بررسی و مدلسازی فرایند جذب آب در دماهای مختلف و تأثیر آن بر آسیاب کردن هسته خرما

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار پژوهشکده باغبانی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد بخش مهندسی ماشینهای کشاورزی

3 عضو هیئت علمی پژوهشکده باغبانی دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در فرایند تهیه خوراک دام یا روغن از هسته خرما ابتدا آن را می­خیسانند تا هسته نرم شود و انرژی کمتری صرف آسیاب کردن آن گردد.  در این پژوهش به بررسی اثر دمای آب در چهار سطح 25، 35، 55، و 65 درجه سلسیوس در میزان جذب آب و قطر ذرات آسیاب شدة هسته خرما پرداخته شده است.  بررسی روند جذب آب توسط هسته خرما نشان می­دهد که با افزایش دمای آب، سرعت و میزان جذب آب و همچنین میزان رطوبت نهایی هسته خرما افزایش می­یابد.  حداکثر میزان جذب آب در دماهای ذکر شده به ترتیب 59، 62، 71، و 73 درصد بر پایه وزن خشک بود.  بررسی فرایند جذب آب توسط سه مدل تحلیلی، پیج و نمایی نشان داد که هر سه مدل به­خوبی در داده­های آزمایشگاهی برازش شده ولی مدل پیج با ضریب تبیین بیشتر (99/0=R2) بهتر داده­ها را توجیه کرد.  بررسی تأثیر دما و مدت آب دادن بر روی هسته­های خرما نشان داد که با افزایش دما و مدت خیساندن، اندازه ذرات آسیاب شده با نرخ بیشتری کاهش یافت.  مناسب­ترین دمای آب 35 درجه سلسیوس بود که با خیساندن هسته­ها در این دما به مدت 72 ساعت و آسیاب کردن آنها به مدت 30 ثانیه، قطر متوسط ذرات به کمتر از 2/1 میلی­متر کاهش یافت در حالی­که این کاهش اندازه برای دمای 25 درجه سلسیوس پس از گذشت حدود 175 ساعت به­دست آمد.  مدل لگاریتمی ارائه شده برای بیان قطر ذرات آسیاب شده به صورت تابعی از زمان خیساندن به خوبی با داده­های آزمایشگاهی مطابقت کرد (98/0>R2).

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating and Modeling Water Absorption at Different Temperatures and its Effect on Grinding Date Pits

چکیده [English]

Part of the process of feed preparation or oil extraction for date pits is to soak the pits in water. Soaking softens the pits and reduces the required milling energy. In this research, the effects of water temperature at 25°, 35°, 55° and 65°C on water absorption and grinding of the date pits was investigated. The water absorption curves indicated that the rate of absorption and the final moisture content of the pits increased as the water temperature increased. The final moisture content of the pits for these temperatures were 59%, 62%, 71% and 73% w.b., respectively. Modeling water absorption using analytical, Page and exponential models indicated that the three models showed good fit with the experimental data (R2>0.95). The best results were obtained using the Page model with R2 = 0.99. The results of grinding the pits indicted that the average diameter of the ground particles decreased as soaking time and temperature of the water increased. A logarithmic model was defined to express the diameter of the particles as a function of grinding time. The presented model fit well with the experimental data (R2>0.98).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Date pit
  • Grinding
  • modeling
  • water absorption
Al-Shahib, W. and Marshall, R. J. 2003. The fruit of the date palm: Its possible use as the best food for the future? Int. J. of Food Sci. Nutr. 54(4):247–259.

ASAE. 1997. ASAE Standard, S352.2: Moisture measurement–Unground grain and seeds. American Society of Agriculture Engineers (ASAE), St. Joseph, MI.

ASAE. 1997. ASAE Standard, S319.2: Method of determining and expressing fineness of feed materials by sieving. American Society of Agriculture Engineers (ASAE), St. Joseph,MI.

Bello, M. O., Tolaba, M. P. and Suarez, C. 2007. Water absorption and starch gelatinization in whole rice grain during soaking. LWT. 40, 313-318.

Calzetta Resio, A. N., Aguerre, R. J. and Suarez, C. 2003. Study of some factors affecting water absorption by amaranth grain during soaking. J. Food Eng: 60:391-396.

Crank, J. 1975. The Mathematics of Diffusion. New York, N.Y.: Oxford University Press.

Devshony, S., Eteshola, E. and Shani, A. 1992. Characteristics and some potential application of date palm (Phoenix dactlifera L.) seeds and seed oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 69(6):595-597.

Gaston, A. L., Abalone, R. M. and Giner, S. A. 2002. Wheat drying kinetics. Diffusivities for sphere and ellipsoid by finite elements. J. Food Eng. 52, 313-322.

Gaston, A. L., Abalone, R. M., Giner, S. A. and Bruce, D. M. 2004. Effect of modeling assumptions on the effective water diffusivity in wheat. Biosyst. Eng. 88(2): 175-185.

HamShahri Newspaper. 1389. Production more than one million tons of date fruits in Iran, www.hamshahri.org/news-12264.aspx, (In Farsi).

Haros, C. M., Viollaz, P. E. and Suarea, C. 1995. Effect of temperature and SO2 on the rates of water absorption of three maize hybrids. J. Food Eng. 25, 473-482.

Haros, C. M. and Suarea, C. 1999. Effect of chemical treatments and lactic acid on the rate of water absorption and starch yield in corn wet-milling. Cereal Chem. 76, 783-787.

Hsu, K. H., Kim, J. and Wilson, L. A. 1983. Factors affecting water uptake of soybeans during soaking. Cereal Chem. 60(3):208-211.

Hung, T. V., Liu, L. H., Black, R. G. and Trewhella, M. A. 1993. Water absorption in chickpea (C. arietinum) and field pea (P. sativum) cultivars using the Peleg model. J. of Food Sci. 58(4):848-852.

Kang, S. and Delwiche, S. 2000. Moisture diffusion coefficients of single wheat kernels with assumed simplified geometries: Analytical approach. Trans. ASAE. 43(6):1653-1659.

Karapantsios, T. D. Sakonidou, E. P. and Raphaelides, S. N. 2002. Water dispersion kinetics during starch gelatinization. Carbohydrate Polymers. 49, 479-490.

Laria, J., E. Meza, Mondragon, M. Silva, R. and Pena J. L. 2005. Comparison of overall water uptake by corn kernel with and without calcium hydroxide at room temperature. J Food Eng. 67, 451-456.

Noorbakhsh, S. Lope, T. and Ghazanfari, A. 2006. Analysis and modeling of water absorption by yellow dent corn kernels before and during gelatinization process. Asian J. Plant Sci. 5(5): 805-810.

Norris, J. R. and Rooney, L. W. 1970. Wet milling properties of four sorghum parents and their hybrids. Starch. 47, 64-69.

Perez, O. E. Haros, M. Suarez, C. and Rosell, C. M. 2003. Effects of steeping time on the starch properties from ground whole corn. J. Food Eng. 60, 281-287.

Turhan, M. Sayar, S. Gunasekaran, S. 2002. Application of Peleg model to study water absorption in chickpea during soaking. J. Food Eng. 53, 153-159.

Waezi_Zadeh, M. Ghazanfari, A. and Noorbakhsh, Sh. 2010. Finite element analysis and modeling of water absorption by date pits during a soaking process. J Zhejiang Univ-Sci B (Biomed & Biotechnol). 11(7): 482-488.

Yuan, J. Chaung, D. S. Seib, P. A. and Wang, Y. 1998. Effects of steeping condition on wet-milling characteristics of hard red winter wheat, Cereal Chem.75, 392-393.