Naslov Optimiranje i modeliranje procesa sušenja voća i povrća
Naslov (engleski) Optimisation and modelling of fruits and vegetables drying procesess
Autor Darko Velić
Mentor Mate Bilić (mentor)
Član povjerenstva Drago Šubarić (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Mate Bilić (član povjerenstva)
Član povjerenstva Srećko Tomas (član povjerenstva)
Član povjerenstva Branko Tripalo (član povjerenstva) MBZ: 50483
Član povjerenstva Bernarda Šeruga (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Prehrambeno-tehnološki fakultet Osijek (Zavod za procesno inženjerstvo) (Katedra za tehnološko projektiranje i farmaceutsko inženjerstvo) Osijek
Datum i država obrane 2006-07-17, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOTEHNIČKE ZNANOSTI Prehrambena tehnologija Inženjerstvo
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 66 - Kemijska tehnologija. Kemijska i srodne industrije 633/635 - Hortikultura. Voćarstvo. Vinogradarstvo. Vrtlarstvo
Sažetak Provedeno je optimiranje i modeliranje procesa sušenja voća i povrća na osnovi praćenja kinetike
sušenja i pokazatelja o očuvanju nutritivnih i organoleptičkih svojstava. Kinetika sušenja odabranih
uzoraka voća i povrća determinirana je kontinuiranim praćenjem: promjene mase uzoraka,
temperaturnog profila materijala i medija za sušenje, te profila vlage. Istraživanje je provedeno
primjenom termogravimetrijske tehnike s laboratorijskim uređajima koji su u svrhu ovog
istraživanja posebno nadograđeni i opremljeni: tunelski sušionik (TD), vakuum sušionik (VK),
infracrveni sušionik (IC), te sušionik za sušenje s fluidiziranim slojem (FBD). U svrhu ubrzavanja
kinetike sušenja, sprečavanja enzimske aktivnosti kao i neenzimskih promjena tijekom procesa
sušenja, primijenjeni su različiti fizikalno-kemijski postupci prethodne obrade uzoraka, te su ovisno
o metodi sušenja predložena odgovarajuća rješenja. Za procjenu pojedine metode, te za praćenje
utjecaja procesnih parametara na svojstva osušenih uzoraka, primijenjene su standardne analitičke
metode termogravimetrija, rehidratacija, kolorimetrija, volumetrija, te tekućinska kromatografija
visokog učinka (HPLC). Modeliranjem eksperimentalnih podataka promjene vlažnosti za uzorke
marelice i jabuke sušene u tunelskom sušioniku pri različitim temperaturama sušenja (50 °C, 60 °C,
70 °C i 80 °C) i brzinama strujanja zraka (1,4 m s-1; 2,1 m s-1; 2,8 m s-1) utvrđeno je da najbolje
slaganje s eksperimentalnim podacima daje Midilli i Kucukov model. Izrađeni su i novi
poluempirijski modeli koji mogu poslužiti za simuliranje kinetike sušenja uzoraka marelice i
jabuke unutar granica ispitanih procesnih parametara, temperature i brzine strujanja zraka. Ispitan
je utjecaj temperature sušenja i različitih metoda sušenja na sadržaj β-karotena u uzorcima mrkve.
Najmanja degradacija β – karotena izmjerena je u neobrađenim uzorcima mrkve koji su sušeni u
tunelskom sušioniku pri temperaturi sušenja 70 °C i brzini strujanja zraka 2,8 m s-1. Najveći
rehidratacijski omjer izmjeren je kod uzoraka marelice koje su sušene u tunelskom sušioniku pri
temperaturi 80 °C i brzini strujanja zraka 1,4 m s-1. Najbolji rezultati (visoka vrijednost
rehidratacijskog omjera i najmanja ukupna promjena boje) dobiveni su u slučaju sušenja uzoraka
jabuke u tunelskom sušioniku (TD) pri temperaturi sušenja 50 °C, te kod sušenja uzoraka mrkve i
peršina u tunelskom sušioniku (TD) pri temperaturi sušenja 60 °C i brzini strujanja zraka od 2,8 m
s-1. Dobivena je i ovisnost utjecaja različitih postupaka prethodne obrade na kinetiku sušenja i
parametre kvalitete osušenih proizvoda.
Sažetak (engleski) The influence of the process parameters on the drying kinetics of different food products, fruits
and vegetables, using different dryers was investigated. The dehydration kinetics of samples was
determined by continues recording of mass changes, temperature profile of material and drying
media as well as moisture profile using computer process control. To speed up the dehydration
kinetics, and to eliminate the enzymatic browning activity as well as non enzymatic changes during
dehydration process different physical and chemical procedures of samples pre-treatment were
applied, depending on method used, related technical solutions were proposed. Evaluation of each
method and the influence of the process parameters on the properties of dried materials were
performed using standard analytical methods: thermo-gravimetric, rehydration, colorimetric,
volumetric and high pressure liquid chromatography – HPLC. The changes in colour and volume
as well as rehydration rate (reconstitution characteristic) for each of the drying methods were
studied. After defining the optimal drying process parameters, different pre-treatment methods
were investigated. The existing mathematical models (thin-layer equations) were tested and new
semi-empirical models that describe drying processes of fruits and vegetables using different driers
were defined.
When modelling the experimental data for apricot and apple samples which were dried in the
tunnel dryer at drying temperatures of 50 °C, 60 °C, 70 °C and 80 °C and air flow velocities of 1,4
m s-1; 2,1 m s-1 and 2,8 m s-1, Midilli–Kucuk model proved to be the best and showed a good
agreement with the experimental data. A new semi-empirical models were developed for the
simulation of apricot and apple drying at temperature range 50–80 °C and velocity range 1,4–2,8 m
s-1 of drying air. Furthermore, the influence of the drying temperature and drying methods on the
content of the main nutritive components was studied. The degradation of β – carotene was the
smallest when non-treated carrot samples were dried in the tunnel dryer (TD) at temperature of 70
°C and at airflow velocities of 2,8 m s-1. The highest rehydration ratio was observed when apricot
samples were dried at temperature of 80 °C and airflow velocities of 1,4 m s-1. The best results
(good rehydration ratio and colour) were achieved when apple samples were dried in the tunnel
dryer (TD) at temperature of 50 °C. As for carrot and parsley root samples, the best results were
achieved when drying in the tunnel dryer (TD) at temperature of 60 °C and airflow velocities of 2,8
m s-1. The influence of the different sample pre-treatment procedures on the drying kinetics and the
properties of dried materials was determined.
Ključne riječi
modeliranje
optimiranje
sušenje
voće
povrće
Ključne riječi (engleski)
modelling
optimisation
drying kinetics
fruits
vegetables
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:109:702465
Studijski program Naziv: Prehrambeno inženjerstvo Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje biotehničkih znanosti, polje prehrambena tehnologija (dr. sc.)
Vrsta resursa Tekst
Opseg 155 str.; 30 cm
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2016-01-26 13:26:44