Desorption isotherms of graniferous sorghum grains

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.3661

Keywords:

Sorghum bicolor L.; Water activity; Hygroscopicity; Chung-Pfost.

Abstract

Graniferous sorghum (Sorghum bicolor L.) is a cereal strongly used in processed foods because it is gluten free, due to the importance of this grain it is necessary to define safe conditions for storage. Thus, the objective was to determine the desorption isotherms for grains of grain sorghum and to determine the safe water content of storage of this product. The grain desorption isotherms were obtained by the static-indirect method, obtaining the product's water activity at temperatures of 10, 20, 30 and 40 ºC, for the moisture content range between 14 to 24 ± 0.1 % on dry basis. The mathematical models used to represent the hygroscopicity of agricultural products were adjusted to the experimental data. To verify the degree of adjustment of the models, the magnitude of the coefficient of determination, the Chi-square test, the relative mean error, estimated mean error, Akaike information criteria (AIC), and Schwarz Bayesian information criteria were considered (BIC). All models represent satisfactorily the desorption isotherms, however, according to the evaluated parameters, the Chung-Pfost model was the most appropriate. For the storage of grain sorghum grains the maximum moisture content limit is 15.69; 15.08; 14.53; 14.03% b.s., for temperatures of 10, 20, 30 and 40 ºC, respectively.

References

Akaike, H. (1974). A new look at the statistical model identification. IEEE Transaction on Automatic Control, 19(6), 716-723. doi: https://doi.org/10.1109/TAC.1974.1100705

Brasil. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria Nacional de defesa Agropecuária. Regras para Análise de Sementes. Brasília: Mapa/ACS 2009. 398p.

Brasil (2019). Acompanhamento de safra brasileira – Grãos, Safra 2018/19. Oitavo Levantamento. Brasília: Conab.

Borges, S.; Borges, E. E. L.; Corrêa, P. C.; Brune, A. (2009). Equilíbrio higroscópico e viabilidade de sementes de angico-vermelho (Anadenanthera peregrina (L.) Speng) em diferentes condições ambientais de armazenamento. Scientia Forestalis, 37(3), 475-481. Acessado em: https://www.ipef.br/publicacoes/scientia/nr84/cap15.pdf

Caetano, G. S.; Sousa, K. A.; Resende, O.; Sales, J. F.; Costa, L. M. (2012). Higroscopicidade de sementes de caju-de-árvore-do-cerrado. Pesquisa Agropecuária Tropical, 42(4), 437-445. doi: https://doi.org/10.1590/S1983-40632012000400012

Campos, R. C.; Corrêa, P. C.; Zaidan, I. R.; Zaidan, U. R.; Leite, R. A. (2019). Moisture sorption isotherms of sunflower seeds: Thermodynamic analysis. Ciência e Agrotecnologia, 43, e011619. doi: https://doi.org/10.1590/1413-7054201943011619

Corrêa, P. C.; Resende, O.; Ribeiro, D. M. (2005). Isotermas de sorção das espigas de milho: obtenção e Modelagem. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 4(1), 126-134. doi: https://doi.org/10.18512/1980-6477/rbms.v4n01p%25p

Corrêa, P. C.; Botelho, F. M; Botelho, S. C. C.; Goneli, A. L. D. (2014). Isotermas de sorção de água de frutos de Coffea canephora. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18(10), 1047-1052. doi: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v18n10p1047-1052

Corrêa, P. C.; Reis, M. F. T.; Oliveira, G. H. H.; Oliveira, A. P. L. R.; Botelho, F. M. (2015). Moisture desorption isotherms of cucumber seeds: Modeling and thermodynamic properties. Journal of Seed Science, 37(1), 218-225. doi: https://doi.org/10.1590/2317-1545v37n3149549

Costa, L. M.; Resende, O.; Oliveira, D. E. C. (2013). Isotermas de dessorção e calor isostérico dos frutos de crambe. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17(4), 412-418. doi: https://doi.org/10.1590/S1415-43662013000400009

Dykes, L.; Rooney, L. W.; Waniska, R. D.; Rooney, W. L. (2005). Phenolic compounds and antioxidant activity of sorghum grains of varying genotypes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(17), 6813-6818. doi: https://doi.org/10.1021/jf050419e

Ferreira Junior, W. N.; Resende, O.; Oliveira, D. E. C.; Costa, L. M. (2018). Isotherms and isosteric heat desorption of Hymenaea stigonocarpa Mart. seeds. Journal of Agricultural Science, 10(10), 504-512. doi: http://dx.doi.org/10.5539/jas.v10n10p504

Gomes, F. P.; Resende, O.; Sousa, E. P.; Oliveira, D. E. C.; Araújo Neto, F. R. (2018). Drying kinetics of crushed mass of ‘jambu’: Effective diffusivity and activation energy. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 22(7), 499-505. doi: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v22n7p499-505

Granella, S. J.; Bechlin, T. R.; Christ, D.; Werncke, I. (2019). Isotermas e calor isostérico de dessorção da água em sementes de trigo. Revista Engenharia na Agricultura, 27(4), 304-312.

doi: https://doi.org/10.13083/reveng.v27i4.891

Günhan, T.; Demir, V.; Hancioglu, E.; Hepbasli, A. (2005). Mathematical modelling of drying of bay leaves. Energy Conversion and Management, 46(11-12), 1667-1679. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2004.10.001

Isquierdo, E. P.; Siqueira, V. C.; Borém, F. M.; Andrade, E. T.; Luz, P. B.; Quequeto, W. D. (2020). Isotermas de sorção e propriedades termodinâmicas de sementes de maracujá doce. Research, Research, Society and Development, 9(5), e44952884. doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i3.2884

Madamba, P. S.; Driscoll, R. H.; Bruckle, K. A. (1996). Thin layer drying characteristics of garlic slices. Journal of Food Engineering, 29(1), 75-97. doi: https://doi.org/10.1016/0260-8774(95)00062-3

Méndez-Albores, A.; Martínez-Bustos, F.; Véles-Medina, J. J.; Moreno-Ramos, C.; Del Río-García, J. C.; Moreno-Martínez, E. (2009). Efecto de la adición de ácido cítrico sobre la degradación de las aflatoxinas y las propiedades funcionales de productos extrudidos de sorgo. Interciencia, 24(4), 252-258.

Mutisya, J.; Sun, C.; Rosenquist, S.; Baguma, Y.; Jansson, C. (2009). Diurnal oscillation of SBE expression in sorghum endosperm. Journal of Plant Physiology, 166(4), 428-434. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jplph.2008.06.017

Quequeto, W. D.; Resende, O.; Silva, P. C.; Silva, F. A. Z.; Silva, L. C. M. (2019). Drying kinetics of noni seeds. Journal of Agricultural Science, 11(5), 250-258. doi: http://dx.doi.org/10.5539/jas.v11n5p250

Oliveira, M. M.; Campos, A. R. N.; Gomes, J. P.; Silva, F. L. H. (2005). Isotermas de sorção do resíduo agroindustrial de casca do abacaxi (Ananas comosus L. Mer). Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 9(4), 565-569. doi: https://doi.org/10.1590/S1415-43662005000400020

Oliveira, D. E. C; Resende, O.; Smaniotto, T. A. S.; Sousa, K. A.; Campos, R. C. (2013). Propriedades termodinâmicas de grãos de milho para diferentes teores de água de equilíbrio. Pesquisa Agropecuária Tropical, 43(1), 50-56. doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1983-40632013000100007

Oliveira, D. E. C; Resende, O. Campos, R. C.; Donadon, J. R. (2014) - Obtenção e modelagem das isotermas de dessorção e do calor isostérico para sementes de arroz em casca. Científica, 42(3), 203-210. doi: http://dx.doi.org/10.15361/1984-5529.2014v42n3p203-210

Resende, O.; Corrêa, P.C.; Goneli, A. L. D.; Botelho, F. M.; Rodrigues, S. (2008). Modelagem matemática do processo de secagem de duas variedades de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 10(1), 17-26. doi: http://dx.doi.org/10.15871/1517-8595/rbpa.v10n1p17-26

Rooney, L. W. (2007). Food and nutritional quality of sorghum and millet. Nebraska: INTSORMIL, 2007.

Santos, S. G. F.; Silva, H. W.; Queiroz, J. S.; Rodovalho, R. S.; Morgado, V. N. M. (2020). Isotermas de adsorção e calor latente de vaporização de grãos de milho. Científica, 48(1), 17-24. doi: http://dx.doi.org/10.15361/1984-5529.2020v48n1p17-24

Schwarz, G. (1978). Estimating the dimension of a model. Annals of Statistics, 6(2), 461-464. doi: http://dx.doi.org/10.1214/aos/1176344136

Silva, H. W.; Costa, L. M.; Resende, O.; Oliveira, D. E. C.; Soares, R. S.; Vale, L. S. R. (2015). Higroscopicidade das sementes de pimenta (Capsicum chinense L.). Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 19(8), 780-784. doi: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n8p780-784

Smaniotto, T. A. S.; Resende, O.; Oliveira, D. E. C.; Sousa, K. A.; Campos, R. C. (2012). Isotermas e calor latente de dessorção dos grãos de milho da cultivar AG 7088. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 11(3), 312-322. doi: https://doi.org/10.18512/1980-6477/rbms.v11n3p312-322

Sousa, K. A.; Resende, O.; Carvalho, B. S. (2016). Determination of desorption isotherms, latent heat and isosteric heat of pequi diaspore. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 20(5), 493-498. doi: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v20n5p493-498

Sousa, D. G.; Resende, O.; Moura, L. C.; Ferreira Junior, W. N.; Andrade, J. W. S. (2019). Drying kinetics of the sliced pulp of biofortified sweet potato (Ipomoea batatas L.). Engenharia Agrícola, 39(2), 176-181. doi: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v39n2p176-181/2019

Ullmann, R.; Resende, O.; Oliveira, D. E. C.; Costa, L. M.; Chaves, T. H. (2016). Higroscopicidade das sementes de sorgo-sacarino. Engenharia Agrícola, 36(3), 515-524. doi: https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v36n3p515-524/2016

Published

22/05/2020

How to Cite

FONSECA, N. N.; RESENDE, O.; FERREIRA JUNIOR, W. N.; SILVA, L. C. de M.; ANDRADE, Érika G.; OLIVEIRA, L. P. de. Desorption isotherms of graniferous sorghum grains. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 7, p. e466973661, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i7.3661. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3661. Acesso em: 23 apr. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences