Drying kinetics and thermodynamic properties of boldo (Plectranthus barbatus Andrews) leaves

Naiane Cristina Braga da Silva, Samuel G. F. dos Santos, Daniel Pereira da Silva, Isneider Luís Silva, Renato Souza Rodovalho
2019 Científica  
Boldo leaves are used as medicinal plants by the Brazilian population. Among several factors that contribute to the proper storage of this product, we highlight the drying process, which is fundamental to reduce its moisture content, aiming to maintain phytotherapic characteristics. Different works involving the drying of leaves were carried out in the last years. However, there is not much information related to the drying process related to boldo leaves. This work evaluates drying kinetics at
more » ... temperatures of 20, 40 and 60 °C, as well as determines thermodynamic properties: enthalpy, entropy and Gibbs free energy. Forced air circulation ovens were used for thin layer drying of leaves. The leaves, uniformly cut rectangular, were weighed periodically until hygroscopic equilibrium. Several mathematical models were fitted to the experimental data to characterize the drying processes, using the following statistical criteria: coefficient of determination (R²), mean standard error (SE), chi-square (χ²), and residue distribution. According to the criteria used, Modified Henderson and Pabis was the model that best represented the drying kinetics of boldo leaves. The activation energy for the drying of boldo leaves was 17.969 kJ mol -1 . Both enthalpy and entropy decreased with increasing drying air temperature, while Gibbs free energy increased. Additional keywords: activation energy; enthalpy; medicinal plants. Resumo As folhas de boldo são utilizadas como plantas medicinais pela população brasileira. Dentre vários fatores que contribuem para o armazenamento adequado deste produto, destaca-se a secagem, que consiste em um processo fundamental para reduzir seu teor de água, visando à manutenção de suas qualidades fitoterápicas. Diferentes trabalhos envolvendo a secagem de folhas foram realizadas nos últimos anos. Entretanto, não há muitas informações relacionadas ao processo de secagem referente a folhas de boldo. O objetivo neste trabalho foi avaliar a cinética de secagem nas temperaturas de 20, 40 e 60°C, bem como determinar suas propriedades termodinâmicas: entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. Foram utilizadas estufas de ventilação forçada para o processo de secagem das folhas em camada delgada. As folhas, recortadas uniformemente de forma retangular, foram pesadas periodicamente até o alcance do equilíbrio higroscópico. Vários modelos matemáticos foram ajustados aos dados experimentais para caracterizar os processos de secagem, utilizando critérios estatísticos: coeficiente de determinação (R²), erro médio estimado (SE), qui-quadrado (χ²) e a distribuição de resíduos. De acordo com os critérios utilizados, o modelo de Henderson e Pabis Modificado foi o que melhor representou a cinética de secagem das folhas de boldo. A energia de ativação para a secagem das folhas de boldo foi de 17,969 kJ mol -1 . Tanto a entalpia quanto a entropia reduziram com o aumento da temperatura do ar de secagem, enquanto a energia livre de Gibbs obteve aumento. Palavras-chave adicionais: energia de ativação; entalpia; plantas medicinais.
doi:10.15361/1984-5529.2019v47n1p01-07 fatcat:qee3vyysgfdlhj5ffiem3o53a4