Utilização de equações de estado PVT para o cálculo da atividade de água de soluções aquosas de polióis e açúcares

Abstract

RESUMO: Um dos princípios básicos na preservação dos alimentos de umidade intermediária é a prevenção ou o retardamento do crescimento microbiano. Essa prevenção pode ser efetivada por meio do controle criterioso da atividade de água. Soluções osmóticas e umectantes podem ser utilizadas para essa tarefa. O conhecimento da atividade de água da solução e do alimento é essencial para a otimização e desenvolvimento de processos de produção de alimentos. Dessa forma, modelos para a correlação e previsão da atividade de água são essenciais para o processamento adequado dos alimentos. Equações empíricas e modelos de energia de Gibbs de excesso são, preferencialmente, utilizados com esse intuito. Entretanto, ainda são raros trabalhos que utilizem equações de estado PVT para a previsão e correlação de atividade de água. Nesse sentido, o presente trabalho tem como principal objetivo a previsão/correlação da atividade de água de soluções aquosas de polióis (D-sorbitol, glicerol, manitol, eritritol, xilitol) e açúcares (sacarose, dextrose, frutose) por meio de equações de estado (EdE) cúbicas (van der Waals, Redlich-Kwong, Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, Stryjek-Vera e Patel-Teja- Valderrama), da EdE PSRK (Preditiva de Soave-Redlich-Kwong) e da EdE Mattedi-Tavares- Castier (MTC). A comparação entre os resultados obtidos com as equações de estado e os dados experimentais mostra a viabilidade da utilização desses modelos termodinâmicos para a previsão e correlação de atividade de água de soluções de interesse para o processamento de alimentos

ABSTRACT: One of the basic principles in preserving intermediate moisture foods is the prevention or retardation of microbial growth. This prevention can be performed controling carefully the water activity. Osmotic and humectant solutions can be used for this task. Knowledge of the water activity of the solution and food is essential for the optimization and development of food production processes. Thus, models for the correlation and prediction of water activity are essential for the proper processing of food. Empirical equations and excess Gibbs energy models are preferably used for this purpose. However, studies that use PVT state equations for the prediction and correlation of water activity are scarce in the literature. In this sense, the main objective of the present work is to predict/correlate the water activity of aqueous solutions of polyols (D-sorbitol, glycerol, mannitol, erythritol, xylitol) and sugars (sucrose, glucose, fructose) using cubic equations of state (van der Waals, Redlich-Kwong, Soave-Redlich- Kwong, Peng-Robinson, Stryjek-Vera, Patel-Teja-Valderrama ), the PSRK equation of state (Predictive Soave-Redlich-Kwong) and the Mattedi-Tavares-Castier equation of state (MTC). The comparison between the results obtained using the equations of state and the experimental data shows the viability of the use of these thermodynamic models for the prediction and correlation of water activity of solutions of interest for food processing