Determinación de isotermas de adsorción de agua en biocompuestos de harina termoplástica y fique

  • Diana Paola Navia Universidad de San Buenaventura Cali.
  • Alfredo Adolfo Ayala Aponte Universidad del Valle.
  • Héctor Samuel Villada Castillo Universidad del Cauca.
Palabras clave: Biodegradable, Humedad, Bioplásticos.

Resumen

Materiales compuestos de harina termoplástica de yuca reforzados con fibra de fique fueron elaborados por la técnica de termo-compresión empleando harina de dos variedades de yuca (MPER 183 y CM 4574-7), plastificada con glicerol. Los materiales fueron sometidos a ensayos de adsorción de vapor de agua mediante el método gravimétrico a 15, 25 y 35°C en el intervalo de actividad de agua entre 0,12 y 0,98. Los valores experimentales de adsorción fueron modelados matemáticamente usando las ecuaciones de GAB, Caurie, Oswin, Smith, Henderson y Peleg. El calor isostérico de adsorción (Qst) se determinó mediante la ecuación de Clausius-Clapeyron. Los resultados mostraron que todas las isotermas fueron de tipo III. El factor variedad de yuca no influenció significativamente (p>0,05) sobre el contenido de humedad de equilibrio, mientras que la temperatura si mostró diferencias significativas (p<0,05) en valores de actividad de agua superiores a 0,85. A temperatura de almacenamiento de 15 y 25 °C el modelo que mejor ajustó los resultados experimentales fue Peleg, mientras a 35 °C se obtuvo un mejor ajuste con el modelo de GAB. El Qst disminuyó con el incremento en el contenido de humedad de equilibrio, variando entre 66 y 44 kJ/mol.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Lenguajes:

es;en

Biografía del autor/a

Diana Paola Navia, Universidad de San Buenaventura Cali.
Magister en Ingeniería de Alimentos, Docente Facultad de Ingeniería.
Alfredo Adolfo Ayala Aponte, Universidad del Valle.
Doctor en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Docente Escuela de Ingeniería de Alimentos
Héctor Samuel Villada Castillo, Universidad del Cauca.
Doctor en Ingeniería de Alimentos, Docente Departamento de Agroindustria, Facultad de Ciencias Agropecuarias.

Referencias bibliográficas

MENESES, J., CORRALES, M. y VALENCIA, M. Síntesis y caracterización de un polímero biodegradable a partir de almidón de yuca. Revista EIA, 8, 2007, p. 57-67.

MERCHÁN, J., BALLESTEROS, D., JIMÉNEZ, I., MEDINA, J. y ÁLVAREZ, O. Estudio de la biodegradación aerobia del almidón termoplástico (TPS). Revista latinoamericana de metalurgia y materiales, S1 (1), 2009, p. 39-44.

NAVIA, D., AYALA, A. y VILLADA, H. Isotermas de adsorción de bioplásticos de harina de yuca moldeados por compresión. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 9 (1), 2011, p. 77-87.

LUNA, G., VILLADA, H. y VELASCO, R. Fique fiber reinforced thermoplastic starch of cassava: preliminary. Dyna, 76 (159), 2009, p. 145-151.

LEE, S. and WANG, S. Biodegradable polymers/bamboo fiber biocomposite with bio-based coupling agent. Composites: Part A, 37 (1), 2006, p. 80-91.

MA, X., YU, Y. and KENNEDY J. Studies on the properties of natural fibers reinforced thermoplastic starch composites. Carbohydrate Polymers, 62 (1), 2005, p. 19-24.

MARTINS, I., MAGINA, S., OLIVEIRA, L., FREIRE, C., SILVESTRE, A., NETO, C. and GANDINI, A. New biocomposites based on thermoplastic starch and bacterial cellulose. Composites Science and Technology, 69 (13), 2009, p. 2163-2168.

MOREIRA, R., CHENLO, F., TORRES. M.D. and VALLEJO, N. Thermodynamic analysis of experimental sorption isotherms of loquat and quince fruits. Journal of Food Engineering, 88 (4), 2008, p. 514–521.

AYALA, A.A. Estimación de las isotermas de adsorción y del calor isostérico en harina de yuca. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 9 (1), 2011, p. 88-96.

AYALA, A.A., SERNA L. and RODRIGUEZ, G. Moisture adsorption isotherms in yellow pitahaya (Selenicereus megalanthus). Dyna, 78 (170), 2011, p. 7-14.

MCMINN, W. and MAGEE, T. Thermodynamic properties of moisture sorption of potato. Journal of Food Engineering, 60 (2), 2003, p.155–157.

NAVIA, D. Desarrollo de un material para empaques de alimentos a partir de harina de yuca y fibra de fique [Tesis de Maestría]. Cali (Colombia): Universidad del Valle, Facultad de Ingeniería, 2011, 124 p.

WOLF, W., SPIESS, W.E.L. and JUNG, G. En: Properties of water in foods. Standarization of Isotherm Measurements (Cost-Project 90 and 90 Bis). 1 ed. Dordrecht (Netherland): Martinus Nijhoff Publishers, 1985, p. 661-679.

VAN DEN BERG, C. En: Properties of water in foods. Development of B.E.T. like models for sorption of water on foods, theory and relevance. 1 ed. Dordrecht (Netherland): Martinus Nijhoff Publishers, 1985, p.119-131.

CAURIE, M. A new model equation for predicting safe storage moisture levels for optimum stability of dehydrated foods. Journal of Food Technology 5, 1970, p. 301–307.

OSWIN, C. The kinetics of package life III. The Isotherm. Journal of the Society of Chemical Industry, 65, 1946, p. 419–421.

SMITH, S. The sorption of water vapour by high polymers. Journal of the American Chemical Society, 69 (3), 1947, p. 646-651.

HENDERSON, S. A basic concept of equilibrium moisture. Agricultural Engineering, 33, 1952, p. 29-32.

PELEG, M. Assessment of a semi-empirical four parameter general model for sigmoid moisture sorption isotherms. Journal of Food Process Engineering, 16, 1993, p. 21-37.

LOMAURO, C., BAKSHI, A. and LABUZA, T. Evaluation of food moisture sorption isotherm equations. Part 1. Fruit, vegetable and meat products. Lebensmittel-Wissenchaft und Technology, 18, 1985, p. 111–117.

SAMAPUNDO, S., DEVLIEGHERE, F., MEULENAER, B., ATUKWASE, A., LAMBONI, Y. and DEBEVERE J. Sorption isotherms and isosteric heats of sorption of whole yellow dent corn. Journal of Food Engineering, 79 (1), 2007, p. 168-175.

TOĞRUL, H. and ARSLAN, N. Moisture sorption isotherms and thermodynamic properties of walnut kernels. Journal of Stored Products Research, 43 (3), 2007, p. 252-264.

RIZVI, S. En: Engineering properties of foods. Thermodynamic properties of food in dehydration. 3 ed. Boca Raton (United States): Taylor & Francis, 2005, p. 239–326.

RUTHVEN, D. En: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Adsorption, Fundamentals. 1 ed. New York (United States): Jhon Wiley & Sons, Inc., 2001, 866 p.

CHEN, C. and LAI, L. Mechanical and water vapor barrier properties of tapioca starch/decolorized hsian-tsao leaf gum films in the presence of plasticizer. Food Hydrocolloids, 22 (8), 2008, p. 1584-1595.

WLODARCZYK-STASIAK, M. and JAMROZ, J. Analysis of sorption properties of starch–protein extrudates with the use of water vapour. Journal of Food Engineering, 85 (4), 2008, p. 580-589.

CLADERA-OLIVERA, F., FERREIRA, L., ZAPATA, C. and PETTERMANN, A. Modeling water adsorption isotherms of pinhão (araucaria angustifolia seeds) flour and thermodynamic analysis of the adsorption process. Journal of Food Process Engineering, 34 (3), 2009, p. 826-843.

VAN DEN BERG, C. and BRUIN, S. En: Water Activity: Influence on Food Quality. Water activity and its estimation in food systems. 1 ed. New York (United States): Academic Press, 1981, p. 147–177.

AL-MUHTASEB, A., McMINN, W. and MAGEE, T. Water sorption isotherm of starch powders Part 1: Mathematical description of experimental data. Journal of Food Engineering, 61(3), 2004, p. 297-307.

CHUZEL, G. and ZAKHIA, N. Adsorption isotherms of gari for estimation of packaged shelf-life. International Journal of Food Science and Technology, 26, 1991, p. 583-593.

PERDOMO, J., COVA, A., SANDOVAL, A., GARCÍA, L., LAREDO, E. and MÜLLER, A. Glass transition temperatures and water sorption isotherms of cassava starch. Carbohydrate Polymers, 76 (2), 2009, p. 305-313.

RHIM, J. and LEE, J. Thermodynamic analysis of water vapor sorption isotherms and mechanical properties of selected paper-based food packaging materials. Journal of Food Science, 74 (9), 2009, p. E502-E511.

PÉREZ-ALONSO, C., BERISTAIN, C., LOBATO-CALLEROS, C., RODRÍGUEZ-HUEZO, M. and VERNON-CARTER, E. (2006). Thermodynamic analysis of the sorption isotherms of pure and blended carbohydrate polymers. Journal of Food Engineering, 77 (4), 2006, p. 753–760.

HERNÁNDEZ, M., TORRUCO, J., CHEL L. y BETANCUR, D. Caracterización fisicoquímica de almidones de tubérculos cultivados en Yucatán, México. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 28 (3), 2008, p. 718-726.

COVA, A., SANDOVAL, A., BALSAMO, V. and MÜLLER, A. The effect of hydrophobic modifications on the adsorption isotherms of cassava starch. Carbohydrate Polymers, 81 (3), 2010, p. 660-667.

ZEPPA, C., GOUANVÉ, F. and ESPUCHE, E. Effect of a plasticizer on the structure of biodegradable starch/clay nanocomposites: thermal, water-sorption, and oxygen-barrier properties. Journal of Applied Polymer Science, 112 (4), 2008, p. 2044-2056.

MÜLLER, C., YAMASHITA, F. and LAURINDO, J. Evaluation of the effects of glycerol and sorbitol concentration and water activity on the water barrier properties of cassava starch films through a solubility approach. Carbohydrate Polymers, 72 (1), 2009, p. 82-87.

TSIAPOURIS, A. and LINKE, L. Water vapor sorption determination of starch based porous packaging materials. Starch/Stärke, 52 (2-3), 2000, p. 53-57.

SØRENSEN, G. and HOFFMANN J. Moisture sorption in moulded fibre trays and effect on static compression strength. Packaging Technology Science, 16 (4), 2003, p. 159-169.

PALIPANE, K. and DRISCOLL, R. Moisture sorption characteristics of inshell macadamia nuts, Journal of Food Engineering, 18 (1), 1993, p. 63-76.

QUIRIJNS, E., BOXTEL, A., LOON, W. and STRATEN, G. Sorption isotherms, GAB parameters and isosteric heat of sorption. Journal of the Science of Food and Agriculture, 85 (11), 2005, p. 1805-1814.

MARTÍNEZ, A., ANDRÉS, A., CHIRALT, A. y FITO P. Termodinámica y cinética de sistemas alimento entorno. 1 ed. Valencia (España): Universidad Politécnica de Valencia, 1998, 369 p.

KAYA, S. and KAHYAOGLU, T. Thermodynamic properties and sorption equilibrium of pestil (grape leather). Journal of Food Engineering, 71 (2), 2005, p. 200-207.

AL-MUHTASEB, A., MCMINN, W. and MAGEE, T. Water sorption isotherms of starch powders. Part 2: Thermodynamic characteristics. Journal of Food Engineering, 62 (2), 2004, p. 135–142.

Cómo citar
Navia, D. P., Ayala Aponte, A. A., & Villada Castillo, H. S. (2013). Determinación de isotermas de adsorción de agua en biocompuestos de harina termoplástica y fique. Biotecnología En El Sector Agropecuario Y Agroindustrial, 11(1), 144–153. Recuperado a partir de https://revistas.unicauca.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/284
Publicado
2013-07-01
Sección
Artículos originales
QR Code