Isotermas de adsorção e propriedades termodinâmicas de resíduos de uva e mirtilo

Abstract

A utilização de resíduos alimentares industriais é uma forma atraente para as indústrias incorporarem o conceito de economia circular, mais do que uma tendência de mercado, é uma necessidade mundial, podendo ser classificada como ecoinovações para o mercado de alimentos. Para comercialização e aplicação, deve ser investigada a estabilidade durante curtos e médios períodos de armazenamento. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta um levantamento das isotermas e propriedades termodinâmicas de resíduos de uva e mirtilo nas faixas de temperatura de 20, 30 e 40 °C, calculadas através da umidade da monocamada. O método gravimétrico estático foi usado para determinar a umidade de equilíbrio. Amostras de um grama de resíduos secos, com umidade média de 10%, foram colocadas em frascos de vidro (altura de 7 cm e diâmetro de 6 cm), lacrados, com soluções de ácido sulfúrico em concentrações entre 20% a 70% (para obter atividade de água de 0,043 a 0,878). Os dados experimentais foram ajustados ao modelo Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB). Os valores da umidade de monocamada variaram de 0,039-0,053 kg água/kg sólido seco para o bagaço de uva e 0,040-0,051 kg água/kg sólido seco para o bagaço de mirtilo, variando a temperatura de 20 a 40 °C. A área superficial de adsorção diminuiu com o aumento da temperatura, sendo muito semelhante, onde o resíduo de uva foi de 188,54 a 140,91 m2 /g e o resíduo de mirtilo foi de 180,73 a 144,26 m2 /g. A entalpia diferencial, e consequentemente o calor total de sorção, apresentou forte relação com o teor de umidade, atingindo valores próximos a 90 kJ/mol em baixos teores de umidade. Observaram-se valores negativos de entropia, que diminuíram com o aumento do teor de umidade. A teoria da compensação pode ser aplicada com sucesso ao comportamento de adsorção de umidade dos resíduos, indicando que o processo foi controlado pela entalpia, sendo ela espontânea. O tamanho dos poros aumentou com o aumento do conteúdo de umidade, variaram de 0,53 a 42,16 nm para uva e 0,54 a 7,21 nm para mirtilo.