Modelowanie matematyczne kinetyki suszenia mikrofalowo-konwekcyjnego liści bazylii

• Autorzy: Wiktor A. , Luczywek K. , Witrowa-Rajchert D.

Warianty tytułu

EN

Mathematical modeling of microwave assisted convective drying of basil leaves

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było modelowanie matematyczne kinetyki suszenia mikrofalowo-konwekcyjnego liści bazylii. Proces realizowano przy zastosowaniu mocy mikrofal 150–300 W i temperatury powietrza 20–40°C. W celu matematycznego opisu otrzymanych danych zastosowano 9 często spotykanych w literaturze modeli. Opierając się na II prawie Ficka, wyznaczono efektywny współczynnik dyfuzji wody. Z kolei bazując na równaniu Arrheniusa, określono energię aktywacji dyfuzji wody w zależności od mocy mikrofal oraz temperatury powietrza. Stwierdzono, że zwiększenie zarówno mocy mikrofal, jak i temperatury powietrza skraca czas trwania procesu. Podobną zależność, w większości eksperymentów, zaobserwowano w przypadku wartości efektywnego współczynnika dyfuzji wody. Spośród zastosowanych modeli przebieg krzywych suszenia bazylii najlepiej opisywał model Pagea, w którym wartość stałej suszarniczej (k) zależała istotnie od mocy mikrofal. Najwyższą energię aktywacji dyfuzji wody zanotowano w przypadku temperatury 20°C i mocy mikrofal 200 W.

EN

The aim of this work was the mathematical modeling of microwave assisted convective drying of basil leaves. The process was carried out at 150–300 W of microwaves input power and at 20–40°C of inlet air temperature. In order to describe the gained data, 9 common used in the literature mathematical models were selected. Based on the II Fick’s law the effective moisture diffusion coefficient were calculated. Moreover, the Arrhenius equations was used to compute the water diffusion activation energy depending on air temperature and microwave input power. It was stated, that the increase of both microwave power and air temperature reduces the time of the process. Analogical relationship was observed in case of effective moisture diffusion coefficient. Page model was selected as the best to evaluate the kinetics of drying. In this model, k value dependent significantly on the input power of microwaves. The highest water diffusion activation energy was characteristic for 20°C and 200 W.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2012
• Tom: 570
• Opis fizyczny: s.127-141,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Wiktor A.

• Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159c, 02-787 Warszawa

autor

Luczywek K.

autor

Witrowa-Rajchert D.

Bibliografia

• AGHBASHLO M., KIANMEHR M.H., SAMIMI-AKHIJAHANI H. 2008. Influence of drying conditiond on the effective moisture diffusivity, energy of activation and energy consumption during the thin-layer drying of beriberi fruit (Beriberidaceae). Energy Conversion and Management 49: 2865–2871.
• AKPINAR E., MIDILLI A., BICER Y. 2003. Single layer drying behavior of potato slices in a convective cyclone and mathematical modeling. Energy Conversion and Management 40: 1689–1705.
• AMIRI CHAYJAN R., AMIRI PARIAN J., ESNA-ASHARI M. 2011. Modeling of moisture diffusivity, activation energy and specific energy consumption of high moisture corn in a fixed and fluidized bed convective dryer. Spanish Journal of Agricultural Research 9: 28–40
• ARSLAN D., ÖZCAN M.M., OKYAY MENGEŞ H. 2010. Evaluation of drying methods with respect to drying parameters, some nutritional and colour characteristics of peppermint (Mentha x piperita L.). Energy Conversion and Management 51: 2769– 2775.
• DEMIR V., GUNHAN T., YAGCIOGLU A.K., DEGIRMENCIOGLU A. 2004. Mathematical modeling and the determination of some quality parameters of air-dried bay leaves. Biosystems Engineering 88: 325–335.
• HOŁUBOWICZ-KLIZA G. 2007. Alternatywna uprawa ziół na przyprawy. Wydaw. IUNG, Puławy.
• JAKUBCZYK E. 2009. Charakterystyka suszenia konwekcyjno-mikrofalowego spienionego przecieru jabłkowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 62: 109–118.
• JAKUBCZYK E., WNOROWSKA E. 2008. Wpływ temperatury powietrza na przebieg suszenia spienionego zagęszczonego soku jabłkowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 59: 199–206.
• JAMBOR J. 2007. Zielarstwo w Polsce – stan obecny i perspektywy rozwoju. Postępy Fitoterapii 2: 78–81.
• JANOWICZ M., FRONCKIEWICZ E. 2011. Wpływ wstępnego blanszowania lub zamrażania na odwadnianie osmotyczne dyni. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 558: 93–102.
• MARINOS-KOURIS D., MAROULIS Z.B. 2006. Transport Properties in the Drying of Solids. In: Handbook of Industrial Drying (ed. A.S. Mujumdar). Taylor & Francis Group, New York: 606–631.
• MIDILLI A., KUCUK H., YAPAR Z. 2002. A new model for single layer drying. Drying Technology 20: 1503–1513.
• MIRZAEE E., RAFIEE S., KEYHANI A., EMAM-DJOMEH Z. 2009. Determining of moisture diffusivity and activation energy in drying of apricots. Research in Agricultural Engineering 55: 114–120.
• MOHAMED L.A., KOUHILA M., JAMALI A., LAHSASNI S., KECHAOU N., MAHROUTZ M. 2005. Single layer drying behaviour Citrus aurantium leaves under forced convection. Energy Conversion and Management 46: 1473–1383.
• PN-91 R/87019 Surowce zielarskie. Pobieranie próbek i metody badań.
• RAHMAN M.S., PERERA C.O., THEBAUD C. 1997. Desorption isotherm and heat pump drying kinetics of peas. Food Research International 30: 485–491.
• RAMASWAMY H.S., NSONZI F. 1998. Convective air drying kinetics of osmotically pre-treated blueberries. Drying Technology 16: 743–759.
• SARIMESELI A. 2011. Microwave drying characteristics of coriander (Coriandrum sativum L.) leaves. Energy Conversion and Management 52: 1449–1453.
• SEIIEDLOU S., GHASEMZADEH H.R., HAMDAMI N., TALATI F., MOGHADDAM M. 2010. Convective drying of apple: mathematical modeling and determination of some quality parameters. International Journal of Agriculture & Biology 12: 171–178.
• SOYSAL Y., ÖZTEKIN S., EREN Ö. 2006. Microwave drying of parsley: modeling, kinetics, and energy aspects. Biosystems Engineering 93: 403–413.
• WANG C.Y., SINGH R.P. 1978. Use of variable equilibrium moisture content in modeling rice drying. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers 11: 668–672.