DRYING KINETICS, MATHEMATICAL MODELING AND VOLUMETRIC SHRINKAGE OF SUNFLOWER SEEDS (HELIANTHUS ANNUUS L.)

Abstract

Given the prominence of sunflower on the national scenario and the importance of drying steps in post-harvest, this study aimed to evaluate the drying kinetics of sunflower seeds in an oven with forced air convection in different temperatures. Thus, mathematically describe and determine the effects of drying on shrinkage of seeds. The experimental design was completely randomized, factorial (4x3), four air drying temperatures (45, 55, 65 and 75 °C) and three replications. Drying was carried out until the seeds water content  reached equilibrium. The air temperature and flow were monitored with a psychrometer, and a hot wire anemometer, respectively. It has been found that the drying time was significantly (P<0.05) reduced with increasing temperature of the air drying. The model of Wang and Sing was that better adjusted to experimental drying data. Effective diffusivity of sunflower seed ranged from 2.83 to 2.93x10^-6 m² s^-1, while the isosteric heat of adsorption, 3,725.176 to 3,773.082 kJ kg^-1. Reducing water content influenced the shrinkage of sunflower seeds, with emphasis on temperatures above 55 °C. The model Correa et al. (2002) was that better adjusted to experimental data of sunflower seeds volumetric shrinkage.

KEYWORDS: Dryer, optimization, post-harvest.

CINÉTICA DE SECAGEM, MODELAGEM MATEMÁTICA E CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA DE SEMENTES DE GIRASSOL (HELIANTHUS ANNUUS L.)

RESUMO: Diante do destaque da cultura do girassol no cenário nacional e da importância da etapa de secagem para a pós-colheita, este trabalho teve como objetivo avaliar a cinética de secagem de sementes de girassol, em estufa com circulação de ar convectivo e forçado em diferentes temperaturas, descrever matematicamente e determinar os efeitos da secagem na contração volumétrica das sementes. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, fatorial (4x3), sendo quatro temperaturas do ar de secagem (45, 55, 65 e 75 °C) e três repetições. A secagem foi realizada até o teor de água das sementes entrarem em equilíbrio higroscópico. A temperatura e o fluxo do ar foram monitorados com auxílio de um psicrômetro e um anemômetro de fio quente, respectivamente. Verificou-se, nos resultados obtidos, que o tempo de secagem foi significativamente (P<0.05) reduzido com o aumento da temperatura do ar de secagem. O modelo de Wang e Sing foi o que melhor ajustou os dados experimentais de secagem. A difusividade efetiva das sementes de girassol variaram de 2,83 a 2,93x10^-6 m² s^-1, enquanto que o calor isostérico de sorção foi de 3,725.176 a 3,773.082 kJ kg^-1. A redução do teor de água influenciou na contração volumétrica das sementes de girassol, com ênfase para as temperaturas acima de 55 °C. O modelo de Correa et al. (2002) foi o que melhor ajustou os dados experimentais de contração volumétrica das sementes de girassol.

 PALAVRAS-CHAVE: Otimização, pós-colheita, secador.