Drying kinetics of natural coffee for different temperatures and low relative humidity

Abstract

Faced with the importance of the drying in the post-harvest phase of coffee and its influence in the final quality of the product, the current study had the aim of evaluating the kinetics of the drying in different temperatures of the drying air for a low temperature at dew point of fruits of arabic coffee (Coffea arabica) dry processed. The cherries were manually picked and submitted to hydraulic separation. After that, the fruits with initial water contents of 1.9 ± 0.1 kg.kg -1 (bs) were submitted to the drying process under three temperatures of dry bulb (35 °C, 40 °C e 45 °C) for the same temperature of dew point (2.6 °C) of the drying air. Seven mathematical models were adjusted to the experimental data to characterize the dry process of coffee cherries. Henderson and Pabis modified and Successive Residue models with two terms were the most adequate to describe the dry process, being the Henderson and Pabis modified model chosen, for being more simple. The elevation of the temperature of the dried bulb under the low temperature of dew point causes an increase of the effective diffusivity coefficient, the drying rate and reduces the time of drying. For the conditions which were studied, the effective diffusivity coefficient of water for coffee fruits varies between 1.908 e 3.721 x 10 -11 m2.s -1 . The activating energy for the liquid diffusion, described by the equation of Arrhenius, was of 52.89 kJ.mol -1 .Diante da importância da secagem na fase da pós-colheita do café e seu reflexo na qualidade final do produto, objetivou-se, neste trabalho, avaliar a cinética da secagem em diferentes temperaturas do ar de secagem, para uma baixa temperatura de ponto de orvalho de frutos de café arábica (Coffea arabica), processados via seca. Os frutos foram colhidos manualmente e submetidos à separação hidráulica. Para a secagem dos frutos, com teor de água inicial de 1,9 ± 0,1 kg.kg -1 (bs), utilizou-se secador mecânico a três temperaturas de bulbo seco (35 °C, 40 °C e 45 °C) para a mesma temperatura de ponto de orvalho (2,6 °C) do ar de secagem. Sete modelos matemáticos foram ajustados aos dados experimentais para caracterizar o processo de secagem dos frutos do cafeeiro. Os modelos de Henderson e Pabis modificado e de Resíduos Sucessivos, com dois termo, foram os mais adequados para descrever o processo de secagem, sendo escolhido o de Henderson e Pabis modificado, pela maior simplicidade. A elevação da temperatura de bulbo seco, sob baixa temperatura de ponto de orvalho, provoca aumento no coeficiente de difusividade efetivo, na taxa de secagem e redução no tempo de secagem. Para as condições estudadas, o coeficiente de difusividade efetivo de água para os frutos do cafeeiro varia entre 1,908 e 3,721 x 10 -11 m2.s -1 . A energia de ativação para a difusão líquida, descrita pela equação de Arrhenius, foi de 52,89 kJ.mol -1 .