Application of the Hsu model to soybean grain hydration Aplicação do modelo de Hsu à hidratação de grãos de soja

• Main Authors: Mônica Ronobo Coutinho, Wagner André dos Santos Conceição, Paulo Roberto Paraíso, Cid Marcos Gonçalves Andrade, Edilson Sadayuki Omoto, Regina Maria Matos Jorge, Rubens Maciel Filho, Luiz Mario de Matos Jorge
• Format: Article
• Language: English
• Published: Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos 2010-03-01
• Series: Food Science and Technology
• Subjects: hidratação; modelagem matemática; parâmetros distribuídos; difusividade mássica; umidade de equilíbrio; soaking; mathematical modeling; distributed parameters; mass diffusivity; equilibrium moisture
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-20612010000100003

A comparative analysis of the theoretical-experimental study, developed by Hsu on the hydration of Amsoy 71 soybean grain, was performed through several soaking experiments using CD 202 soybean at 10, 20, 30, 40, and 50 °C, measuring moisture content over time. The results showed that CD 202 soybean equilibrium moisture content, Xeq, does not depend on temperature and is 21% higher than that found by Hsu, suggesting that soybean cultivar exerts great influence on Xeq. The Hsu model was numerically solved and its parameters were adjusted by the least squares method, with maximum deviations of +/- 10% relative to the experimental values. The limiting step in the mass transfer process during hydration corresponds to water diffusion inside the grain, leading to radial moisture gradients that decrease over time and with an increase in temperature. Regardless of the soybean cultivar, diffusivity increases as temperature or moisture content increases. However, the values of this transport property for Amsoy 71 were superior to those of CD 202, very close at the beginning of hydration at 20 °C and almost three times higher at the end of hydration at 50 °C.<br>Desenvolveu-se uma análise comparativa do estudo teórico-experimental efetuado por Hsu sobre a hidratação de grãos de soja Amsoy 71 a partir da execução de diversos ensaios de hidratação de soja CD 202 nas temperaturas de 10, 20, 30, 40 e 50 °C, medindo-se a umidade ao longo do tempo. Os resultados revelam que o valor da umidade de equilíbrio, Xeq, da soja CD 202 independe da temperatura e é 21% superior àquele encontrado por Hsu, sugerindo que a variedade de soja exerce grande influência sobre Xeq. O modelo de Hsu foi resolvido numericamente e teve seus parâmetros ajustados pelo método dos mínimos quadrados, apresentando desvios máximos de +/-10% em relação aos valores experimentais. A etapa limitante do processo de transferência de massa na hidratação corresponde à difusão de água no interior do grão, conduzindo ao surgimento de gradientes radiais de umidade que diminuem com o aumento da temperatura e do tempo. Independentemente da variedade de soja utilizada, a difusividade aumenta com a elevação da temperatura e do teor de umidade, porém os valores desta propriedade de transporte para soja Amsoy 71 foram superiores aos da CD 202, sendo muito próximos no início da hidratação a 20 °C e quase três vezes maior ao final da hidratação a 50 °C.