

Braz. J. Food Technol.

DATA DE PUBLICAÇÃO

24/10/2019

RESUMO

Resumo A flor de cardo e, em particular, os seus estigmas, são utilizados para coagular o leite na produção de vários queijos tradicionais portugueses, devido à sua elevada atividade de coagulação, proporcionada pelo elevado teor de proteases aspárticas. O objetivo do presente trabalho foi determinar as propriedades de transferência de massa da secagem de flor do cardo em diferentes condições: secagem natural e convectiva. A secagem convectiva decorreu em câmara de convecção a diferentes temperaturas (35 a 65 °C) e o processo foi finalizado quando a amostra apresentava um teor de umidade de cerca de 5% ou inferior. Além disso, adotou-se também o método tradicional de secagem, colocando a flor de cardo em local seco e protegido do sol, deixando-a desidratar à temperatura ambiente variável. O presente trabalho permitiu concluir que a secagem convectiva foi muito mais rápida que a secagem natural e ainda que a velocidade de secagem aumentou com a temperatura. A curva de secagem revelou um período inicial de velocidade constante, seguido de fase de velocidade decrescente. Todos os cinco modelos de camada fina testados para se ajustarem aos dados experimentais revelaram descrever adequadamente a secagem da flor de cardo, no entanto, o modelo que se revelou melhor foi o de Page. A constante de secagem aumentou com a temperatura, assim como a difusidade efetiva e o coeficiente de transferência de massa. Os resultados permitiram estimar a energia de ativação para difusão de umidade (57 kJ/mol) e para a transferência de massa por convecção (78 kJ/mol). Desta forma, este estudo mostrou as possibilidades de projetar processos de secagem eficientes para a flor de cardo utilizada como coagulante do leite na fabricação de queijos tradicionais.Abstract Thistle flowers, and particularly their stigmas, are used to coagulate milk in the production of a number of traditional Portuguese cheeses due to their high milk-clotting activity provided by the high content of aspartic proteases. The aim of the present work was to determine the mass transfer properties of thistle flower under different drying conditions: natural drying and convective drying. Convective drying took place in a convection chamber set at different temperatures (35 to 65 °C) and the process was terminated when the sample presented a moisture content of about 5% or less. The traditional drying method was also used, placing the thistle flowers in a dry place sheltered from the sun, and leaving them to dehydrate at the variable room temperature. The present work allowed for the conclusion that convective drying was much faster than natural drying, and that the drying rate increased with temperature. The drying curve revealed an initial constant rate period followed by a falling rate. All the five thin layer models tested to fit the experimental data were shown to adequately describe the drying of the thistle flowers, but the best one was the Page model. The drying constant increased with temperature as did the effective diffusivity and the mass transfer coefficient. The results allowed one to estimate the activation energy for moisture diffusion (57 kJ/mol) and for convective mass transfer (78 kJ/mol). Thus this study showed the possibilities for designing efficient drying processes for the thistle flower used for milk-clotting in the manufacture of traditional cheeses.

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