Influence of the temperature and granulometry on the hygroscopic behavior of tapioca flour

ABSTRACT

The morphological difference between two types of tapioca flour motivated this research, which aims to evaluate the hygroscopic behavior of these products via moisture sorption isotherms (MSI). The MSI of the products were obtained at 25°C, 35°C, 45°C, and 55°C and the experimental data were fitted at seven mathematic models that concern the effect of temperature. MSI had type-II behavior and hysteresis were observed between the moisture adsorption and desorption isotherms, whose magnitudes decreased with higher temperatures. According to adsorption, the two flour are microbiologically stable if they have moisture below 11% and they are less susceptible to becoming moist if they are stored at relative humidity below 70%. The MSI indicated that the tapioca flour more expanded is more hygroscopic and with higher moisture decreases as temperature increases, suggesting distinct storage conditions for the two flour. The modified Oswin model had a good fit to the sorption data.

RESUMEN

La presente investigación se centró en determinar la diferencia morfológica existente entre dos tipos de harina de tapioca. En este sentido, su objetivo fue evaluar el comportamiento higroscópico de estos dos tipos del producto mediante las isotermas de sorción de humedad (MSI). Las MSI de las harinas de tapioca se obtuvieron a 25, 35, 45 y 55°C y los datos experimentales se ajustaron a siete modelos matemáticos referidos al efecto de la temperatura. Las MSI tuvieron un comportamiento tipo II, observándose histéresis entre las isotermas de adsorción y desorción de humedad, cuya magnitud disminuyó a temperaturas más altas. Según la adsorción, las dos harinas son microbiológicamente estables si la humedad es inferior al 11% y son menos susceptibles a humedecerse si se almacenan a una humedad relativa inferior al 70%. Las MSI indicaron que la harina de tapioca más expandida es más higroscópica y, a mayor humedad, la MSI se redujo con el aumento de la temperatura, lo cual da cuenta de la existencia de condiciones de almacenamiento distintas para las dos harinas. El modelo modificado de Oswin se ajustó bien a los datos de sorción.

KEYWORDS:

• Manihot esculenta
• starch
• hygroscopicity
• mathematical modeling

PALABRAS CLAVE:

• Manihot esculenta
• almidón
• higroscopicidad
• modelación matemática

Acknowledgments

The authors acknowledge Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, Brazil) for the scholarship of J. R. Carmo.

Disclosure statement

The authors have no conflict of interest.

Additional information

Funding

This work was supported by Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, Brazil) (407764/2013-5) and PROPESP/UFPA (014791/2018-34).