Pineapple Peel Flours: Drying Kinetics, Thermodynamic Properties, and Physicochemical Characterization
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Samples Preparation
2.2. Drying
2.3. Effective Diffusivity
2.4. Thermodynamic Properties
2.5. Physicochemical Evaluation and Centesimal Composition of in Natura Peels and Flours
3. Results and Discussion
4. Conclusions
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
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Model Name | Equation | Reference |
---|---|---|
Diffusion Approach | Sharaf-Elden et al. [32] | |
Two Terms | Henderson [33] | |
Two-term exponential | Sharaf-Elden et al. [32] | |
Midilli | Midilli et al. [34] | |
Page | Page [35] | |
Henderson and Pabis | Henderson & Pabis [36] | |
Logarithmic | Yagcioglu et al. [37] | |
Newton | Lewis [38] | |
Verma | Verma et al. [39] | |
Wang and Singh | Wang & Singh [40] |
Models | T (°C) | R2 | DQM | χ2 | EME |
---|---|---|---|---|---|
Diffusion Approach | 50 | 0.9992 | 0.0142 | 0.0002 | 0.0148 |
60 | 0.9986 | 0.0186 | 0.0004 | 0.0196 | |
70 | 0.9993 | 0.0128 | 0.0002 | 0.0135 | |
80 | 0.9989 | 0.0158 | 0.0003 | 0.0168 | |
Two Terms | 50 | 0.9956 | 0.0327 | 0.0012 | 0.0347 |
60 | 0.9924 | 0.0434 | 0.0021 | 0.0464 | |
70 | 0.9940 | 0.0374 | 0.0016 | 0.0403 | |
80 | 0.9924 | 0.0417 | 0.0021 | 0.0453 | |
Page | 50 | 0.9992 | 0.0143 | 0.0002 | 0.0147 |
60 | 0.9989 | 0.0166 | 0.0003 | 0.0171 | |
70 | 0.9995 | 0.0112 | 0.0001 | 0.0116 | |
80 | 0.9993 | 0.0131 | 0.0002 | 0.0136 | |
Newton | 50 | 0.9935 | 0.0398 | 0.0016 | 0.0404 |
60 | 0.9888 | 0.0525 | 0.0028 | 0.0534 | |
70 | 0.9907 | 0.0465 | 0.0022 | 0.0473 | |
80 | 0.9890 | 0.0503 | 0.0026 | 0.0513 | |
Henderson and Pabis | 50 | 0.9956 | 0.0327 | 0.0011 | 0.0336 |
60 | 0.9924 | 0.0434 | 0.0020 | 0.0448 | |
70 | 0.9940 | 0.0374 | 0.0015 | 0.0387 | |
80 | 0.9924 | 0.0417 | 0.0019 | 0.0434 | |
Two Terms Exponential | 50 | 0.9932 | 0.0409 | 0.0018 | 0.0421 |
60 | 0.9886 | 0.0530 | 0.0030 | 0.0547 | |
70 | 0.9905 | 0.0470 | 0.0024 | 0.0487 | |
80 | 0.9886 | 0.0511 | 0.0028 | 0.0532 | |
Logarithmic | 50 | 0.9968 | 0.0279 | 0.0008 | 0.0292 |
60 | 0.9944 | 0.0373 | 0.0015 | 0.0392 | |
70 | 0.9957 | 0.0316 | 0.0011 | 0.0333 | |
80 | 0.9949 | 0.0343 | 0.0013 | 0.0365 | |
Midilli | 50 | 0.9983 | 0.0203 | 0.0005 | 0.0215 |
60 | 0.9993 | 0.0136 | 0.0002 | 0.0146 | |
70 | 0.9996 | 0.0097 | 0.0001 | 0.0105 | |
80 | 0.9995 | 0.0110 | 0.0001 | 0.0120 | |
Verma | 50 | 0.9992 | 0.0142 | 0.0002 | 0.0148 |
60 | 0.9985 | 0.0191 | 0.0004 | 0.0200 | |
70 | 0.9907 | 0.0465 | 0.0024 | 0.0491 | |
80 | 0.9989 | 0.0157 | 0.0003 | 0.0167 | |
Wang and Singh | 50 | 0.9625 | 0.0951 | 0.0099 | 0.0993 |
60 | 0.9795 | 0.0709 | 0.0056 | 0.0745 | |
70 | 0.9761 | 0.0744 | 0.0059 | 0.0771 | |
80 | 0.9822 | 0.0638 | 0.0044 | 0.0664 |
Models | T (°C) | R2 | DQM | χ2 | EME |
---|---|---|---|---|---|
Diffusion Approach | 50 | 0.9994 | 0.0121 | 0.0002 | 0.0127 |
60 | 0.9988 | 0.0169 | 0.0003 | 0.0177 | |
70 | 0.9987 | 0.0180 | 0.0004 | 0.0190 | |
80 | 0.9992 | 0.0136 | 0.0002 | 0.0144 | |
Two Terms | 50 | 0.9969 | 0.0272 | 0.0008 | 0.0288 |
60 | 0.9937 | 0.0394 | 0.0018 | 0.0420 | |
70 | 0.9918 | 0.0448 | 0.0023 | 0.0482 | |
80 | 0.9928 | 0.0405 | 0.0019 | 0.0441 | |
Page | 50 | 0.9993 | 0.0129 | 0.0002 | 0.0133 |
60 | 0.9990 | 0.0155 | 0.0003 | 0.0160 | |
70 | 0.9991 | 0.0148 | 0.0002 | 0.0153 | |
80 | 0.9995 | 0.0109 | 0.0001 | 0.0113 | |
Newton | 50 | 0.9954 | 0.0331 | 0.0011 | 0.0336 |
60 | 0.9904 | 0.0484 | 0.0024 | 0.0491 | |
70 | 0.9874 | 0.0553 | 0.0032 | 0.0563 | |
80 | 0.9891 | 0.0499 | 0.0026 | 0.0508 | |
Henderson and Pabis | 50 | 0.9969 | 0.0272 | 0.0008 | 0.0279 |
60 | 0.9937 | 0.0394 | 0.0016 | 0.0406 | |
70 | 0.9918 | 0.0448 | 0.0022 | 0.0464 | |
80 | 0.9928 | 0.0405 | 0.0018 | 0.0422 | |
Two Terms Exponential | 50 | 0.9951 | 0.0342 | 0.0012 | 0.0352 |
60 | 0.9899 | 0.0498 | 0.0026 | 0.0514 | |
70 | 0.9868 | 0.0565 | 0.0034 | 0.0585 | |
80 | 0.9889 | 0.0504 | 0.0028 | 0.0525 | |
Logarithmic | 50 | 0.9978 | 0.0231 | 0.0006 | 0.0241 |
60 | 0.9952 | 0.0342 | 0.0013 | 0.0359 | |
70 | 0.9940 | 0.0381 | 0.0016 | 0.0403 | |
80 | 0.9950 | 0.0339 | 0.0013 | 0.0360 | |
Midilli | 50 | 0.9995 | 0.0114 | 0.0001 | 0.0120 |
60 | 0.9993 | 0.0135 | 0.0002 | 0.0144 | |
70 | 0.9993 | 0.0130 | 0.0002 | 0.0140 | |
80 | 0.9996 | 0.0096 | 0.0001 | 0.0104 | |
Verma | 50 | 0.9994 | 0.0122 | 0.0002 | 0.0127 |
60 | 0.9988 | 0.0169 | 0.0003 | 0.0178 | |
70 | 0.9987 | 0.0180 | 0.0004 | 0.0191 | |
80 | 0.9992 | 0.0137 | 0.0002 | 0.0145 | |
Wang and Singh | 50 | 0.9498 | 0.1085 | 0.0124 | 0.1115 |
60 | 0.9739 | 0.0795 | 0.0067 | 0.0821 | |
70 | 0.9789 | 0.0713 | 0.0055 | 0.0739 | |
80 | 0.9773 | 0.0718 | 0.0056 | 0.0747 |
Variety | Temperature (°C) | a | k | b | n |
---|---|---|---|---|---|
Jupi | 50 | 1.0136 | 0.0052 | −0.000025 | 1.1380 |
60 | 0.9695 | 0.0017 | −0.000016 | 1.4498 | |
70 | 0.9819 | 0.0036 | −0.000015 | 1.3729 | |
80 | 0.9768 | 0.0038 | −0.000029 | 1.4245 | |
Pérola | 50 | 0.9808 | 0.0030 | −0.000010 | 1.2501 |
60 | 0.9757 | 0.0022 | −0.000014 | 1.3940 | |
70 | 0.9782 | 0.0024 | −0.000021 | 1.4558 | |
80 | 0.9840 | 0.0043 | −0.000023 | 1.4156 |
Variety | Temperature (°C) | Effective Diffusivity (m2/s) | R2 |
---|---|---|---|
Jupi | 50 | 3.24 × 10−10 | 0.9699 |
60 | 4.29 × 10−10 | 0.9623 | |
70 | 5.62 × 10−10 | 0.9661 | |
80 | 7.01 × 10−10 | 0.9642 | |
Pérola | 50 | 3.19 × 10−10 | 0.9740 |
60 | 4.21 × 10−10 | 0.9651 | |
70 | 5.55 × 10−10 | 0.9607 | |
80 | 7.33 × 10−10 | 0.9645 |
Variety | D0 (m2/s) | Ea (kJ/mol) | R2 |
---|---|---|---|
Jupi | 3.08 × 10−6 | 24.60 | 0.9991 |
Pérola | 5.55 × 10−6 | 26.25 | 0.9992 |
Variety | T (°C) | ΔH (kJ/mol) | ΔS (kJ/mol K) | ΔG (kJ/mol) |
---|---|---|---|---|
Jupi | 50 | 21.9086 | −0.3511 | 135.3628 |
60 | 21.8255 | −0.3513 | 138.8749 | |
70 | 21.7424 | −0.3516 | 142.3896 | |
80 | 21.6592 | −0.3518 | 145.9066 | |
Pérola | 50 | 23.5656 | −0.3462 | 135.4377 |
60 | 23.4825 | −0.3464 | 138.9009 | |
70 | 23.3993 | −0.3467 | 142.3666 | |
80 | 23.3162 | −0.3469 | 145.8347 |
Parameter | Variety | Drying Temperature (°C) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
In Natura | 50 | 60 | 70 | 80 | ||
Water content (% wb) | Jupi | 72.49 ± 0.32 bA | 9.57 ± 0.32 aB | 7.79 ± 0.27 aC | 7.80 ± 0.19 aC | 7.57 ± 0.46 aC |
Pérola | 73.42 ± 0.21 aA | 8.67 ± 0.33 bB | 7.36 ± 0.16 aC | 7.33 ± 0.10 bC | 6.36 ± 0.09 bD | |
Ashes (% db) | Jupi | 3.15 ± 0.09 bB | 3.52 ± 0.02 aA | 3.19 ± 0.08 bB | 3.30 ± 0.01 bB | 3.60 ± 0.15 aA |
Pérola | 3.65 ± 0.07 aA | 3.56 ± 0.03 aA | 3.48 ± 0.07 aA | 3.47 ± 0.13 aA | 3.64 ± 0.13 aA | |
Proteins (% db) | Jupi | 4.63 ± 0.01 bC | 4.77 ± 0.01 bA | 4.68 ± 0.01 bB | 4.68 ± 0.00 bB | 4.67 ± 0.00 bB |
Pérola | 4.78 ± 0.03 aD | 5.20 ± 0.01 aA | 5.12 ± 0.01 aB | 5.12 ± 0.01 aB | 5.08 ± 0.01 aC | |
Lipids (% db) | Jupi | 1.17 ± 0.02 bD | 2.22 ± 0.02 bBC | 2.26 ± 0.03 bB | 2.15 ± 0.03 bC | 2.35 ± 0.03 bA |
Pérola | 1.67 ± 0.04 aC | 2.42 ± 0.03 aB | 2.87 ± 0.01 aA | 2.87 ± 0.06 aA | 2.88 ± 0.02 aA | |
Carbohydrates (% db) | Jupi | 91.05 ± 0.13 aA | 89.49 ± 0.02 aC | 89.86 ± 0.07 aB | 89.87 ± 0.01 aB | 89.39 ± 0.12 aC |
Pérola | 89.89 ± 0.08 bA | 88.83 ± 0.03 bB | 88.53 ± 0.09 bC | 88.54 ± 0.08 bC | 88.40 ± 0.14 bC | |
TEV (kcal/ 100 g db) | Jupi | 393.21 ± 0.65 aC | 397.02 ± 0.10 aB | 398.53 ± 0.50 bA | 397.54 ± 0.29 bAB | 397.36 ± 0.28 bAB |
Pérola | 393.76 ± 0.75 aC | 397.87 ± 0.43 aB | 400.46 ± 0.19 aA | 400.44 ± 0.83 aA | 399.83 ± 0.57 aA |
Parameter | Variety | Drying Temperature (°C) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
In Natura | 50 | 60 | 70 | 80 | ||
Water activity (25 °C) | Jupi | 0.984 ± 0.001 aA | 0.291 ± 0.00 bB | 0.278 ± 0.00 aC | 0.241 ± 0.00 bD | 0.235 ± 0.00 bD |
Pérola | 0.988 ± 0.001 aA | 0.305 ± 0.00 aB | 0.270 ± 0.00 bC | 0.252 ± 0.00 aD | 0.243 ± 0.001 aD | |
Acidity (% citric ac. db) | Jupi | 2.66 ± 0.02 aBC | 2.59 ± 0.10 bC | 2.71 ± 0.10 bBC | 2.83 ± 0.10 bAB | 2.99 ± 0.10 bA |
Pérola | 2.13 ± 0.05 bC | 3.09 ± 0.10 aB | 3.10 ± 0.00 aB | 3.27 ± 0.00 aB | 3.64 ± 0.10 aA | |
Total sugars (g/100 g db) | Jupi | 45.10 ± 0.72 aE | 52.12 ± 1.27 aD | 54.92 ± 0.89 aC | 62.78 ± 0.16 aB | 71.73 ± 0.81 aA |
Pérola | 35.49 ± 0.31 bD | 41.38 ± 0.09 bC | 41.95 ± 0.16 bC | 44.45 ± 0.09 bB | 48.81 ± 0.33 bA | |
Reducing sugars (g/100 g db) | Jupi | 41.45 ± 0.65 aA | 40.99 ± 0.09 aA | 40.81 ± 0.08 aA | 36.72 ± 0.21 aB | 32.33 ± 0.97 aC |
Pérola | 32.78 ± 0.46 bC | 36.84 ± 0.56 bA | 35.68 ± 1.04 bAB | 35.05 ± 0.27 bB | 30.50 ± 0.12 bD |
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