RESUMO O entendimento dos fenômenos de sorção de água em sementes de castanheira do Brasil permitirá manejar adequadamente esse produto principalmente no que se refere às condições adequadas para um armazenamento seguro. Assim, objetivou-se determinar as isotermas de sorção (dessorção e adsorção) de água de castanha do Brasil, ajustando-se diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais, além da histerese. Para a obtenção das isotermas de sorção foi utilizado o método estático, nas temperaturas de 25, 35, 45 e 55 °C para umidades relativas do ar variando entre 10 a 80%. As condições psicrométricas do ar foram obtidas colocando-se no interior de dessecadores materiais higroscópicos, soluções ácidas e salinas saturadas específicas. Verificou-se que para uma dada isoterma, o teor de água de equilíbrio da castanha do Brasil aumenta com a elevação da atividade de água. Além disso, para uma dada atividade de água, o teor de água de equilíbrio diminui com a elevação da temperatura. Os modelos Copace, Henderson e Oswin são os que melhor descrevem a higroscopicidade das sementes de castanheira do Brasil, tanto na adsorção quanto na dessorção. A histerese foi mais pronunciada nas menores temperaturas e para maiores valores de atividade de água. O teor de água que se deve armazenar a castanha em temperaturas menores que 55 °C sem que haja risco de desenvolvimento fúngico deve ser menor que 8,2% (b.s.).

ABSTRACT Knowledge of the water sorption phenomenon in Brazil nut seeds will allow proper handling of this product, especially with regard to adequate conditions for safe storage. Thus, the present study aimed to determine the sorption isotherms (desorption and adsorption) of Brazil nuts, fitting different mathematical models to the experimental data, as well as to examine the hysteresis effect. To obtain the sorption isotherms, the static method was employed at temperatures of 25, 35, 45 and 55 °C and air relative humidities varying from 10 to 80%. The psychrometric conditions of the air were acquired with the aid of acid solutions and specific saturated saline left inside desiccators with the samples. It was verified that for a given isotherm, the equilibrium moisture content of Brazil nuts increases with water activity increment. In addition, at a constant water activity, equilibrium moisture content decreases with temperature increase. The Copace, Henderson and Oswin are the models that best describe the hygroscopicity of the Brazil nut seed for both the adsorption and desorption processes. Hysteresis was more pronounced at lower temperatures and higher values of water activity. The moisture content value for storage at temperatures less than 55 °C, without the risk of fungal development, must be lower than 8.2% (d.b.).

ABSTRACT Knowledge on sorption isotherms is important for predicting drying and storage processes of a product. A sorption isotherm can be generated from two processes: desorption and adsorption. The lag between these two curves is called hysteresis. Static method was used to obtain the equilibrium moisture content of paddy rice grains, in different temperature (10, 20, 30, 40 and 50 ± 1°C) and relative humidity (between 11 and 76% ± 2%) conditions. Equilibrium moisture content data were correlated with eight mathematical models and. The Chung Pfost model had the best fit to the experimental data. Desorption and adsorption isotherms, represented by the Chung Pfost model, showed a sigmoidal shape, characteristic of type II curve. Equilibrium moisture content values obtained by desorption were higher than those obtained by adsorption, evidencing the hysteresis phenomenon.

ABSTRACT The knowledge of physical properties of grains is important for the optimization of postharvest operations. Thus, this study aimed to evaluate the effect of moisture content over physical properties of different cultivars of soybean. Soybean of cultivars NS7901RR, TMG1180RR, P98Y70 and TMG132RR were used, with initial moisture content of 0.32, 0.27, 0.25 and 0.21 dry basis (d.b.), respectively. In order to dry the samples, an oven of forced air circulation was used. Samples were dried at temperature of 50 °C, being the drying procedure stopped when the moisture content of soybean was equal or inferior than 0.15 (d.b.). During drying, for interested moisture contents, physical properties were determined: bulk density, equivalent diameter, sphericity, circularity and surface/volume ratio. It was noticed that all physical properties analyzed presented a direct relationship with moisture content. With exception of the equivalent diameter, all the remaining physical properties increased linearly with moisture content reduction. Physical differences were observed among soybean cultivars during drying. However, variation of analyzed properties occurred in different proportions during drying for each cultivar.

ABSTRACT This study aimed to determine the thermodynamic properties of sorption processes (desorption and adsorption) of rice in the husk, cv. Urucuia. A static-gravimetric method was used to reach equilibrium moisture content at different temperatures (10, 20, 30, 40, and 50 °C ± 1°C) and relative humidity levels (10, 30, 50, 70, and 90 % ± 2%). A decrease in moisture content led to an increment of the integral isosteric heat of sorption, indicating a higher demand for energy to remove moisture from the product. Differential entropy of sorption decreased along with a moisture content increment, with higher values for desorption. This indicates a higher mobility of water molecules during desorption if compared to adsorption. Gibbs free energy decreased with increasing temperature in both processes, with positive values for desorption (endothermic process), and negative for adsorption (exothermic process). The enthalpy-entropy compensation theory is valid for both sorption phenomena (desorption and adsorption) of rice in the husk, being both processes enthalpy controlled.

RESUMO Objetivou-se determinar as propriedades termodinâmicas de grãos de feijão danificados. Foram utilizados grãos com teor de água inicial de 53,85% (b.s.); parte dos grãos foi utilizada para se obter as isotermas de dessorção, enquanto que a outra foi submetida a secagem até o teor de água de 5,26% (b.s.), para que a mesma fosse submetida ao processo de adsorção. Para a indução da danificação foi utilizado um Stein Breakage Tester. Para obter o teor de água de equilíbrio, os grãos foram colocados em câmara climática cujas temperaturas foram de 20, 30, 40 e 50 ± 1 ºC combinadas com umidades relativas de 30, 40, 50, 70 e 90 ± 3%. Na dessorção, os grãos danificados apresentaram menor entalpia diferencial quando comparados com a testemunha enquanto o inverso foi observado na adsorção. A danificação mecânica provocou a formação de um número maior de sítios disponíveis de sorção, resultando em maiores valores de entropia diferencial na adsorção e menores valores na dessorção quando comparados com a testemunha. A danificação mecânica não teve efeito sobre a energia livre de Gibbs.

ABSTRACT This study aims to determine the thermodynamic properties of damaged beans. Grains with initial moisture content of 53.85% (d.b.) were used. A part of the grains was used to obtain the desorption isotherms, while another part was subjected to drying until a moisture content of 5.26% (d.b.) was achieved; therefore, it was subjected to the adsorption process. To induce damage, a Stein breakage tester was used. To obtain the equilibrium moisture content, grains were placed in a climatic chamber whose temperatures were 20, 30, 40, and 50 ± 1 °C combined with a relative humidity of 30, 40, 50, 70, and 90 ± 3%. Although in the desorption process, damaged grains had a lower differential enthalpy compared with the control, the reverse behavior was observed in the adsorption process. Mechanical damage caused the formation of a greater number of available adsorption sites, resulting in higher differential entropy values in adsorption and lower values in desorption compared with the control. The mechanical damage had no effect on the Gibbs free energy.

RESUMO Sementes de Lactuca sativa são altamente sensíveis às condições edafoclimáticas; portanto, faz-se necessário armazená-las de forma segura e racional, a fim de manter suas características qualitativas e quantitativas. Estudos sobre a higroscopicidade têm a finalidade de amenizar possíveis alterações nos produtos agrícolas em determinadas condições climáticas. Dito isto, objetivou-se, neste trabalho, determinar o modelo matemático mais adequado para predizer as isotermas de dessorção de sementes de Lactuca sativa. O equilíbrio higroscópico foi alcançado por meio do método estático-gravimétrico, nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50 °C e atividade de água entre 0,11 e 0,96. Seis modelos matemáticos foram ajustados aos dados experimentais do teor de água de equilíbrio das sementes de Lactuca sativa. O modelo mais adequado foi escolhido considerando-se o coeficiente de determinação (R2), magnitude do erro médio relativo (MRE), desvio padrão da estimativa (SE) e análise de distribuição de resíduos. O modelo de Oswin Modificado foi o que melhor representou a higroscopicidade de sementes de Lactuca sativa, apresentando valores de 8,02% e 0,55 de MRE e SE, respectivamente, e distribuição aleatória dos resíduos. As curvas isotérmicas de sementes de Lactuca sativa estimadas pelo modelo Oswin Modificado apresentaram formato sigmoidal, característica de curva do tipo II.

ABSTRACT Lactuca sativa seeds are highly sensitive to climate conditions; thus, they should be stored securely to maintain their qualitative and quantitative characteristics. Studies on hygroscopicity aim to decrease possible changes in agricultural products under specific environmental conditions. Accordingly, this study aims to develop an appropriate mathematical model to represent the desorption isotherms of Lactuca sativa seeds. The hygroscopic equilibrium was achieved using a static-gravimetric method at temperatures of 10, 20, 30, 40 and 50 °C and water activity in the range 0.11-0.96. Six mathematical models were fitted to the experimental data of the equilibrium moisture content of Lactuca sativa seeds. The best model was chosen based on the determination coefficient (R2), magnitude of mean relative error (MRE), standard deviation of the estimate (SDE), and analysis of residue distribution. The modified Oswin model best represented the hygroscopicity of the Lactuca sativa seeds, with values of 8.02% and 0.55 for the MRE and SDE, respectively; moreover, the residual values were randomly distributed. The shape of the isotherms of the Lactuca sativa seeds estimated using the modified Oswin model is sigmoidal, which is characteristic of a type II curve.

RESUMO O conhecimento da sorção de água pelos produtos agrícolas é extremamente importante para a tomada de decisões durante os procedimentos pós-colheita; visando aperfeiçoar este conhecimento as propriedades termodinâmicas relativas à sorção de água fornecem dados úteis. Propriedades termodinâmicas de grãos de mamona relacionadas à sorção, foram determinadas. A técnica de gravimetria estática em diferentes temperaturas (25, 35, 45 e 55 ± 1 °C) foi usada e soluções salinas saturadas na faixa de 37-87% ± 2% foram utilizadas para criar o requerido ambiente controlado de umidade relativa. Entalpia diferencial, entropia diferencial e energia livre de Gibbs foram calculadas e decresceram com o aumento dos valores de teor de água de equilíbrio.

ABSTRACT Knowledge on the water sorption within agricultural products is extremely important for decision making during post-harvest procedures. In order to improve this knowledge, thermodynamic properties regarding water sorption provide useful data. Thermodynamic properties of castor beans, related to sorption, were determined. Static gravimetric technique under different conditions of temperature (25, 35, 45 and 55 ± 1 °C) was used. Saturated salt solutions in the range of 37-87% ± 2% were utilized to create the required controlled humidity environment. After the sorption procedure, differential enthalpy, differential entropy and Gibbs free energy of this process were calculated and decreased with increased values of equilibrium moisture content.

RESUMO As isotermas de sorção são de grande importância em procedimentos pós-colheita de produtos agrícolas, em especial para predizer os processos de secagem e armazenamento os quais auxiliam a estabelecer o teor de água final no produto em determinada condição ambiental. A histerese é um fenômeno que ocorre em virtude da diferença entre as curvas de adsorção e dessorção que auxilia a avaliação de deteriorações químicas e microbiológicas indicando a estabilidade de produtos armazenados. Isotermas de sorção de grãos de mamona foram determinadas e a histerese analisada. Utilizou-se a técnica de gravimetria estática em diferentes temperaturas (25, 35, 45 e 55 ± 1 °C). Soluções salinas saturadas na faixa de 37-87% ± 2% foram utilizadas para criar o requerido ambiente controlado de umidade relativa. Os dados de teor de água de equilíbrio foram correlacionados com diferentes modelos matemáticos e o modelo de Halsey Modificado apresentou bom ajuste aos dados, de acordo com procedimentos estatísticos. Histerese entre as isotermas de adsorção e dessorção está presente na faixa de 0,2-0,9 de atividade de água independentemente da temperatura; este fenômeno decresce com o aumento da temperatura.

ABSTRACT Sorption isotherms are of great importance in post-harvest procedures, especially for predicting drying and storage, which help to establish the final moisture content of the product under certain environmental condition. Hysteresis is a phenomenon that occurs due to the difference between adsorption and desorption curves, which aids the evaluation of chemical and microbiological deteriorations, indicating the stability of stored products. Moisture sorption isotherms of castor beans were determined and hysteresis was analyzed. Static gravimetric technique at different temperatures (25, 35, 45 and 55 ± 1 °C) was used. Saturated salt solutions in the range of 37-87% ± 2% were utilized to create the required controlled relative humidity environment. Equilibrium moisture content data were correlated by different mathematical models and the Modified Halsey model presented good adjustment for the data, according to statistical procedures. Hysteresis between adsorption and desorption isotherms is present over the range of 0.2-0.9 of water activity, regardless of the temperature. This phenomenon decreases with temperature increase.

RESUMO Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a influência dos níveis de torrefação e moagem sobre o teor de água e ângulo de repouso de café, durante o armazenamento. Foram utilizados grãos de café cru (Coffea canephora e Coffea arabica), descascados e secos e torrados em dois níveis: média clara (SCAA#65) e moderadamente escura (SCAA#45). Os grãos foram então moídos em três granulometrias: fina (0,59 mm), média (0,84 mm) e grossa (1,19 mm) além do lote de café inteiro. Realizada a moagem as amostras foram armazenadas em duas temperaturas (10 e 30 ºC) e analisadas em cinco tempos distintos (0, 30, 60, 120 e 180 dias). A torrefação a nível moderadamente escuro proporcionou menores valores de teor de água. Obtiveram-se, com amostras mais finas, maiores valores de ângulo de repouso. Conclui-se que a granulometria, o nível de torrefação e o tempo de armazenamento afetaram significativamente o teor de água e o ângulo de repouso do café.

ABSTRACT The present study evaluates the influence of the level of roasting and the grind size on the moisture content and repose angle of coffee during storage. Raw coffee beans (Coffea canephora and Coffea arabica), hulled and dried, were roasted to two different levels: medium light (SCAA#65) and moderately dark (SCAA#45). The beans were then ground into three different grind sizes: fine (0.59 mm), medium (0.84 mm) and coarse (1.19 mm). An additional coffee lot was kept whole. Following grinding, samples were stored at two different temperatures (10 and 30 ºC) and analyzed after five different storage durations (0, 30, 60, 120 and 180 days). The moderately dark roast was found to have a lower moisture content. Finely ground samples had higher angles of repose. It is concluded that the grind size, level of roasting and duration of storage significantly affect the moisture content and angle of repose of coffee.

O objetivo deste trabalho foi determinar a taxa de contração volumétrica de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) durante a secagem sob diferentes condições de ar, temperatura e umidade relativa, e ajustar vários modelos matemáticos para os valores empíricos observados, selecionando o que melhor representa este fenômeno. Foram ajustados seis modelos matemáticos aos dados experimentais para representar o fenômeno. Determinou-se o grau de ajuste de cada modelo através dos valores de coeficiente de determinação, do comportamento da distribuição dos resíduos e da magnitude dos erros médios relativos e estimados. A taxa de contração volumétrica que as sementes de feijão sofreram durante a secagem é em torno de 25 a 37%, e é basicamente em função do teor de água final e praticamente independente das condições do ar de secagem. O modelo de Bala e Woods modificado foi o que melhor representou o processo.

The present study aimed to determine the volumetric shrinkage rate of bean (Phaseolus vulgaris L.) seeds during air-drying under different conditions of air, temperature and relative humidity, and to adjust several mathematical models to the empiric values observed, and select the one that best represents the phenomenon. Six mathematical models were adjusted to the experimental values to represent the phenomenon. It was determined the degree of adjustment of each model from the value of the coefficient of determination, the behavior of the distribution of the residuals, and the magnitude of the average relative and estimated errors. The rate of volumetric shrinkage that occurred in bean seeds during drying is between 25 and 37%. It basically depends on the final moisture content, regardless of the air conditions during drying. The Modified Bala & Woods' model best represented the process.

Sistemas alagados construídos (SACs) são, atualmente, importante opção para o tratamento de resíduos e controle da poluição pontual e difusa. O uso de SACs tem aumentado ano a ano, entretanto o nível de entendimento da hidrodinâmica do processo não tem crescido na mesma proporção. Traçadores fluorescentes apresentam-se como opção na determinação de curvas de distribuição de tempos de residência (DTR) e de parâmetros hidrodinâmicos, como número de dispersão e eficiência hidráulica. A pesquisa foi realizada com o objetivo de avaliar dois corantes (rodamina WT e fluoresceína sódica) na determinação das características hidrodinâmicas de SACs com escoamento subsuperficial, operando em região de clima tropical. Os tempos de residência experimentais (τR) para os SACs variaram entre 4,5 e 5,0 dias, e os parâmetros de modelos teóricos foram obtidos para cada sistema, indicando dispersões muito pequenas. Os SACs, que apresentavam relação comprimento/largura (L/B) de 24/1, comportaram-se como sistemas de escoamento próximo ao pistonado. Embora a massa total adicionada não tenha sido recuperada (a adsorção é um dos mecanismos de perda), a pesquisa indicou que a rodamina WT pode ser utilizada com resultados satisfatórios na avaliação do comportamento hidrodinâmico de SACs.

Nowadays, constructed wetlands (CW) systems are an important wastewater treatment option. Subsurface flow (SSF) constructed wetlands are one of the main types which are being used, and in researches, these systems dyes tracer experiments are an appropriate tool to determine residence time distribution (RDT) curves and parameters of hydrodynamic models, as a wetland dispersion numbers and hydraulic efficiency. The objectives of this paper are to evaluate and compare the performance of two fluorescent tracers (rhodamine WT and sodium fluorescein) on subsurface-flow CWs hydrodynamic characteristics determination. The cells were operated at actual hydraulic residence time (τR) of a 4.5 d ~ 5.0 d range and the parameters of theoretical models were obtained for each system, indicating very low dispersion. The CWs with length/widths ratio equals to 24 presented as plug flow near systems. Although the recovery of total amount was small (high absorption is one of the loss mechanisms during these types of studies), rhodamine WT is a suitable tracer in mesocosms SSF constructed wetland systems of study.