RESUMO O melão-de-são-caetano (Momordica charantia L.) é uma planta versátil que pode ser consumida como alimento e possui aplicações terapêuticas. Desta forma, o estudo sobre o processo de secagem é de suma importância para manter a qualidade de suas folhas durante o armazenamento. Objetivou-se, com esta pesquisa, avaliar a cinética de secagem das folhas de melão-de-são-caetano, bem como determinar suas propriedades termodinâmicas. As folhas foram dispostas em bandejas de polietileno e submetidas a secagem em estufa nas temperaturas de 20, 30, 40 e 50 °C até atingir o equilíbrio higroscópico. Diversos modelos de regressão não linear foram ajustados aos dados experimentais para caracterizar o processo de secagem. A partir do modelo de Arrhenius foram obtidos os coeficientes da difusão e a energia de ativação para o cálculo da entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. Os modelos de Midilli e Page foram os melhores para representação da cinética de secagem das folhas de melão-de-são-caetano nas temperaturas de 20, 30, 40 e 50 °C. O aumento da temperatura do ar de secagem aumenta a energia livre de Gibbs e a difusividade de água no interior das folhas. A entalpia e a entropia diminuem com o aumento da temperatura.

ABSTRACT Bitter melon (Momordica charantia L.) is a versatile plant that can be consumed as a food and has therapeutic applications. Studying its drying process is important to maintain their leaf quality during storage. The objective of this study was to evaluate the drying kinetics of bitter melon leaves and determine their thermodynamic properties. The leaves were placed in polyethylene trays and subjected to drying in an oven at temperatures of 20, 30, 40, and 50 °C until reaching hygroscopic equilibrium. The experimental data were fitted to several non-linear regression models to characterize the drying process. The Arrhenius model was used to obtain the coefficients of diffusion and the activation energy, which were used to calculate the enthalpy, entropy, and the Gibbs free energy. Midilli and Page were the best models to represent the drying kinetics of bitter melon leaves at temperatures of 20, 30, 40, and 50 °C. Increases in the drying air temperature increased the Gibbs free energy and water diffusivity in the interior of the leaves. Enthalpy and entropy decreased as the temperature was increased.

RESUMO Estudos relacionados com a sorção de água em sementes são essenciais para o dimensionamento e otimização de sistemas de armazenagem. Assim, objetivou-se determinar e modelar as isotermas de adsorção e calcular o calor latente de vaporização da água, a entalpia e entropia diferencial, a teoria isocinética e a energia livre de Gibbs para as sementes de pimenta Cumari-do-Pará. Os teores de água de equilíbrio foram obtidos pelo método estático gravimétrico nas temperaturas de 30, 35 e 40 °C e atividades de água entre 0,290 a 0,900 (decimal). O modelo de Chen-Clayton é o que melhor representa as isotermas de adsorção de água em sementes de pimenta Cumari-do-Pará nas condições estudadas, apresentando 9,94% de erro médio relativo, 0,40 de erro médio estimado e distribuição aleatória dos resíduos. O calor latente de vaporização variou de 2.555,669 a 3.162,180 kJ kg-1. A entalpia, a entropia e a energia livre de Gibbs aumentam com a redução do teor de água de equilíbrio das sementes. A teoria isocinética é válida para o processo de adsorção.

ABSTRACT Studies related to water sorption in seeds are essential for the design and optimization of storage systems. The objective of this research was to determine and model the adsorption isotherms and calculate the latent heat of water vaporization, differential enthalpy and entropy, the isokinetic theory and Gibbs free energy for ‘Cumari-do-Pará’ pepper seeds. The equilibrium moisture contents were obtained by the static gravimetric method at temperatures of 30, 35 and 40 °C and water activities between 0.290 and 0.900 (decimal). The Chen-Clayton model is the one that best represents the water adsorption isotherms in ‘Cumari-do-Pará’ pepper seeds under the studied conditions, with 9.94% mean relative error, 0.40 mean estimated error and random distribution of residuals. The latent heat of vaporization ranged from 2,555.669 to 3,162.180 kJ kg-1. The enthalpy, entropy and Gibbs free energy increase with the reduction in the equilibrium moisture content of the seeds. The isokinetic theory is valid for the adsorption process.

RESUMO Objetivou-se, neste trabalho, determinar histerese, entalpia, entropia, teoria da compensação entalpia-entropia e a energia livre de Gibbs para os processos de adsorção e dessorção de água em sementes de pimenta malagueta. Os teores de água de equilíbrio higroscópico foram determinados pelo método estático gravimétrico, com atividade de água na faixa de 0,29 a 0,90 e temperaturas de 30, 40 e 50 °C. A histerese das sementes de pimenta malagueta reduz com o aumento da temperatura. A entalpia, entropia e energia livre de Gibbs de adsorção e dessorção aumentam com a redução do teor de água das sementes. A teoria da compensação entalpia-entropia é válida para os processos sortivos. A sorção da água entre as sementes e o ar envolvente é um processo não espontâneo.

ABSTRACT The objective of this study was to determine hysteresis, enthalpy, entropy, enthalpy-entropy compensation theory and Gibbs free energy for water adsorption and desorption in ‘Malagueta’ pepper seeds. Hygroscopic equilibrium moisture contents were determined by the static gravimetric method, with water activity in the range from 0.29 to 0.90 and temperatures of 30, 40 and 50 °C. The hysteresis of the ‘Malagueta’ pepper seeds reduces with the increase of temperature. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy of adsorption and desorption increase with the reduction of the moisture content of the seeds. The enthalpy-entropy compensation theory is valid for the sorption processes. The sorption of water between seeds and the surrounding air is a non-spontaneous process.

RESUMO Objetivou-se, neste trabalho, determinar e modelar a cinética de secagem dos frutos de pimenta Cabacinha para diferentes temperaturas do ar de secagem, bem como obter as propriedades termodinâmicas envolvidas no processo de secagem do produto. A secagem foi realizada em condições controladas de temperatura (60, 70, 80, 90 e 100 °C) utilizando-se três amostras de 130 g de frutos, as quais foram pesadas periodicamente até atingirem massa constante. Os dados experimentais foram ajustados a diferentes modelos matemáticos frequentemente utilizados na representação da secagem de frutos. O coeficiente de difusão efetivo, calculado a partir do modelo matemático da difusão líquida, foi utilizado para obtenção da energia de ativação, entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. O modelo de Midilli foi o que apresentou os melhores ajustes aos dados experimentais da secagem dos frutos de pimenta Cabacinha. A elevação da temperatura de secagem promoveu: o aumento nos valores da taxa de remoção de água dos frutos, do coeficiente de difusão efetivo e da energia livre de Gibbs além de redução no tempo de secagem dos frutos, nos valores da entalpia e a entropia. A energia de ativação para a secagem dos frutos de pimenta foi de 36,09 kJ mol-1.

ABSTRACT The objective of this study was to determine and model the drying kinetics of 'Cabacinha' pepper fruits at different temperatures of the drying air, as well as obtain the thermodynamic properties involved in the drying process of the product. Drying was carried out under controlled conductions of temperature (60, 70, 80, 90 and 100 °C) using three samples of 130 g of fruit, which were weighed periodically until constant mass. The experimental data were adjusted to different mathematical models often used in the representation of fruit drying. Effective diffusion coefficients, calculated from the mathematical model of liquid diffusion, were used to obtain activation energy, enthalpy, entropy and Gibbs free energy. The Midilli model showed the best fit to the experimental data of drying of 'Cabacinha' pepper fruits. The increase in drying temperature promoted an increase in water removal rate, effective diffusion coefficient and Gibbs free energy, besides a reduction in fruit drying time and in the values of entropy and enthalpy. The activation energy for the drying of pepper fruits was 36.09 kJ mol-1.