BazEkon - The Main Library of the Cracow University of Economics

BazEkon home page

Main menu

Author
Ocieczek Aneta (Gdynia Maritime University), Flis Anna (Gdynia Maritime University)
Title
Comparison of Sorption Properties of Selected Cereals Species Based on the BET Model Parameters
Porównanie właściwości sorpcyjnych wybranych gatunków zbóż na podstawie parametrów modelu BET
Source
Towaroznawcze Problemy Jakości, 2021, nr 2, s. 11-22, tab., rys., bibliogr. 23 poz.
Polish Journal of Commodity Science
Keyword
Przechowalnictwo, Zboża, Towaroznawstwo żywności, Badania towaroznawcze, Właściwości fizykochemiczne
Preservation, Corn, Food commodities, Commodity research, Physicochemical property
Note
summ., streszcz.
Abstract
W pracy dokonano porównania właściwości adsorpcyjnych czterech popularnych w Polsce gatunków zbóż na podstawie identyfikacji różnic w wielkości warstwy monomolekularnej i stałej energetycznej procesu adsorpcji. W tym celu zastosowano teoretyczny model sorpcji Brunauera, Emmetta i Tellera (BET). Wyznaczenie parametrów modelu BET przeprowadzono w oparciu o dane empiryczne pozyskane metodą statyczno-eksykatorową, stosując algorytm analityczny oraz numeryczny. Metoda statyczno-eksykatorowa jest standardową metodą odniesienia stosowaną w tego typu badaniach. Uzyskane wyniki posłużyły ocenie istotności różnic w podatności badanych gatunków zbóż na warunki przechowywania zdeterminowane wilgotnością powietrza przy stałej jego temperaturze. Ponadto w pracy dokonano identyfikacji wpływu metody wyznaczania parametrów modelu BET na ich wartość. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że ziarno żyta cechuje się znacząco najsilniejszą podatnością na powierzchniowe oddziaływanie z molekułami wody, co znalazło odzwierciedlenie w rozwiniętej monowarstwie. Najmniejszą monowarstwę zidentyfikowano w ziarnie jęczmienia, co wskazywało na słabe wiązanie wody nawet przy niskim poziomie jej zawartości w otoczeniu. Stwierdzono również, że algorytm służący transformacji danych empirycznych wpływa na wyniki opisujące właściwości sorpcyjne ziarna badanych zbóż. Uzyskane wyniki służyć mogą optymalizacji procesów zarządzania transportem lub przechowywaniem zbóż jako towaru masowego. Dalsze prace nad właściwościami sorpcyjnymi zbóż obejmować będą określenie zmian w podatności ziarna zbóż na oddziaływanie pary wodnej w różnych warunkach termicznych otoczenia co zwiększy użyteczność wyników. W tym celu zastosowana zostanie pogłębiona analiza termodynamiczna zjawiska sorpcji. (abstrakt oryginalny)

The paper compares the adsorption properties of four cereal species popular in Poland based on the identification of differences in the size of the monomolecular layer and the energy constant of the adsorption process. For this purpose, the theoretical sorption model of Brunauer, Emmett and Teller (BET) was used. Determination of the parameters of the BET model was carried out on the basis of empirical data obtained by the static-desiccator method, using an analytical and numerical algorithm. The static-desiccator method is the standard reference method used in this type of test. The obtained results were used to assess the significance of differences in the susceptibility of the examined cereal species to storage conditions determined by air humidity at its constant temperature. Moreover, the study identifies the impact of the method of determining the BET model parameters on their value. The obtained results allowed to conclude that rye grain is characterized by significantly the strongest susceptibility to surface interaction with water molecules, which was reflected in the developed monolayer. The smallest monolayer was identified in the barley grain, which indicated poor water binding even at a low level of its content in the environment. It was also found that the algorithm for the transformation of empirical data influences the results describing the sorption properties of the grain of the examined cereals. The obtained results can be used to optimize the processes of managing the transport or storage of cereals as bulk cargo. Further work on the sorption properties of cereals will include the determination of changes in the susceptibility of cereal grains to the effects of water vapor in various thermal conditions of the environment, which will increase the usefulness of the results. For this purpose, an in-depth thermodynamic analysis of the sorption phenomenon will be used. (original abstract)
Accessibility
The Main Library of the Cracow University of Economics
Bibliography
Show
  1. Andrade R.D., Lemus R.M., Pérez C.C. (2011) Models of sorption isotherms for food: Uses and limitations. VITAE, Revista De La Faqulta De Química Farmacéutica, 18 (3), 325-334.
  2. Atkins P.W. (2003) Chemia fizyczna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
  3. Brunauer S., Emmett P.H., Teller E. (1938) Adsorption of gases in multimolecular layers. Journal of the American Chemical Society, 60 (2), 309-319.
  4. Gal S. (1983) The need for and practical applications of sorption data. [In:] Jowitt R., Escher F., Hallstrom B., Meffert H.F.T., Spiess W.E.L., Vos G. (eds.): Physical properties of foods. Applied Science Published, New York.
  5. Kapusta F. (2016) Zboża jako składnik rolnictwa i gospodarki Polski. Ekonomia XXI wieku, 2 (10), 121-137.
  6. Karel M. (1975) Water activity and food preservation [In:] Karel M., Fennema O.R., Lund D.B. (eds) Psychical principles of food preservation. Principles of food science. Part 2. Marcel Dekker, New York, 237-263.
  7. Ocieczek A. (2007) Comparison of sorption properties of semolina and farina. Acta Agrophysica, 9 (1), 135-145.
  8. Ocieczek A. (2013) Impact of comminution on adsorption properties of gluten-free wheat starch. Acta Agrophysica, 20 (1), 125-136.
  9. Ocieczek A. (2014) Comparison of the sorption properties of milk powder with lactose and without lactose. Acta Agrophysica, 21 (4), 457-467.
  10. Ocieczek A., Schur J. (2015) Ocena wpływu wybranych dodatków na właściwości sorpcyjne miękiszu pieczywa pszennego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 1 (98), 143-154.
  11. Ocieczek A., Pukszta T. Chilumbo V. (2020) Comparison of sorption properties of black pepper of different fineness levels using selected models. International Agrophysics, 34, 161-171.
  12. Ocieczek A., Mesinger D. (2020) Porównawcza charakterystyka właściwości sorpcyjnych popularnych rodzajów skrobi z zastosowaniem modelu BET w rozwinięciu analitycznym i numerycznym. Przemysł Chemiczny, 99 (5), 751-755.
  13. Ocieczek A. (2021) Podstawy przechowalnictwa żywności dla dietetyków. Wydawnictwo Uniwersytetu Morskiego w Gdyni, Gdynia.
  14. Paderewski M. (1999) Procesy adsorpcyjne w inżynierii chemicznej. WNT, Warszawa.
  15. Pałacha Z., Sitkiewicz I. (red.) (2010) Właściwości fizyczne żywności. WNT, Warszawa. [16] Peleg M. (2020) Models of sigmoid equilibrium moisture sorption isotherms with and without the monolayer hypothesis. Food Engineering Reviews, 12, 1-13.
  16. Popek M. (2016) Właściwości transportowo-technologiczne jako wyróżniki jakości stałych ładunków masowych. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 93, 217-221.
  17. Rahman M.S. (2009) Food stability beyond water activity and glass transition: macromicro region concept in the state diagram. International Journal of Food Properties, 12, 726-740.
  18. Rizvi S.S.H. (1995) Thermodynamic properties of food in dehydration. [in:] Rao M.A., Rizvi S.S.H. (eds): Engineering properties of foods. Marcel Dekker Inc., New York- Basel-Hong Kong, pp. 223-309.
  19. Sandle T. (2016) The Importance of water activity for risk assessing pharmaceutical products. Journal of Pharmaceutical Microbiology, 2 (1), 1-2.
  20. Stępień A., Witczak M., Witczak T. (2020) Moisture sorption characteristics of food powders containing freeze dried avocado, maltodextrin and inulin. International Journal of Biological Macromolecules, 149, 256-261.
  21. Stępniewska S., Cacak-Pietrzak G. (2017) Pentozany - budowa, właściwości i znaczenie technologiczne. Przegląd Zbożowo-Młynarski, 61 (6), 8-12.
  22. https://kowr.gov.pl/handel-zagraniczny/handel-zagraniczny-zboza [accessed: 2021.02.20].
Cited by
Show
ISSN
1733-747X
Language
eng
Share on Facebook Share on Twitter Share on Google+ Share on Pinterest Share on LinkedIn Wyślij znajomemu