Influence of equilibrium moisture content data on results of vegetable drying simulation

• Autorzy: Kaleta A. , Gornicki K.

Warianty tytułu

PL

Wplyw rownowagowej zawartosci wody na wyniki symulacji procesu suszenia warzyw

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Drying is one of the oldest and most important food preservation techniques involving moisture movement from the product to the drying air. The optimum design of drying and aeration and storage systems requires mathematical modelling using basic data on the moisture sorption behaviour of the material to be dehydrated. A large number of empirical, semi-empirical or theoretical models have been reported in the literature for describing moisture sorption isotherms of food materials. The reported work presents a review of literature on equations for fitting moisture sorption isotherms of several vegetables. Variation was shown in equilibrium moisture content values determined for the same product from different isotherm equations. Equilibrium moisture content data obtained from different equations were then used in a mathematical model of vegetable drying to simulate the process. Analysis of the results of simulation showed that the kind of equation of moisture sorption isotherm used in the model of vegetable drying influence the results of simulation. In conclusion it was suggested that an “overall – all” evaluation of this large number of isotherm equations is needed in order to have a more precise (and quantitative) definition of their fitting abilities as applied to different vegetables.

PL

Projektowanie optymalnych systemów suszenia, przewietrzania i przechowywania produktów żywnościowych wymaga znajomości matematycznych modeli opisujących te procesy. Jedną z bardzo ważnych danych niezbędnych do przeprowadzenia symulacji jest równowagowa zawartość wody. W pracy przedstawiono przegląd najczęściej stosowanych formuł empirycznych oraz modeli semi-empirycznych i teoretycznych do wyznaczania izoterm równowagi suszarniczej marchwi, selera, cebuli, buraków ćwikłowych i buraków cukrowych. Na przykładowym rysunku 1 pokazano, że wartości równowagowej zawartości wody wyznaczone dla tego samego produktu z różnych równań izoterm równowagi suszarniczej mogą znacznie różnić się od siebie. Wartości równowagowej zawartości wody wyznaczone z różnych izoterm równowagi suszarniczej wykorzystano następnie w matematycznym modelu suszenia omówionych warzyw. Analiza uzyskanych wyników symulacji, przedstawionych na przykładowych rysunkach 2 – 4, pokazała, że rodzaj równania równowagi suszarniczej zastosowanego w matematycznym modelu suszenia ma wpływ na wynik symulacji. Wpływ ten wzrasta z upływem czasu suszenia. Pod koniec procesu względny procentowy rozrzut pomiędzy największą i najmniejszą wartością wyznaczonej z modelu suszenia zawartości wody osiąga prawie 30%. Zasugerowano potrzebę dalszych badań, które miałyby na celu określenie, które z licznych równań równowagi suszarniczej zastosowane w matematycznym modelu suszenia warzyw pozwoliłby na opisanie przebiegu suszenia z dużą dokładnością.

Słowa kluczowe

EN

equilibrium moisture content; vegetable; drying; moisture sorption isotherm; mathematical model; food preservation; preservation technique

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Food and Nutrition Sciences
• Rocznik: 2007
• Tom: 57
• Numer: 2[A]
• Opis fizyczny: p.83-87,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kaleta A.

• Warsaw University of Life Sciences, Nowoursynowska 164, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Gornicki K.

Bibliografia

• 1. Anderson R.B., Modification of the Brunauer, Emmett and Teller equation. J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, 686–691.
• 2. Brunauer S., The Adsorption of Gases and Vapors. 1945, Princeton Univ. Press, Princeton, N.J.
• 3. Cenkowski S., Jayas D.S., Hao D., Latent heat of vaporization for selected foods and crops. Can. Agric. Eng., 1992, 34, 281–286.
• 4. Chirife J., Iglesias H.A., Equations for fitting water sorption isotherms of foods: Part 1 – a review. J. Food Technol., 1978, 13, 159–174.
• 5. de Boer J.M., The Dynamic Character of Adsorption. 1953, Clarendon Press, Oxford.
• 6. Guggenheim E.A., Application of Statistical Mechanics. 1966 Clarendon Press, Oxford.
• 7. Halsey G., Physical adsorption on nonuniform surfaces. J. Chem. Phys., 1948, 16, 931.
• 8. Henderson S.M., A basic concept of equilibrium moisture. Agric. Eng., 1952, 33, 29–31.
• 9. Iglesias H.A., Chirife J., A model for describing the water sorption behavior of foods. J. Food Sci., 1976a, 41, 984–992.
• 10. Iglesias H.A., Chirife J., An empirical equation for fitting water sorption isotherms of fruits and related products. Can. Inst. Food Sci Technol. J., 1976b, 11, 12.
• 11. Iglesias H.A., Chirife J., An equation for fitting uncommon water sorption isotherms in foods. Lebensm. –Wiss. Technol., 1981, 14, 105–106.
• 12. Kaleta A., Modelowanie procesu konwekcyjnego suszenia ziarna w silosach (Modelling of grain drying in silos). 1996, Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa. pp 113-121 (in Polish).
• 13. Kiranoudis C.T., Maroulis Z.B., Tsami E., Marinos-Kouris D., Equilibrium moisture content and heat of desorption of some vegetables. J. Food Eng., 1993, 20, 55–74.
• 14. L ewicki P.P., A three parameter equation for food moisture sorption isotherms. J. Food Proc. Eng., 1998, 21, 127–144.
• 15. L ewicki P.P., Raoult’s law based food water sorption isotherm. J. Food Eng., 2000, 43, 31–40.
• 16. L omauro C.J., Bakshi A.S., Labuza T.P., Evaluation of food moisture sorption isotherm equations. Part I: fruit, vegetable and meat products. Lebensm. Wiss. Technol., 1985, 18, 111–117.
• 17. Lykov A.W., Teorija suszki. 1968, Energia, Moskwa (in Russian).
• 18. Oswin C.R., The kinetics of package life. III The isotherm. J. Soc. of Chem. Ind., 1946, 65, 419–421.
• 19. Sun D.W., Woods J.L., The moisture content/relative humidity equilibrium relationship of wheat – a review. Drying Technol., 1993, 11, 1523–1551.
• 20. Waananen K.M., Litchfield J.B., Okos M.R., Classification of drying models for porous solids. Drying Technol., 1993, 11, 1–40.
• 21. van den Berg C., Bruin S., Water activity and its estimation in food systems: theoretical aspects. 1981, in: Water Activity: Influences on Food Quality (eds. L.B. Rockland, G.F. Stewart). Academic Press, New York, pp. 1–61.