Drying kinetics of fermented grape pomace : determination of moisture effective diffusivity

Abstract

The aim of this study was to obtain the equilibrium moisture content of grape (variety ‘Tannat’) pomace through desorption isotherms, to evaluate the drying kinetics, determine the coefficient of effective diffusivity and physico-chemically characterize the grape pomace and the product obtained after drying. The desorption isotherms were determined at 50, 60 and 70 ºC and the experimental data were fitted using the GAB model (Gugghenheim, Anderson and de Boer). Drying was evaluated using a 2² factorial experimental design with three center points and effective diffusivity was obtained through the diffusion model of Fick’s second law. The grape pomace was characterized regarding the contents of moisture, protein, carbohydrates, lipids, ash and dietary crude fiber. The obtained isotherms showed sigmoid shape and the experimental data fitted well to the GAB model. The drying curves showed only a decreasing rate period. The effective diffusivity values were within the range for organic materials. Dry grape pomace showed high contents of protein and fiber and can be used in the development of new products, in order to increase the nutritional content and add value to this byproduct.

Propôs-se, neste trabalho, obter a umidade de equilíbrio do bagaço de uva da variedade Tannat por meio das isotermas de dessorção e avaliar a cinética de secagem, além de determinar o coeficiente de difusividade efetiva e caracterizar, físico-quimicamente, o bagaço de uva e o produto obtido pós-secagem. As isotermas de dessorção foram determinadas a 50, 60 e 70 °C e os dados experimentais foram ajustados pelo modelo de GAB (Gugghenheim, Anderson e de Boer). A secagem foi avaliada por meio de um planejamento experimental fatorial 2² com três pontos centrais enquanto a difusividade efetiva foi obtida através do modelo difusivo da segunda Lei de Fick. O bagaço de uva foi caracterizado quanto ao teor de água, proteínas, carboidratos, lipídeos, cinzas e fibra bruta alimentar. As isotermas obtidas apresentaram formato sigmoidal e os dados experimentais se ajustaram bem ao modelo de GAB; as curvas de secagem apresentaram apenas o período de taxa decrescente; os valores da difusividade efetiva se mantiveram dentro da faixa para materiais orgânicos; já o bagaço de uva seco apresentou elevado teor de proteínas e fibras podendo ser inserido no desenvolvimento de novos produtos a fim de elevar o teor nutricional e agregar valor a este subproduto.