Secagem da fibra do pseudocaule da bananeira: avaliação de modelos cinéticos, difusividade efetiva, propriedades termodinâmicas e caracterização estrutural

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Genardo Queiroz de
• Orientador(a): MAGNO, Rui Nelson Otoni
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos
• Departamento: Instituto de Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fibra; Pseudocaule; Cinética; Difusividade; Bananeira
• Palavras-chave em Inglês: Fiber; Pseudostem; Kinetics; Diffusivity; Banana tree
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
• Link de acesso: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/14971

O processo de secagem das fibras do pseudocaule da bananeira foi experimentalmente investigado em um secador convectivo de leito fixo vertical (60 75 e 90ºC). Nove modelos matemáticos (teórico, semi-teóricos e empíricos) foram utilizados para analisar o comportamento da secagem, a difusividade efetiva da umidade, a energia de ativação e as propriedades termodinâmicas. As fibras secas também foram avaliadas por análises termogravimétrica, espectroscópica e morfológica. O modelo de aproximação da difusão foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais em todas as condições de secagem, pois apresentou maiores coeficientes de determinação ajustado (r2adj ≥ 0,978) e menores valores de chi-quadrado (χ2 ≤ 2,21×10-4) e erro quadrático médio (RMSE ≤ 0,0140). Os coeficientes de difusão efetiva () aumentaram com o incremento da temperatura, apresentando-se na ordem de 10-7 m2 s-1, e sua dependência com a temperatura foi descrita pela Equação de Arrhenius, cuja energia de ativação foi de 47,61 kJ mol-1. Com a elevação da temperatura, a entalpia diminuiu, enquanto a entropia e a energia livre de Gibbs aumentaram, indicando que a secagem é um processo endergônico e não espontâneo. Bandas de absorção características de constituintes lignocelulósicos foram identificadas (1423, 1327, 1160 cm-1) e a degradação desses contituintes só ocorreu a temperaturas superiores a 190ºC, confirmadas pela análise termogravimétrica. Alterações morfológicas foram observadas nas fibras secas, principalmente a 90ºC, o que ocasionou danos irreversíveis a estrutura da amostra, como consequência das tensões geradas devido ao gradiente de temperatura e umidade durante o processo de secagem.