RESUMO Objetivou-se no presente trabalho verificar a influência do teor de água nos valores da força de ruptura, força máxima e deformação de ruptura, para deformações fixas, bem como determinar o módulo proporcional de deformidade de sementes de Raphanus sativus submetidos à compressão. Foram utilizadas sementes com teores de água de 0,31; 0,18; 0,12; 0,08 e 0,05 (decimal b.s.) submetidas a esforços de compressão uniaxial entre duas placas paralelas, aplicados em sua posição natural de repouso, a uma taxa de aplicação de força de 0,002 m s-1. A força de ruptura necessária para deformar a semente aumenta com a redução do teor de água, com valores que variam de 15,03 a 27,08. A deformação aumenta com a redução do teor de água variando de 0,12 a 0,15 x 10-3 m. A força máxima de ruptura e módulo proporcional de deformidade nas deformações fixas aumenta com a redução do teor de água.

ABSTRACT The objective of this study is to determine the effect of moisture content on rupture strength, maximum strength, and rupture deformation for fixed deformations, and determine the proportional deformation modulus of seeds of Raphanus sativus subjected to compressive loading. Seeds with a moisture concentration of 0.31, 0.18, 0.12, 0.08, and 0.05 decimal (dry basis, d.b.) were maintained in the natural resting position and were subjected to uniaxial compressive loading between two parallel plates at an application rate of 0.002 m s-1. The rupture strength necessary to deform the seeds was increased from 15.03 to 27.08 as moisture levels decreased. Deformation was increased from 0.12-3 m to 0.15 × 10-3 m as moisture content decreased. The maximum rupture strength and proportional deformation modulus in fixed deformations were increased as moisture concentration decreased.

RESUMODiante da importância do conhecimento da higroscopicidade e do calor isostérico para as operações de secagem e armazenamento, objetivou-se neste trabalho determinar as isotermas de dessorção de sementes de Buchenavia capitata (Vahl) Eichler, bem como ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais, selecionando aquele que melhor representa o fenômeno e, assim, utilizá-lo para determinar o calor isostérico de dessorção. Para obtenção do teor de água de equilíbrio higroscópico utilizaram-se as sementes de B. capitata com teor de água inicial de 13,16 ± 0,17% base seca (b.s.). Para obtenção das isotermas de dessorção das sementes, utilizou-se o método estático indireto, sendo a atividade de água (aw) determinada por meio do equipamento Hygropalm Model Aw 1. Para o controle da temperatura utilizou-se uma câmara tipo B.O.D., regulada a 10; 20; 30 e 40 °C. Aos dados experimentais foram ajustados os modelos matemáticos frequentemente utilizados para representação da higroscopicidade de produtos vegetais. O teor de água de equilíbrio higroscópico das sementes de Buchenavia capitata (Vahl) Eichler é diretamente proporcional à atividade de água e decresce com o aumento de temperatura para um mesmo valor de umidade relativa de equilíbrio. O modelo matemático de Copace é o que melhor representa a higroscopicidade de sementes de B. capitata nas temperaturas e nas atividades de água estudadas. O calor isostérico de sementes de B. capitata aumenta com a diminuição do teor de água de equilíbrio, sendo necessária maior quantidade de energia para retirar a água.

ABSTRACTGiven the importance of understanding hygroscopicity and isosteric heat in drying and storage operations, the aim of this work was to determine desorption isotherms in seeds of Buchenavia capitata (Vahl) Eichler, and to fit different mathematical models to the experimental data, selecting the one that best represents the phenomenon, and using it to determine the isosteric heat of desorption. To obtain the hygroscopic equilibrium moisture content, seeds of B. capitata with an initial moisture content of 13.16 ± 0.17% db (dry basis) were used. To obtain the desorption isotherms of the seeds, the indirect static method was employed, with the water activity (aw) being determined by a Model Aw 1 Hygropalm. The temperature was controlled by means of a BOD chamber set at 10, 20, 30 and 40°C. Mathematical models frequently used to represent the hygroscopicity of plant products were adjusted to the experimental data. The hygroscopic equilibrium moisture content of seeds of Buchenavia capitata (Vahl) Eichler is directly proportional to water activity, and decreases with increasing temperature for a given value of equilibrium relative humidity. The Copace mathematical model best represents hygroscopicity for seeds of B. capitata at the temperatures and water activity under study. Isosteric heat in seeds of B. capitata increases with decreases in the equilibrium moisture content, a greater amount of energy being required to remove the water.

O objetivo do presente trabalho foi determinar as propriedades termodinâmicas do processo de sorção de água em sementes de nabo forrageiro. O teor de água de equilíbrio das sementes de nabo forrageiro foi determinado pelo método dinâmico-gravimétrico para diferentes valores de temperatura e atividade de água. De acordo com os resultados encontrados, observou-se que com o incremento do teor de água ocorre aumento da energia necessária para a evaporação da água nas sementes de nabo forrageiro, sendo que os valores do calor isostérico integral de dessorção, na faixa de teor de água de 3,33 a 11,30 (% b.s.), variam de 4.222,70 a 2.870,34 kJ kg-1. Com a elevação do teor de água de equilíbrio há um aumento da entropia diferencial e da energia livre de Gibbs que apresenta valores positivos demonstrando não-espontaneidade no processo de dessorção nas sementes. A teoria de compensação entalpia-entropia pode ser satisfatoriamente aplicada ao fenômeno de sorção, sendo o processo de dessorção da água das sementes de nabo forrageiro controlados pela entalpia.

The purpose of this study was to determine the thermodynamic properties of the process of water sorption in forage turnip seeds. The equilibrium moisture content of forage turnip seeds was determined by the gravimetric-dynamic method for different values of temperature and water activity. According to the results, increasing the moisture content increases the energy required for the evaporation of water in forage turnip seeds, and the values of integral isosteric heat of desorption, within the moisture content range of 3.33 to 11.30 (% d.b.), varies from 4,222.70 to 2,870.34 kJ kg-1. With the elevation in the equilibrium moisture content, there is an increase in differential entropy and Gibbs free energy, which has positive values, demonstrating non-spontaneity in the process of desorption in the seeds. The theory of enthalpy-entropy compensation can be satisfactorily applied to the sorption phenomenon, and the process of water desorption of forage turnip seeds is controlled by enthalpy.

O estudo das propriedades termodinâmicas propor-ciona o conhecimento da afinidade do sorvente pela água e da espontaneidade do processo de sorção, sendo importante para projetar equipamentos de secagem. Este trabalho visou a determinar e avaliar as propriedades termodinâmicas, para diferentes teores de água de equilíbrio em grãos de milho, utilizando-se o método estático indireto. O experimento foi desenvolvido em Rio Verde (GO), utilizando-se grãos de milho da cultivar AG 7088, com teor inicial de água de 23,3% (base seca - b.s.), os quais foram submetidos a secagem (40ºC), até atingirem teor de água de 14,4% (b.s.). Concluiu-se que as propriedades termodinâmicas foram influenciadas pelo teor de água, o calor isostérico integral de dessorção aumentou com o decréscimo do teor de água de equilíbrio, o processo de dessorção do milho da cultivar AG 7088 foi controlado pela entalpia e a energia livre de Gibbs foi positiva para as temperaturas estudadas, com aumento ao longo do processo de dessorção, demonstrando ser um processo não espontâneo.

The study of thermodynamic properties provides knowledge on the sorbent affinity for water and spontaneity of the sorption process, being important to design drying equipments. This study aimed at determining and evaluating the thermodynamic properties of different equilibrium moisture contents in maize grains, by using the indirect static method. The experiment was conducted in Rio Verde, Goiás State, Brazil, with maize grains (AG 7088 cultivar) presenting an initial moisture content of 23.3% (dry basis - d.b.), which were dried (40ºC) to achieve the moisture content of 14.4% (d.b.). It was observed that the thermodynamic properties were influenced by moisture content, the integral isosteric heat of desorption increased with the decrease in the equilibrium moisture content, the desorption process of the AG 7088 maize cultivar was controlled by enthalpy and the Gibbs free energy was positive for the temperatures evaluated, increasing along the desorption process, showing to be a non-spontaneous process.

Estudos sobre a conservação e exploração de espécies nativas do Cerrado são fundamentais para tecnologias que visem à exploração racional destes produtos. Objetivou-se, neste trabalho, determinar as isotermas de dessorção de sementes de caju-de-árvore-do-cerrado, para diversas condições de temperatura e atividades de água, bem como ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais, selecionando aquele que melhor representa o fenômeno. A higroscopicidade foi determinada pelo método estático-gravimétrico, para temperaturas de 25ºC, 30ºC, 35ºC e 40ºC e atividades de água entre 0,12 e 0,89 (decimal). Observou-se que o teor de água de equilíbrio decresceu com o aumento da temperatura, para uma mesma atividade de água, à semelhança dos produtos higroscópicos. O modelo de Chung-Pfost obteve o maior coeficiente de determinação e menores valores de erro médio relativo, erro médio estimado e Qui-quadrado, sendo selecionado para predição do equilíbrio higroscópico de sementes de caju-de-árvore-do-cerrado. O calor isostérico aumentou com a diminuição do teor de água, ou seja, aumentou a energia necessária para a remoção de água, com valores variando de 4.586,35 kJ kg-1 a 2.572,7 kJ kg-1, na faixa de teor de água de 1,76-6,56 (% b.s.).

Studies on conservation and exploitation of the Brazilian Savannah native species are essential to technologies that lead to the rational exploitation of these products. This study aimed at determining the desorption isotherms of Anacardium othonianum seeds for different temperature and water activity conditions, as well as adjusting different mathematical models to the experimental data, by selecting the one that best represents the phenomenon. The hygroscopicity was determined with the aid of the gravity static method, for temperatures of 25ºC, 30ºC, 35ºC and 40ºC and water activity between 0.12 and 0.89 (decimal). It was observed that the equilibrium moisture content decreased while the temperature increased, for the same water activity, similarly to what happens with hygroscopic products. The Chung-Pfost model reached the highest determination coefficient and the lowest values for relative average error, estimated medium error and chi-square test, being the one selected to predict the hygroscopic equilibrium of Anacardium othonianum seeds. The isosteric heat increased, while the moisture content decreased, i.e., it increased the energy required to remove water, varying from 4,586.35 kJ kg-1 to 2,572.7 kJ kg-1, for the moisture content of 1.76-6.56 (d.b. %).

Em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições foi realizado um trabalho com o objetivo de determinar o modelo matemático que melhor descreve a secagem de sementes de nabo forrageiro, bem como o coeficiente de difusão e a energia de ativação em diferentes condições de ar. Sementes colhidas com teor de água de 0,36 (decimal b.s.) foram secas até 0,09 (decimal b.s.) em secador experimental com as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 °C e umidades relativas de 47,3; 26,2; 12,0; 10,1 e 5,1%, respectivamente. Os dados de coeficiente de difusão foram analisados por meio de análise de variância pelo teste F e regressão, adotando-se o nível de 5% de probabilidade. Conclui-se que dentre os modelos analisados, o que apresentou melhor ajuste para descrever as curvas de secagem do nabo forrageiro foi o de Midilli. O coeficiente de difusão efetivo aumenta com a elevação da temperatura, apresentando valores entre 3,23 x 10-11 e 10,42 x 10-11 m² s-1, para faixa de temperatura de 30 a 70 °C. A relação entre o coeficiente de difusão e a temperatura de secagem pode ser descrita pela equação de Arrhenius, que apresenta uma energia de ativação para a difusão líquida no processo de secagem do nabo forrageiro de 24,78 kJ mol-1.

A study aimed at determining the best mathematical model to describe the drying of forage-turnip seeds, along with the diffusion coefficient and activation energy under different air-conditions, was carried out in a randomized design with four replications. Seeds were harvested, having a moisture content of 0.36 (decimal bs) and then dried to 0.09 (decimal bs) in an experimental dryer at controlled temperatures of 30; 40; 50; 60 and 70 °C and relative humidities of 47.3; 26.2; 12.0; 10.1 and 5.1%, respectively. The effective coefficient of diffusion was calculated by F-test variance analysis and regression, adopting a 5% level of probability. The conclusion was reached that among the models analyzed, that of Midilli best fit the drying curves of forage-turnip seeds. The effective diffusion coefficient increases with temperature, with values of between 3.23 x 10-11 and 10.42 x 10-11 m² s-1 for a temperature range of from 30 to 70 °C. The relationship between the coefficient of diffusion and drying temperature can be described by the Arrhenius equation which gives an activation energy of 24.78 kJ mol-1 for liquid diffusion in the drying process of forage-turnip seeds.