RESUMO O processo de secagem de grãos é uma prática comum e necessária à manutenção da qualidade, porém é uma das atividades de maior demanda energética dentre as fases pós-colheita. Neste contexto, realizou-se este estudo com objetivo de avaliar os efeitos de diferentes períodos de repouso na eficiência energética do processo de secagem e manutenção da integridade das membranas dos grãos colhidos com teor de água de 0,34 ± 0,01 b.s. Os grãos foram secos em um secador experimental de camada fixa com controle de temperatura e fluxo de ar. O experimento foi montado em delineamento inteiramente casualizado, com cinco períodos de repouso (0, 4, 8, 12 e 16 horas) e quatro repetições, em que zero corresponde à secagem contínua e os demais à secagem intermitente. Os grãos foram secos a 100 ºC de temperatura e fluxo de ar de 15,4 m3 min-1 t-1 até atingir 0,16 ± 0,02 b.s. Para a secagem intermitente, o processo foi interrompido com 0,22 ± 0,03 b.s. e retomado após o período de repouso. O aumento do período de repouso diminuiu o tempo efetivo de secagem, consumo específico de energia, condutividade elétrica, danos da reação do iodo e aumentou a taxa de secagem e eficiência energética global. A secagem intermitente foi 30,25% mais eficiente que contínua.

ABSTRACT Grain drying is a common process, due to its need for the maintenance of quality, but it is the activity with the highest energy demand among the postharvest stages. Thus, this study aimed to evaluate the effect of different tempering times on the energy efficiency of drying process and maintenance of cell membrane integrity of maize grains harvested with moisture content at 0.34 ± 0.01 d.b. The grains were dried in an experimental fixed-bed dryer with control of temperature and air flow conditions. The experiment was conducted in a completely randomized design with five tempering times (0, 4, 8, 12 and 16 hours) and four repetitions, where zero corresponds to continuous drying, while the remaining times correspond to the intermittent dryings. The grains were dried at the temperature of 100 ºC and air flow of 15.4 m3 min-1 t-1 until reaching moisture content of 0.16 ± 0.03 d.b. For intermittent drying, the process was interrupted with 0.22 ± 0.02 d.b. and restarted after the tempering time. The increase of tempering time led to reductions in effective drying time, specific energy consumption, electrical conductivity and damage and increase in the drying rate and overall energy efficiency. Intermittent drying reduced the drying time, being 30.25% more efficient than continuous drying.

RESUMO A jurubeba (Solanum paniculatum L.) é uma planta usada na medicina tradicional, para problemas hepáticos, além de ser empregada como colagoga, emenagoga, cicatrizante, febrífuga, anti-inflamatória, antipirética, tônica, descongestionante, diurética e na inapetência. Assim, objetivou-se com o presente estudo avaliar a atividade antioxidante, os teores de compostos fenólicos e de alcaloides totais dos extratos aquosos preparados a partir de folhas de jurubeba submetidas à secagem. As folhas de jurubeba foram secas em diferentes temperaturas (40, 50, 60 e 70 °C) e velocidades (0,4 e 0,8 m s-1) do ar de secagem. Os extratos aquosos das folhas, submetidas a secagem, foram avaliados por meio de leitura de absorbância em espectrofotômetro. O aumento da temperatura do ar de secagem reduziu o teor de compostos fenólicos e alcaloides totais dos extratos aquosos das folhas, enquanto que o aumento da velocidade do ar aumentou o teor dessas substâncias, já a atividade antioxidante não foi influenciada pelo incremento da temperatura do ar na velocidade de 0,4 m s-1, mas sob a velocidade do ar de 0,8 m s-1 houve redução com o aumento da temperatura. A secagem das folhas de jurubeba pode ser realizada com temperatura de 40 ou 50 °C e velocidade do ar de secagem de 0,4 m s-1.

ABSTRACT ‘Jurubeba’ (Solanum paniculatum L.) is a medicinal plant used in traditional medicine for liver problems, in addition to being used as a cholagogue, emmenagogue, healing agent, febrifuge, anti-inflammatory, antipyretic, tonic, decongestant, diuretic and against inappetence. Thus, the objective of this study was to evaluate the antioxidant activity, concentration of phenolic compounds and total alkaloids of aqueous extracts prepared from ‘Jurubeba’ leaves subjected to drying. ‘Jurubeba’ leaves were dried at different temperatures (40, 50, 60 and 70 °C) and velocities (0.4 and 0.8 m s-1) of the drying air. Aqueous extracts of the leaves, subjected to drying, were evaluated by absorbance reading in a spectrophotometer. Increase in drying air temperature reduced the contents of total phenolics and total alkaloids of the leaf aqueous extracts, whereas increment in air velocity increased the concentration of these substances. Antioxidant activity was not influenced by the increase in air temperature at air velocity of 0.4 m s-1, but under air velocity of 0.8 m s-1 there was reduction with increasing temperature. Drying of ‘Jurubeba’ leaves can be carried out with temperature of 40 or 50 °C and drying air velocity of 0.4 m s-1.

RESUMO Dentre as inúmeras plantas medicinais utilizadas pela população brasileira está a Solanum paniculatum L. (jurubeba), em que o uso de suas folhas é bastante popular, na forma de chá, como remédio contra ressacas após o consumo exagerado de álcool e comida, além de serem usadas na forma de pomadas como cicatrizantes, e, também, no tratamento de problemas hepáticos e digestivos. As folhas de plantas medicinais, normalmente, possuem elevado teor de água, necessitando a redução do mesmo por meio da secagem, para que o produto possa ser armazenado com segurança até o seu processamento. Objetivou-se com o presente estudo avaliar a cinética de secagem de folhas de jurubeba, bem como determinar o coeficiente de difusão efetiva e a energia de ativação durante a secagem. As folhas de jurubeba foram submetidas a secagem em diferentes temperaturas (30, 40, 50, 60 e 70 °C) e velocidade do ar (0,4 e 0,8 m s-1) . O modelo de Midilli ajustou-se satisfatoriamente aos dados observados da secagem das folhas de jurubeba para todas as condições. O aumento da temperatura e da velocidade do ar de secagem reduziu o tempo de secagem e aumentou o coeficiente de difusão efetiva. Para a faixa de temperatura de 40 a 70 °C, ao aumentar a velocidade do ar de secagem, reduz-se a energia de ativação para a secagem das folhas de jurubeba.

ABSTRACT Solanum paniculatum L. (jurubeba) is among the numerous medicinal plants used by the Brazilian population, and the use of its leaves is quite popular, in the form of tea, as a remedy against hangovers after excessive consumption of alcohol and food, besides being used in the form of ointments as healing agent and also in the treatment of liver and digestive problems. Leaves of medicinal plants usually have a high moisture content, requiring its reduction by drying, so that the product can be stored safely until its processing. The objective of this study was to evaluate the drying kinetics of jurubeba leaves and to determine the effective diffusion coefficient and activation energy during drying. Jurubeba leaves were dried at different air temperatures (30, 40, 50, 60 and 70 °C) and speed (0.4 and 0.8 m s-1). The Midilli model satisfactorily fitted to the observed data of drying of jurubeba leaves for all air conditions. Increasing the drying air temperature and speed reduced the drying time and increased the effective diffusion coefficient. For the air temperature range from 40 to 70 °C, as the drying air speed increases, the activation energy for the drying of the jurubeba leaves is reduced.

ABSTRACT This study aimed to obtain and evaluate thermodynamic properties and hygroscopic equilibrium isotherms of urunday seeds as a function of air relative humidity and temperature, as well as identify the best-fitted mathematical models for adsorption phenomenon. A static-gravimetric method was used to obtain hygroscopic equilibrium moisture content. Seeds were placed in airtight containers with different saturated saline solutions for relative humidity control. These were then kept in BOD incubator chambers at 10, 20, 30, and 40 °C. Hygroscopic equilibrium moisture content decreased as temperature increased, for the same water activity. The Sigma-Copace model best-fitted seed adsorption data for equilibrium water activity intervals between 0.1129 and 0.8232 (dry basis). Both vaporization latent-heat and differential sorption entropy increased with decreasing hygroscopic equilibrium moisture content. Adsorption process in urunday seeds was controlled by enthalpy.

ABSTRACT The objective of this study is to evaluate the effect of sugarcane bagasse ash on the compressive strength and water absorption index of soil-cement bricks. The ash was sieved without chemical and/or physical treatment to reflect the use of this material in real manufacturing processes. The addition of natural ash decreased the quality of the bricks, reducing the compressive strength and increasing the water absorption index.

RESUMO Nesta pesquisa objetivou-se avaliar o efeito do substrato sobre a produtividade da alface cultivada em sistema aquapônico e hidropônico. A pesquisa foi realizada na Universidade Federal da Grande Dourados, localizada em Dourados, MS. Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso, com três tratamentos e 16 repetições. Os sistemas de cultivo foram analisados de forma independente. Os substratos analisados foram: fibra de casca de coco, espuma fenólica e vermiculita expandida. As plantas foram cultivas em dois sistemas (aquapônico e hidropônico), sendo utilizado o sistema do tipo NFT (Nutrient Film Technique). A cultura utilizada foi a alface cv. Alcione. Os parâmetros analisados foram: produtividade da cultura e porcentagem de raiz por planta. Além disso, foram realizadas análises de macronutrientes presentes nas folhas das plantas. O substrato constituído de fibra de casca de coco foi mais adequado para o cultivo de alface, uma vez que proporcionou maiores produtividades, tanto para o sistema aquapônico (2,88 kg m-2), quanto para o sistema hidropônico (2,58 kg m-2). A utilização de espuma fenólica, como substrato de cultivo, proporcionou menor média para produtividade da cultura, em ambos os sistemas de produção analisados, com valores para o cultivo aquapônico e hidropônico de 1,94 e 2,15 kg m-2, respectivamente.

ABSTRACT This study had as objective to evaluate the effect of the substrate on the yield of lettuce grown in aquaponic and hydroponic systems. The study was conducted at the Federal University of Grande Dourados, located in Dourados, MS. A randomized complete block design was used, with three treatments and 16 replicates. The cultivation systems were analyzed independently. The substrates analyzed were: coconut shell fiber, phenolic foam and expanded vermiculite. The plants were grown in two systems (aquaponic and hydroponic), using the NFT (Nutrient Film Technique) system. The crop used was lettuce cv. ‘Alcione’. The parameters analyzed were: crop yield and percentage of roots per plant. In addition, macronutrient contents were analyzed in the leaves. The substrate composed of coconut shell fiber was more suitable for lettuce production, since it led to higher yields for both aquaponic (2.88 kg m-2) and hydroponic (2.58 kg m-2) systems. The use of phenolic foam as growing substrate led to lower mean crop yields in both production systems analyzed, 1.94 and 2.15 kg m-2 for aquaponic and hydroponic systems, respectively.

RESUMO As folhas de amora preta possuem algumas propriedades farmacológicas e um dos usos mais difundidos e estudados é para alivio dos sintomas do climatério e de outros durante o período pré-menstrual. Desta forma, a secagem se torna importante para a conservação e o armazenamento do produto até o seu uso ou processamento. Diante do exposto, objetivou-se com o presente estudo avaliar a cinética de secagem de folhas de amora preta, bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e a energia de ativação durante o processo de secagem. As folhas de amora preta foram submetidas à secagem em um secador experimental de leito fixo, em quatro condições controladas de temperatura (40, 50, 60 e 70 °C) e duas velocidades do ar de secagem (0,4 e 0,8 m s-1). Aos dados experimentais de razão de teor de água foram ajustados oito modelos matemáticos para representarem o processo de secagem em camada delgada de produtos agrícolas. Com base nos resultados obtidos, verificou-se que o modelo de Midilli foi o que melhor representou o fenômeno da secagem de folhas de amora preta. O aumento da temperatura e da velocidade do ar reduziu o tempo de secagem das folhas de amora preta, bem como aumentou os valores do coeficiente de difusão efetivo, sendo que esta relação pode ser descrita pela equação de Arrhenius, que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida durante a secagem de 65,94 e 66,08 kJ mol-1, para as velocidades do ar de secagem de 0,4 e 0,8 m s-1, respectivamente.

ABSTRACT Blackberry leaves have some pharmacological properties and one of the most widespread and studied uses is to relieve symptoms of the climacteric and other symptoms during the premenstrual period. Thus, drying becomes important for the conservation and storage of the product until its use or processing. The present study aimed to evaluate the drying kinetics of blackberry leaves, as well as to determine the effective diffusion coefficient and the activation energy during the drying process. Blackberry leaves were dried in an experimental fixed-bed dryer under four controlled temperature conditions (40, 50, 60 and 70 °C) and two drying air speeds (0.4 and 0.8 m s-1). With the experimental data of moisture ratio, eight mathematical models were fitted to represent the process of thin-layer drying of agricultural products. Based on the obtained results, it was found that the Midilli model represented best the phenomenon of drying of blackberry leaves. The increase in temperature and air speed reduced the drying time of blackberry leaves and increased the values of the effective diffusion coefficient. This relation can be described by the Arrhenius equation, which has an activation energy for the liquid diffusion during drying of 65.94 and 66.08 kJ mol-1, for drying air speeds of 0.4 and 0.8 m s-1, respectively.

RESUMO No sistema de aquaponia as características dos materiais utilizados como substrato afetam diretamente no desenvolvimento das plantas, pois além de atuarem como base de sustentação, devem apresentar uma superfície para fixação de microrganismos, responsáveis pela conversão de nutrientes para formas mais facilmente disponíveis para plantas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito de quatro substratos de cultivo sobre a produtividade da alface cultivada em sistema de aquaponia. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro tratamentos que corresponderam aos substratos e seis repetições. O cultivo das plantas foi realizado utilizando o sistema do tipo NFT (Nutrient Film Technique). Os substratos utilizados no experimento foram: fibra de casca de coco com brita número 3, vermiculita expandida, zeólita e espuma fenólica. O tratamento em que se utilizou espuma fenólica foi considerado o menos adequado para o cultivo da alface em sistema aquapônico, pois apresentou menor produtividade (20,8 t ha-1). O tratamento em que se utilizou fibra de casca de coco com brita número 3 foi considerado o mais adequado, uma vez que proporcionou maior produtividade (39,9 t ha-1) em relação aos demais substratos analisados.

ABSTRACT In the aquaponic system, the characteristics of the materials used as substrate directly affect plant development, because besides acting as a support base, they must present a surface to fix microorganisms, responsible for the conversion of nutrients into forms more easily available to plants. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of four growing substrates on the yield of lettuce grown in aquaponic system. The experimental design was randomized blocks with four treatments, which corresponded to the substrates, and six replicates. Plants were grown using the nutrient film technique (NFT) system. The substrates used in the experiment were: coconut shell fiber with crushed stone #3, expanded vermiculite, zeolite and phenolic foam. The treatment with phenolic foam was considered as the least suitable for lettuce cultivation in aquaponic system, because it caused lower yield (20.8 t ha-1). The treatment using coconut shell fiber with crushed stone #3 was considered as the most adequate, since it led to higher yield (39.9 t ha-1) compared with the other substrates analyzed.

ABSTRACT: The aim of this study was to adjust mathematical models to the experimental data on the peanut kernels drying in thin layer, as well as to determine the effective diffusion coefficient and the main thermodynamic properties involved in drying of the grains under different air conditions. The peanut kernels, with a water content of 0.59 ± 0.002 (dry basis, d.b.), were dried in a forced air ventilation oven with different temperature levels (40, 50, 60 and 70 °C) until reaching a water content of 0.04 ± 0.001 (d.b.). For the experimental data, eight mathematical models traditionally used to represent the drying kinetics of thin layer of agricultural products were adjusted, also being determined the effective diffusion coefficient and the thermodynamic properties, specific enthalpy and entropy and Gibbs free energy. The Diffusion Approximation, Two Terms, Midilli, Page and Thompson models represent the drying kinetics of peanut kernels in thin layers. The effective diffusivity increases with the increase of temperature, being the relation with the drying temperature described by the Arrhenius' equation. The increase in temperature promotes the decrease of the enthalpy and entropy values and the increase of the Gibbs free energy.

ABSTRACT: The objectives of this study were to describe the process of drying niger seeds through the fitting of different mathematical models to the experimental drying data, to select the best model that represents the phenomenon, and to determine the diffusion coefficients and thermodynamic properties of the product. Seeds with an initial moisture content of 0.42 (d.b) were collected and dried at 40°, 50°, 60°, 70°, and 80°C in a fixed bed experimental dryer. After drying, different mathematical models were fitted to determine the diffusion coefficient by applying liquid diffusion theory, which allowed for calculation of the energy activation, enthalpy, entropy, and Gibbs free energy values. The Page model was selected to represent the drying process of niger seed drying, as it is a traditional and simple model. The effective diffusion coefficient increased as the temperature increased. The activation energy for liquid diffusion at the temperature range of 40°C to 80°C was 46.83 kJ mol−1. The enthalpy and entropy specific values decreased as the drying air temperature increased. The Gibbs free energy values also increased as the drying air temperature increased.

RESUMO Normalmente, os produtos agrícolas têm suas dimensões reduzidas durante o processo de secagem. A quantificação da redução dessas dimensões é importante para o desenvolvimento e otimização de equipamentos destinados à pós-colheita do produto. Em virtude disto, objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar o efeito da variação do teor de água durante a secagem sobre a contração volumétrica dos grãos de cártamo e de seus respectivos eixos. Foram utilizados grãos de cártamo colhidos com teor de água inicial de aproximadamente 0,445 decimal b.s. (base seca) e submetidos à secagem em estufa com circulação forçada de ar, na temperatura de 40 °C, até os grãos atingirem o teor de água final de 0,073 ± 0,008 decimal b.s. Durante a secagem, os índices de contração dos eixos e contração volumétrica unitária e da massa de grãos de cártamo foram determinados em diferentes teores de água. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que a redução do teor de água causa redução dos eixos dos grãos de cártamo; consequentemente, a redução dos valores do índice de contração volumétrica da massa e unitária de aproximadamente 16 e 13%, respectivamente, em que ambas as variáveis podem ser representadas pelo modelo de contração linear.

ABSTRACT Agricultural products usually have their size reduced during the drying process. The quantification of the reduction in the dimensions is important for the development and optimization of equipment for the post-harvest of the product. The aim of the present study was to evaluate the effect of the variation in the moisture content during drying on the volumetric shrinkage of safflower grains and their respective axes. Safflower grains were harvested with an initial moisture content of approximately 0.445 decimal d.b. (dry basis) and subjected to drying in an oven with forced air circulation at 40 °C, until the grains reached a final moisture content of 0.073 ± 0.008 decimal d.b. During drying, the contraction of the axes, unit volumetric shrinkage and volumetric shrinkage of the mass of safflower grains were determined at different moisture contents. Based on these results, it can be concluded that reducing the moisture content causes a reduction in the axes of safflower grains and, consequently, reductions in the unit volumetric shrinkage and volumetric shrinkage of the mass of approximately 16 and 13%, respectively, and both variables can be represented by the linear shrinkage model.

RESUMO Objetivou-se, neste trabalho, determinar o coeficiente de difusão efetivo e as propriedades termodinâmicas das folhas de Bauhinia forficata Link, considerando-se duas formas de medição de espessura, bem como descrever o processo de secagem por meio do ajuste de modelos matemáticos. As folhas foram coletadas, levadas ao laboratório e preparadas para dar início ao processo de secagem em quatro temperaturas (40, 50, 60 e 70 °C). Após a secagem determinou-se o coeficiente de difusão efetivo por meio da teoria da difusão líquida permitindo a obtenção dos valores da energia de ativação, entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. Já a descrição do processo de secagem foi realizada por meio do ajuste de treze modelos matemáticos constantemente utilizados para representação de secagem de produtos agrícolas. O modelo de Valcam foi selecionado para representar a cinética de secagem de folhas de B. forficata Link. O aumento da temperatura promove: decréscimo de entalpia e entropia; aumento da energia livre de Gibbs e do coeficiente de difusão efetivo. O coeficiente de difusão efetivo é maior quando se considera a espessura da nervura, recomendando-se a padronização e/ou especificação dos pontos de medição da espessura da folha.

ABSTRACT The aim of this study was to determine the effective diffusion coefficient and the thermodynamic properties of Bauhinia forficata Link leaves, considering two forms of thickness measurements and to describe the process by fitting mathematical models. The leaves were collected, taken to the laboratory and prepared to start the drying process in which four temperatures (40, 50, 60 and 70 °C) were applied. After the drying process, the effective diffusion coefficient was determined through the theory of diffusion in liquid, allowing to obtain the values of the activation energy, enthalpy, entropy and Gibbs free energy. The description of the drying process was performed by setting the thirteen mathematical models used to represent constant drying of agricultural products. The Valcam model was selected to represent the drying kinetics B. forficata Link. Increased temperature promotes: decreasing enthalpy and entropy; increasing Gibbs free energy and effective diffusion coefficient. The effective diffusion coefficient is higher when the rib thickness is considered; thus, it is recommended to standardize and/or specify the points of measurement of leaf thickness.

ABSTRACT This study consisted of designing and building an experimental dryer that allows working with different temperatures and velocities of the air, aiming to perform studies on thin- and thick-layer drying of agricultural products. The project was divided into three stages: heat source designing, dryer geometric parameters, and fan selection to meet operational demand. Heating was made by a set of six electrical resistances totaling 12 kW and the drying bed in thin layer was composed of two trays with diameter of 0.20 m. Operational demands were met using a centrifugal fan with a power rating of 735.5 W. The used methodology was able to size the experimental dryers for thin- and thick-layer drying working at distinct temperatures and air velocities.

Propôs-se, neste trabalho, avaliar a cinética de secagem de folhas de timbó (Serjania marginata Casar) e ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais de razão de umidade. As folhas de timbó foram colhidas com teor de água inicial de 2,03 ± 0,10 decimal b.s., sendo submetidas à secagem sob condições controladas de temperatura (40, 50, 60 e 70 ºC), até o teor de água de 0,08 ± 0,02 decimal b.s. Aos dados experimentais foram ajustados dez modelos matemáticos utilizados para representação da secagem de produtos agrícolas. Com base nos resultados obtidos o modelo matemático de Midilli é o que melhor representa a cinética de secagem para as folhas de timbó. O aumento da temperatura promove: uma taxa maior de remoção de água nas folhas de timbó durante a secagem; aumento do coeficiente de difusão efetivo sendo que esta relação pode ser descrita pela equação de Arrhenius que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida durante a secagem de 81,39 kJ mol-1 para as folhas de timbó; aumento da energia livre de Gibbs, enquanto a entalpia e a entropia decrescem.

This study aimed to evaluate the kinetics of drying of Serjania marginata leaves, as well as to adjust different mathematical models to the experimental values of the moisture ratio. The Serjania marginata Casar leaves were harvested with initial moisture content of 2.03 ± 0,10 decimal dry basis., and submitted to drying process under controlled conditions of temperature (40, 50, 60 and 70 ºC), until the moisture content of 0.08 ± 0,02. Ten mathematical models were fitted to the experimental data and utilized to predict the drying process of agricultural products. Based on the obtained results, the mathematical model of Midilli best represented the kinetics of drying leaves of Serjania marginata. The increase in temperature promotes: an increased rate of water removal in Serjania marginata leaves during drying; the increase of the effective diffusion coefficient, and this relationship can be described through the Arrhenius equation, which presents an activation energy for the liquid diffusion during drying of 81.39 kJ mol-1 for Serjania marginata leaves; an increase in Gibbs free energy, while the enthalpy and entropy decrease.