GAB model and the thermodynamic properties of moisture sorption in soursop fruit powder

Baptestini, Fernanda Machado; Corrêa, Paulo Cesar; Ramos, Afonso Mota; Junqueira, Mateus da Silva; Zaidan, Iasmine Ramos

doi:10.5935/1806-6690.20200006

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Revista Ciência Agronômica

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Sumário

Scientific Article • Rev. Ciênc. Agron. 51 (1) • 2020 • https://doi.org/10.5935/1806-6690.20200006 copy

GAB model and the thermodynamic properties of moisture sorption in soursop fruit powder¹ 1 Parte da Tese do primeiro autor apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa/UFV

Modelo de GAB e propriedades termodinâmicas da sorção de água em pó de graviola

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ABSTRACT

The aim of this study was to model and determine the thermodynamic properties of moisture sorption in soursop fruit powder. The isotherms were determined by the static method at temperatures of 10, 20, 30, 40 and 50 °C, and a water activity of between 0.113 and 0.868 (decimal). The GAB model effectively described the moisture sorption phenomenon of soursop powder. The monolayer moisture content ranged from 12.589 to 9.109% db. The enthalpy values related to the GAB model were negative, with -2581.035 kJ kg^-1 for C₀ and -107,758 kJ kg^-1 for K₀. The isosteric heat of sorption, entropy and Gibbs free energy had a high correlation with the equilibrium moisture content, and the correlation between enthalpy and entropy was confirmed for moisture sorption in soursop powder.

Key words:
Monolayer; Entropy; Gibbs free energy; Annona muricata L

Chemical Compound	Temperature (ºC)
Chemical Compound	10	20	30	40	50
LiCl	0.113	0.113	0.113	0.112	0.111
MgCl₂6H₂O	0.335	0.331	0.324	0.316	0.305
NaBr	0.622	0.591	0.560	0.532	0.509
NaCl	0.757	0.755	0.749	0.747	0.744
KCl	0.868	0.851	0.830	0.823	0.812

Temperature (ºC)	P (%)	SE	R²(%)	DR	Estimated parameters
Temperature (ºC)	P (%)	SE	R²(%)	DR	X_m (% db)	C	K
10 ºC	3.602	1.770	99.71	random	12.589	109.301	0.879
20 ºC	0.324	0.199	99.99	random	12.223	268.649	0.919
30 ºC	3.282	1.422	99.81	random	11.302	492.749	0.937
40 ºC	6.270	2.032	99.99	random	9.974	784.587	0.978
50 ºC	4.620	1.353	99.50	random	9.109	1339.431	0.977

Parameter	Value	Enthalpy (kJ kg^-1)
C₀	45.455 x 109	-2581.035
K₀	2.0238	-107.758
X_m0 (% db)	0.8538	356.624

Temperature (ºC)	Equation	R²(%)
10	$∆ G = 23.382 + 1137.061 \times \exp - (0.125 ** \times Xe)$	99.57
20	$∆ G = 29.781 + 1259.856 \times \exp (- 0.131 ** \times X_{e})$	99.51
30	$∆ G = 28.282 + 922.281 \times \exp (- 0.119 ** \times X_{e})$	99.63
40	$∆ G = 28.879 + 640.578 \times \exp (- 0.109 ** \times X_{e})$	99.66
50	$∆ G = 24.471 + 516.140 \times \exp (- 0.104 ** \times X_{e})$	99.75

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GAB model and the thermodynamic properties of moisture sorption in soursop fruit powder1 1 Parte da Tese do primeiro autor apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa/UFV

Modelo de GAB e propriedades termodinâmicas da sorção de água em pó de graviola

ABSTRACT

GAB model and the thermodynamic properties of moisture sorption in soursop fruit powder¹ 1 Parte da Tese do primeiro autor apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa/UFV