Kinetics of drying in a Mentha crispa foam layer and adjustment of mathematical models
DOI:
https://doi.org/10.13083/reveng.v30i1.14729Keywords:
Dehydration, Mentha crispa, Mentha piperita L., Mathematical modeling, Water contentAbstract
Mentha crispa is a plant commonly used in folk medicine to treat illnesses and has wide industrial application. Dehydration has been used for several types of plants in order to reduce the levels of water content and water activity, so that it would allow na adequate storage due to the conservation of the active principles. The objective of this work is to investigate the process of drying mint in a foam layer. The foam was physically characterized in terms of density, expansion percentage, air incorporation capacity and stability. Drying was carried out according to a factorial experimental design, in which the input variables were: temperature (50, 60 and 70 °C), concentration of foaming agent (3, 5 and 7 %) and stirring time (3, 5 and 7 min); and the output variables were: drying time and water content (Xbs) of the product. The physical properties of the foam depended only on the foaming concentration. The rise in the temperature significantly reduced the drying time and the water content of the foam. The Page, Henderson & Pabis, Newton and Modified Page mathematical models were adjusted to the experimental data and Page’s model was the one that showed to be the most adequate to represent the drying phenomenon.
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References
BAG, S. K.; SRIVASTAY, P. P.; MISHRA, H. N. Optimization of Process Parameters for Foaming of Bael (Aegle marmelos L.) Fruit Pulp. Food Bioprocess Techno, v. 4, p. 1450–1458, 2011.
BALDI, E.; TEIXEIRA, L.; CUNHA, V. G.; TOMBINI, C.; BARICHELLO, R.; LUZ, G. L.; LAJÚS, C. R.; MACHADO JUNIOR, F. R. S.; DALCATON, F. Análise do efeito da temperatura e do tratamento osmótico na desidratação de fatias de abacaxi. Research, Society and Development, v. 10, n. 12, e415101220157, 2021.
BENABDALLAH, A.; CHAABANE, R.; MAHIEDDINE, B.; OUMAYAMA, A.; CHOKRI, M. Total Phenolic Content and Antioxidant Activity of Six Wild Mentha Species (Lamiaceae) from Northeast of Algeria. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, v. 6, n. 9, p.760-766, 2016.
BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Resolução de Diretoria Colegiada - RDC nº 218, de 29 de julho de 2005. Dispõe sobre o Regulamento Técnico de Procedimentos Higiênico-Sanitários para Manipulação de Alimentos e Bebidas Preparados com Vegetais. 2005.
BRASIL. Ministério da Saúde (MS). Secretaria de Atenção à Saúde. Departamento de Atenção Básica. Práticas integrativas e complementares: plantas medicinais e fitoterapia na Atenção Básica. Brasília: Ministério da Saúde, 2012. 156 p. – (Série A. Normas e Manuais Técnicos) (Cadernos de Atenção Básica; n. 31).
BROCK, J.; NOGUEIRA, M. R.; ZAKRZEVSKI, C.; CORAZZA, F. C.; CORAZZA, M. L.; OLIVEIRA, J. V. Determinação experimental da viscosidade e condutividade térmica de óleos vegetais. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 28, n. 3, p. 564-570, 2008.
BROOKER, D.B.; BAKKER-ARKEMA, F.W.; HALL, C.W. Drying and storage of grains and oilseeds. Westport. The AVI Publishing Company, 1992. 450 p.
COELHO, B. E. S.; SÁ, C. H.; SILVA, L. F. M.; SOUSA, K. S. M.; MACHADO, N. S. Ajuste de modelos matemáticos a curva de secagem da banana cv. Terra com uso de energia solar térmica sob exposição direta. Revista Craibeiras de Agroecologia, v. 4, n. 1, e7688, 2019.
CRUZ, W. F. Obtenção de polpa de goiaba (Psidium guajava L.) em pó pelo método de secagem em camada de espuma. 2013. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2013.
DANTAS, H. J.; SILVA, A. S.; LIMA, E. E.; FARIAS, P. A.; ANDRADE, M. A. Obtenção da polpa de jaca em pó pelo método de secagem em camada de espuma (foam-mat drying). III Jornada Nacional da Agroindústria, Bananeiras, Paraíba. 2008.
DANTAS, S. C. M. Desidratação de polpas de frutas pelo método foam-mat. 2010. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2010.
DE SOUSA, D. P.; LIMA; LIMA, T. C.; STEVERDING, D. Evaluation of Antiparasitc Activity of Mentha Crispa Essential Oil, Its Major Constituent Rotundifolone and Analogues against Trypanosoma Brucei. Planta Medica, v. 82, n. 15, p. 1346-1350, 2016.
DESCHAMPS, C.; ZANATTA, J.L.; BIZZO, H.R.; OLIVEIRA, M.C.; ROSWALKA, L.C. Avaliação sazonal do rendimento de óleo essencial em espécies de menta. Ciência e Agrotecnologia, v. 32, n. 3, p. 725-730, 2008.
FEITOSA, R. M.; FIGUEIRÊDO, R. M. F.; QUEIROZ, A. J. M.; LIMA, F. C. S.; OLIVEIRA, E. N. A. Drying and characterization of myrtle pulp. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 21, n. 12, p. 858-864, 2017.
FELLOWS, P. J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática. 2° Ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 602 p.
FERNANDES, T. K. S.; PÊ, P. R.; ROCHA, A. P. T. Comportamento da secagem da hortelã da folha miúda. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 8, n. 2, p. 36-40, 2013.
GALLO, L.; PIÑA, J.; BUCALÁ, V.; ALLEMANDI, D.; RAMÍREZ-RIGO, M. V. Development of a modified-release hydrophilic matrix system of a plant extract based on co-spray-dried powders. Powder Technology, v. 241, p. 252-262, 2013.
GASPARIN, P. P.; CHRIST, D.; COELHO, S. R. M. Secagem de folhas Mentha piperita em leito fixo utilizando diferentes temperaturas e velocidades de ar. Revista Ciência Agronômica, v. 48, n. 2, p. 242-250, 2017.
GUERRA, P. M.; NODARI, O. R. Biodiversidade: aspectos biológicos, geográficos, legais e éticos. (3. ed.) Porto Alegre: UFRGS; Florianópolis: UFSC, 2001.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de alimentos. 4. ed. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, 2008. 1020 p.
JABS, D. Estudo da temperatura de secagem do okara (resíduo do extrato aquoso de soja), caracterização e avaliação do produto como complemento nutricional. 2013. Monografia (Curso de Tecnologia em Processos Químicos) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2013.
KANDASAMY, P.; VARADHARAJU, N.; KALEMULLAH, S.; MOITRA, S. Production of papaya powder under foam-mat drying using methyl celulose as foaming agent. Asian Journal of Food and Agro-Industry, v. 5, n. 5, p. 374-387, 2012.
KARIM, A. A.; CHEEWAI, C. Foam-mat drying of starfruit (Averrhoa carambola L.) purée: Stability and air drying characteristics. Food Chemistry, v. 64, p. 337-343, 1999.
KAYA, A.; AYDIN, O.; DEMIRTAS, C. Drying kinetics of red delicious apple. Biosystems Engineering, v. 96, n. 4, 517–524, 2007.
KUDRA, T.; RATTI, C. Foam-mat drying: Energy and cost analyses. Canadian Biosystems Engineering, v. 48, p. 3.27-3.32, 2006.
MALANKINA, E. L.; TKACHEVA, E. N.; KUZMENKO, A. N.; ZAYCHIK, B. T.; RUZHITSKIY, A. O.; EVGRAFOVA, S. L. Some Specific Features of The Biochemical Composition of the Raw Material of Mint (Mentha Spicata Var. Crispa L.). Moscow University Chemistry Bulletin, v. 77, n. 6, p. 342-346, 2022.
MANGUEIRA, E. R.; CAVALCANTE, J. A.; COSTA, N. A.; LIMA, A. G. B. Foam-mat drying process of duck egg white. Diffusion foundations, v. 25, p. 54-82, 2020.
MARQUES, G. M. R. Secagem de caldo de cana em leito de espuma e avaliação sensorial do produto. 2009. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos) – Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Itapetinga, 2009.
MARTINS, F. P.; BOSCH NETO, J. C.; SILVA, A. J. O.; SIQUEIRA, M. O. Secagem: uma revisão. The Journal of Engineering and Exact Sciences, v. 6, n. 4, 2020.
MATOS, F. J. A. Farmácias Vivas: Sistema de utilização de plantas medicinais projetado para pequenas comunidades. (4. ed. rev. e ampl.) Fortaleza: UFC, 2002. 267p.
MATOS, J. D.; FIGUEIRÊDO, R. M. F.; QUEIROZ, A. J. M.; MORAES, M. S.; SILVA, S. N.; SILVA, L. P. F. R. Foam mat drying kinetics of jambolan and acerola mixed pulp. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.26, n.7, p.502-512, 2022.
MEI LING, N.; SULAIMAN, R. Development of Beetroot (Beta Vulgaris) Powder Using Foam Mat Drying. Food Science & Technology, v. 88, p. 80-86, 2018.
MISRA, M. K.; BROOKER, D. B. Thin layer drying and rewetting equations for shelled yellow corn. Transaction of the ASAE, St. Joseph, v. 12, n. 8, p. 1.254-1.260, 1980.
MOHAMED, A. A.; ISMAIL-FITRY, M. R.; ROZZAMRI, A.; BAKAR, J. Effect of Foam-mat Drying on Kinetics and Physical Properties of Japanese Threadfin Bream (Nemipterus Japonicus) Powder. Journal of Food Processing and Preservation, v. 46, n. 3, 2022.
MOREIRA, M. F.; CAVALCANTE, J. A.; COSTA, N. A.; SILVA, M. F. R. Obtenção do pó da entrecasca do Juazeiro (Ziziphus joazeiro Mart.) por secagem em camada de espuma. Research, Society and Development, v. 10, n. 12, e558101220656, 2021.
OLIVEIRA, R. F. Estudo da secagem em camada de espuma do sangue bovino. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2017.
OLIVEIRA, B. F.; NEGREIROS, J. K. S.; BONFIM, K. S.; CAVALCANTE, J. A.; PINTO, M. F.; COSTA, N. A. Modelagem matemática da cinética de secagem em camada de espuma da folha da gravioleira (Annona muricata Linn) e caracterização do pó obtido. Research, Society and Development, v. 9, n. 4, e10942811, 2020.
ONWUDE, D. I; HASHIM, N.; JANIUS, R. B.; NAWI, N. M.; ABDAN, K. Modeling the Thin-Layer Drying of Fruits and Vegetables: A Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 15, p. 599-618, 2016.
PACHÚ, C. O. Processamento de plantas medicinais para obtenção de extratos secos e líquidos. 2007. Tese (Doutorado em Engenharia de Processos) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2007.
PARK, K. J. B.; PARK, K. J.; ALONSO, L. F. T.; CORNEJO, F. E. P.; FABBRO, I. M. D. Secagem: Fundamentos e equações. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, v. 16, n. 1, p. 93-127, 2014.
PEREIRA, T. S. Estudo da secagem da clara do ovo em camada de espuma (foam-mat drying). Pombal, 76 p. Dissertação (Mestrado em Sistemas Agroindustriais) – Programa de Pós-Graduação em Sistemas Agroindustriais - Universidade Federal de Campina Grande, Pombal, 2015.
RIGUETO, T.; VINICIUS, C.; EVARISTO, L. M.; GERALDI, C. A. Q.; COVRE, L. Influência da temperatura de secagem de uvaia (Eugenia Pyriformis) em camada de espuma. Engevista, v. 20, n. 4, p. 537, 2018.
RIGUETO, C. V. T.; NAZARI, M. T.; EVARISTO, L. M.; ROSSETTO, M.; DETTMER, A.; GERALDI, C. A. Q.; PICCIN, J. S. Influência da temperatura de secagem de jambo vermelho (Syzygium malaccense) em camada de espuma. Research, Society and Development, v. 9, n. 3, e40932382, 2020.
SANTOS, C. T.; BONOMO, R. F.; CHAVES, M. A.; FONTAN, R. C. I.; BONOMO, P. Cinética e modelagem da secagem de carambola (Averrhoa carambola L.) em secador de bandeja. Acta Scientiarum Technology, 32 (3), 309-313, 2010.
SANTOS, N. C.; ALMEIDA, R. L. J.; MEDEIROS, M. F. D.; HOSKIN, R. T.; PEDRINI, M. R. S. Foaming characteristics and impact of ethanol pretreatment in drying behavior and physical characteristics for avocado pulp powder obtained by foam mat drying. Journal of Food Science, v. 87, p. 1780–1795, 2022.
SAUTER, E. A.; MONTOURE, J. E. The relationship of lysosyme content of egg white to volume and stability of foams. Journal of Food Science, v. 37, n. 6, p. 918-920, 1972.
SHEKARCHI, M.; HAJIMEHDIPOOR, H.; SAEIDNIA, S.; GOHARI, A. R.; HAMEDANI, M. P. Comparative study of rosmarinic acid content in some plants of Labiatae family. Pharmacognosy Magazine, v. 8, n. 29, p. 37-41, 2012.
SILVA, A. S.; GURJÃO, K. C.; ALMEIDA, F. A. C.; BRUNO, R. L.A.; PEREIRA, W. E. Dehydration of tamarind pulp through the foam-mat drying method. Ciência e Agrotecnologia, v. 32, n. 6, p. 1899-1905, 2008.
SILVA, R. L. G. Desidratação de polpa de maracujá azedo em leito de espuma. 2015. Monografia (Curso de Engenharia Agrônoma) – Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres, 2015.
SILVA, F. A. S.; AZEVEDO, C. A. V. The Assistat Software Version 7.7 and its use in the analysis of experimental data. African Journal of Agricultural Research, v. 11, n. 39, p. 3733-3740, 2016.
SILVA, A. de S.; PEDRO, M. A. M. Estudo da influência da desidratação osmótica na secagem de fatias de abacaxi. Revista Cientifica, v. 1, n. 1, 2018.
SILVA, P. B. Secagem da folha da amoreira negra (Morus nigra L.) pelo método de camada de espuma (foam mat drying). Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2019.
SILVA FILHO, E. D.; FIGUEIRÊDO, R. M. F.; QUEIROZ, A. J. M.; GUIMARÃES, M. K. A. Cinética de secagem em camada de espuma da polpa da manga cv. Haden. Comunicata Scientiae, v. 7, n. 3, p. 354-361, 2016.
SOUZA, L. M. R.; CANUTO, M. F. C. S.; SILVA, D. R. S.; FARIAS, F. P. M.; SANTOS, F. S. Secagem da polpa do umbu (Spondias tuberosa) em camada de espuma. Research, Society and Development, v. 10, n. 11, e488101119955, 2021.
SUSANTI, D.Y.; WAHYUDI, B. S.; MOHAMMAD, F.; MUSLIKHIN, H. Foam-mat Drying in the Encapsulation of Red Sorghum Extract: Effects of Xanthan Gum Addition on Foam Properties and Drying Kinetics. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, v. 20, n. 4, p. 270-279, 2021.
THUWAPANICHAYANAN,R.; PRACHAYAWARAKORN,S.; SOPONRONNARIT, S. Drying characteristics and quality of banana foam mat. Journal of Food Engineering, v. 86, p. 573-583, 2008.
TURKEZ, H.; TOZLU, O. O.; LIMA, T. C.; BRITO, A. E. M.; SOUSA, D. P. A Comparative Evaluation of the Cytotoxic and Antioxidant Activity of Mentha Crispa Essential Oil, Its Major Constituent Rotundifolone, and Analogues on Human Glioblastoma. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2083923-12, 2018.
VAN ARSDEL, W. B.; COPLEY, M. J. Food dehydration. Westport, Connectucut: The Avi Publishing Company, v. 2, 721 p., 1964.
ZEMIANI, A.; BOLDARINI, M. T. B.; ANAMI, M. H.; DE OLIVEIRA, E. F.; DA SILVA, A. F. Tolerance of Mentha Crispa L. (garden Mint) Cultivated in Cadmium-contaminated Oxisol. Environmental Science and Pollution Research International, v.28, n. 31, p. 42107-42120, 2021.
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