1109810757

128 A. Wiktor, K. Łuczywek, D. Witrowa-Rajchert

Celem pracy był wybór odpowiedniego modelu matematycznego, opisującego proces suszenia mikrofalowo-konwekcyjnego bazylii, wyznaczenie efektywnych współczynników dyfuzji wody oraz wartości energii aktywacji, w zależności od mocy mikrofal oraz temperatury powietrza suszącego.

Materiał i metody

W eksperymencie wykorzystano świeże, całe liście bazylii (Osicum basilli-cum), pochodzące z plantacji przemysłowej Swedaponic Polska, mieszczącej się w Kraśniczej Woli kolo Grodziska Mazowieckiego. Do badań użyto roślin zdrowych, o jednakowym stopniu dojrzałości wegetacyjnej.

Proces suszenia ziół przeprowadzono w laboratoiyjnej suszarce mikrofalowo--konwekcyjnej przy zastosowaniu zmiennych wartości mocy mikrofal (150, 200, 300 W) oraz temperatury (20, 30, 40°C), przy prostopadłym do materiału przepływie powietrza o prędkości 0,5 m-s^-1. Materiał układano na sicie sprzężonym z wagą elektroniczną (AXIS), umożliwiającą pomiar masy. Obciążenie sita wynosiło 0.483 kg-m ². Podczas suszenia co 3 minuty, przy użyciu oprogramowania PRO-MIS. rejestrowano masę i temperaturę materiału. Proces kończono, gdy masa surowca nie zmieniała się. Uznano, że masa ta odpowiadała równowagowej zawartości wody (u_r). Suszenie wykonano w dwóch powtórzeniach.

Oznaczanie zawartości suchej substancji przeprowadzono zgodnie z normą PN-91 R/87019 poprzez wysuszenie określonej naważki w temperaturze 80°C do uzyskania stałej masy.

W celu przedstawienia kinetyki procesu suszenia obliczono względną zawartość wody z następującego wzoru:

gdzie:

MR - względna zawartość wody (-),

u_r - równowagowa zawartość wody (g H₂0-g“‘ s.s.),

m₀ - początkowa zawartość wody (g H₂0-g^-1 s.s.),

M_r - zawartość wody po czasie i (g H₂0-g^-1 s.s.).

Do matematycznego opisu krzywych suszenia zastosowano 9 spotykanych w literaturze różnych modeli przedstawionych w tabeli 1. Analizę regresji krzywych suszenia oraz wyliczenie szybkości suszenia przeprowadzono przy wykorzystaniu programów Table Curve 2D v 5.01 oraz arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel 2007.

Efektywny współczynnik dyfuzji wody (D_eff) wyznaczono metodą regresji na podstawie równania (nr 9, tab. 1), opisującego dyfuzję nieustaloną w płycie nieskończonej na podstawie II prawa Ficka. Równanie to jest słuszne przy założeniu, że efektywny współczynnik dyfuzji jest stały podczas procesu suszenia oraz że skurcz suszamiczy jest nieistotny [Ramaswamy i Nsonzi 1998],

Korzystając z zależności [Akpinar i in. 2003]: