Kinetic study of the drying of the bark of jabuticaba (Myrciaria Cauliflora Berg) using empirical and semi-empirical models

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i5.14972

Keywords:

Agro-industrial waste; Functional food; Drying process; Mathematical modeling.

Abstract

The Jabuticabeira (Myrciaria cauliflora) is a Brazilian native fruit tree, belonging to the family Myrtaceae, its fruits have great nutritional value. Jabuticaba shells are a source of anthocyanins, which are powerful antioxidant compounds and have antimicrobial activity. However, jabuticaba peels are generally discarded, which in addition to generating polluting waste, promotes the waste of nutrients and potentially bioactive compounds present in that portion. Thus, in order to minimize the changes and losses of certain bioactive compounds, and consequently indicate the potential for using the waste on an industrial scale, the present work aims to evaluate the drying kinetics of jabuticaba bark and adjust mathematical models to experimental data. The fruits were purchased at the Campina Grande - PB, selected according to the degree of maturity appropriate for processing and absence of physical damage (injuries), washed and sanitized with sodium hypochlorite solution, then they were manually pulped to separate the solid fractions, pulp, peel and seeds. The drying was carried out in a forced air circulation oven, at temperatures range 45, 50 and 55 °C. The experimental drying data were adjusted to the Page, Midili and Henderson and Pabis models. The kinetics of the Jabuticaba shells showed that the temperature influenced the drying process, and it was found that the drying constant “k” increased with its elevation. In addition, the Midili model showed a better fit compared to the other methods.

References

Abreu, H., & Ferreira, S. M. R. (2013) Extração e encapsulação de antocianinas de Jabuticaba (Myrciariacauliflora), Açaí (Euterpe oleracea) e Uva Isabel (Vitis labrusca). In: 8º EETCG - Encontro de Engenharia e Tecnologia dos Campos Gerais, 2013.

Akpinar, E. K., Bicer, Y., & Cetinkaya, F. (2006). Modelling of thin layer drying of parsley leaves in a convective dryer and under open sun. Journal of Food Engineering 75(3), 308-315. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.04.018

Alezandro, M. R., Granato, D., & Genovese, M. I. (2013). Jaboticaba (Myrciaria jaboticaba (Vell.) Berg), a Brazilian grape-like fruit, improves plasma lipid profile in streptozotocin-mediated oxidative stress in diabetic rats. Food Research International, 54(1), 650-659. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.07.041

Almeida, R. L. J., Santos, N. C., Pereira, T. S., Barros, E. R., & Cabral, M. B., et al. (2020) Análise granulométrica diferencial da casca de jabuticaba (Mirciaria cauliflora Berg). Research, Society and Development, 9(1), e156911875. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i1.1875

Ascheri, D. P. R., Ascheri, J. L. R., & Carvalho, C. W. P. (2006). Caracterização da farinha de bagaço de jabuticaba e propriedades funcionais dos extrusados. Ciênc. Tecnol. Aliment., 26(4), 897-905. http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612006000400029

Alexandre, H. V., Gomes, J. P., Neto, A. L. B., Silva, F. L. H., & Almeida, F. A. C. (2009). Cinética de secagem de abacaxi cv pérola em fatias. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 11(2), 123-128. 10.15871/1517-8595/rbpa.v11n2p123-128

Araujo, W. D., Goneli, A. L. D., Corrêa, P. C., Filho, C. P. H., & Martins, E. A. S. (2017). Modelagem matemática da secagem dos frutos de amendoim em camada delgada. Revista Ciência Agronômica, 48(3), 448-457.

Brunini, M. A., Oliveira, A. L., Salandini, C. A. R., & Bazzo, F. R. (2004). Influência de embalagens e temperatura no armazenamento de jabuticabas (Myrciaria jabuticaba (Vell) Berg) cv ‘Sabará’. Ciênc. Tecnol. Aliment, 24(3), 378-383. https://doi.org/10.1590/S0101-20612004000300013.

Cipriano, P. A. (2011). Antocianinas de açaí (euterpe oleracea mart.) e casca de jabuticaba (myrciaria jaboticaba) na formulação de bebidas. Dissertação de Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Viçosa.

Citadin, I., Danner, M. A., Sasso, S. A. Z. (2010). Jabuticabeiras. Revista Brasileira de Fruticultura, 2(1), 2-16.

Dionello, R. G., Berbert, P. A., Molina, M. A. B., Pereira, R. C., & Viana, A. P. et al. (2009). Secagem de fatias de abacaxi in natura e pré-desidratadas por imersão-impregnação: cinética e avaliação de modelos. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 29(1), 232-240. https://doi.org/10.1590/S0101-20612009000100036.

Donadio, L. C. Jabuticaba (Myrciaria Jabuticaba (Vell.) Berg). FUNEP, 25.

Farias, R. Q, Texeira, I. R., Devilla, I. A., Ascheri, D. P. R & Resende, O. (2012). Cinética de secagem de sementes de crambe, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16(5), 573–583. https://doi.org/10.1590/S1415-43662012000500014

Ferreira, A. E., Ferreira, B. S., Lages, M. M. B., Rodrigues, V. A. F, Thé, P. M. P. et al. (2012). Produção, caracterização e utilização da farinha de casca de jabuticaba em biscoitos tipo cookie. Alim. Nutr., 23(4), 603-607. http://serv-bib.fcfar.unesp.br/seer/index.php/alimentos

Fioreze, R. (2004). Principios de secagem de produtos biologicos, João Pessoa. Editora Universitária, p.229.

Garcia, L. G., Vendruscolo, F., Silva, F. A., Asquieri, E. R., & Damiani, C. (2020) Casca de jabuticaba cristalizada: uma nova estratégia para industrialização de subprodutos. Research, Society and Development, 9(5), e27953158. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i5.3158

Gouveia, J. P. G., Almeida, F. A. C., Farias, E. S., Silva, M. M., Chaves, M. C. V et al. (2003). Determinação das curvas de secagem em frutos de cajá. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Especial (1), 65-68.

Gurak, P. D., De Bona, G. S., Tessaro, I. C., & Marczack, L. D. F. (2014). Jaboticaba pomace powder obtained as a co-product of Juice extraction: A comparative study of powder obtained from peel and whole fruit. Food Research International, 62, 786–792.

https://doi.org/10.1016/j.foodres.2014.04.042

Janjai, S., Mahayothee, B., Lamlert, N., Bala, B. K., Precoppe, M. et al. (2010). Diffusivity, shrinkage and simulated drying of litchi fruit (Litchi chinensis Sonn.). Journal of Food Engineering, 96(1), 214-221. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.07.015

Lima, A. J. B., Corrêa, A. D., Alves, A. P. C., Abreu, C. M. P., & Dantas-Barros, A. M. (2008). Chemical characterization of the jabuticaba fruits (Myrciaria caulifloraBerg) and their fractions. Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 58(4), 416-421.

Machado, A. V., Souza, J. A., & Novaes, R. S. (2015). Estudo cinético da secagem da uva Isabel para produção de uva passa. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, 10(1), 47 - 51. 10.18378/rvads.v10i1.3324

Machado, A.V., Barbosa, L.S, Macedo, J. L., & Santos, C. M. (2014). Estudo da secagem de frutos tropicais do Nordeste. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, 9(1), 186-190. https://www.gvaa.com.br/revista/index.php/RVADS/article/view/2702

Manica, I. (2000). Frutas nativas, silvestres e exóticas: Técnicas de produção e mercado: abiu, aroma-preta, araçá, bacuri, biribá, carambola, cereja-do-rio-grande, jabuticaba. Porto Alegre: Cinco continentes, 372p.

Marsiglia, W. I. M. L., Santiago, A. M., Alves, H. G., Almeida, R. L. J., Santos, N. C. et al. (2021) Modelagem e simulação do processo de secagem das cascas de jabuticaba (Myrciaria cauliflora). Research, Society and Development, 10(3), e21510313214. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i3.13214

Medeiros, J. (2007). Secagem e armazenamento de polpa de mangaba. Dissertação de Mestrado (Engenharia Agrícola) - PPGEA- Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.

Nascimento, A. P. S., Barros, S. L., Santos, N. C., Araújo, A. J. B., Cavalcanti, A. S. R. R. M. et al. (2018). Secagem convectiva e influência da temperatura nas propriedades físico-químicas das amêndoas de girassol comercial. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 20(3), 227-238.

Nunes, J. S., Castro, D. S., Moreira, I. S., Sousa, F. C. & Silva, W. P. (2014). Descrição cinética de secagem da polpa de jabuticaba usando modelos empíricos. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável. 2014.

Reis, R. C., Barbosa, L.S., Lima, M. L., Reis, J. S., Devilla, I. A. et al. (2011). Modelagem matemática da secagem da pimenta Cumari do Pará. Revista Agrícola e Ambiental, 15(1), 347-353. https://doi.org/10.1590/S1415-43662011000400003

Santiago, A. M., Sousa, C. A. B., Segundo, V. A. G., Alcântara, S. R. & Conrado, L. S. O. Aproveitamento da casca desidratada de jabuticaba para obtenção de poligalaturonase por fermentação em estado sólido. In: XIX Congresso Brasileiro de engenharia Química, 2012, CD-Rom.

Santos, J. A. B., Silva, G. F. & Paganis, A. A. C. (2012). Estudo da cinética de secagem da pimenta malagueta (capsicum spp) cultivada no estado de Sergipe. Revista GEINTEC, 2(5), 465-471.

Silva, B. M., Silva, G. C. O., Saouza, A. H., Gonçalves, A. C. A., & Carlos, L. A (2020) Elaboração de creme de jabuticaba como estratégia para aproveitamento total do fruto: caracterização físico-química e avaliação de compostos bioativos. Research, Society and Development, 9(8), e617986097. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i8.6097

Silva, M. C. (2012). Aproveitamento do resíduo do despolpamento da Jaboticaba (Myrciaria cauliflora Berg). Dissertação de Mestrado (Engenharia de Alimentos) -PPGEA- Universidade de São Paulo, Pirassununga.

Silva, J. N., Pinheiro Filho, J. B., Sediyama, G. C., & Condé, A. R. (1979) Curvas de equilíbrio higroscópico do cacau. Revista Brasileira de Armazenamento, 4(1), 31-38.

Silva, G. J. F. D., Constant, P. B. L., Figueiredo, R. W. D., & Moura, S. M. (2010). Formulation and stability of anthocyanins’s colorants formulated with peels jabuticaba (Myrciariassp.). Alimentos e Nutrição, 21(3), 429-436.

Silva, V. M. A, Almeida, R. L. J., Santos, N. C., Muniz, C. E. S., Barros, E. R. et al. (2020) Predição de modelos matemáticos sobre a cinética de secagem de nozes (Juglans regia L.) sem casca. Research, Society and Development, 9(7), e522974390. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4390

Sousa, B. A. A., Correia, R. T. P. (2010). Biotechmological reuse of fruit residues as rational strategy for agro-industrial resources. Journal of Technology Management & Innovation, 5(2), 1-9. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-27242010000200010

Texeira, N. C. (2011). Desenvolvimento, caracterização físico-química e avaliação sensorial de suco de jabuticaba (myrciaria jaboticaba (vell) berg), Dissertação de Mestrado (Ciências de Alimentos) – PPGEA - Universidade Federal de Minas Gerais.

Tosta, M. F., Salvio, L. G. A., Côrrea, J. L. G., & Andrade, E. T. (2020) Modelagem matemática da cinética de secagem do café (Coffea arábica L.). Research, Society and Development, 9(7), e908974359. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4359

Published

17/05/2021

How to Cite

ALVES, H. G.; ALMEIDA, R. L. J. .; SILVA, D. S. da .; FREIRE, V. de A. .; ARAÚJO, V. S. .; SANTIAGO, Ângela M. .; CONRADO, L. de S. .; GALDINO, P. O. .; ALMEIDA , M. M. de .; MARSIGLIA, W. I. M. de L. Kinetic study of the drying of the bark of jabuticaba (Myrciaria Cauliflora Berg) using empirical and semi-empirical models. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 5, p. e58810514972, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i5.14972. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/14972. Acesso em: 18 apr. 2024.

Issue

Section

Engineerings