بخشی از مقاله
چکیده
در تحقیق حاضر پارامترهای ترمودینامیکی جذب رطوبت سه واریته لوبیا - تلاش، صدری و محلی خمین - و سه واریته نخود - کابلی، چیکو و دسی - مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشها در سه دمای مختلف آزمایشی 5 - ، 25 و 45 درجه سانتیگراد - در سه تکرار با آب مقطر انجام شد.
مدل پلگ بر دادههای آزمایشی برازش گردیده و ضرایب ثابت مدل تعیین شد. با استفاده از ضرایب ثابت مدل پلگ و تحلیل رگرسیونی،انرژی جذب شده، تغییرات آنتالپی، آنتروپی و انرژی آزاد شده هرسه واریته نخود و لوبیا در دماهای آزمایشی محاسبه گردید.
با اندازه گیری حجم متوسط دانهها با استفاده از پیکنومتر و استفاده از نسبت رطوبت دانهها، ضریب مؤثر پخش رطوبت برای هر واریته نخود و لوبیا در دماهای آزمایشی محاسبه گردید. نتایج نشان داد با افزایش دمای غوطهوری از 5 تا 45 درجه سانتیگراد آنتالپی دانهها افزایش یافته که در سطح احتمال 5 درصد دارای اختلاف معنی داری بوده در حالی که آنتروپی و انرژی آزاد شده روند افزایشی داشته و اختلاف معنی داری در سطح احتمال 5 درصد نداشتند. ضریب مؤثر پخش رطوبت واریتههای لوبیا و نخود با افزایش دما افزایش یافته است.
بیشینه و کمینه انرژی جذب شده در فرآیند غوطهوری دانهها به ترتیب برای نخود واریته چیکو برابر با 301/28 و واریته محلی خمین لوبیا برابر با 86/77 کیلو ژول بر مول بدست آمد. مقادیر منفی تغییرات آنتالپی برای واریتهها نشان دهنده تغیرات محتوای رطوبتی دانهها در فرآیند غوطهوری به صورت تحولی گرمازا و انتقال انرژی مطلوب بوده است.
مقدمه
حبوبات پس از غلات، دومین منبع مهم غذایی میباشد. حبوبات دانههای خشک خوراکی هستندکه به خانواده بقولات تعلق دارند. بذر رسیده وخشک این گیاهان دارای ارزش غذایی زیادی بوده و به لحاظ قابلیت نگهداری آن از جمله مهمترین منابع غذایی سر شار از پروتئین به شمار میروند. بررسی سطح زیرکشت و تولید جهانی حبوبات حاکی از آن است که طی دوره 2000-2007 سطح زیر کشت حبوبات با 12/17 درصد افزایش به حدود 73/3 میلیون هکتار رسیده است.
خیساندن دانهها در فرآیند پوست گیری و پخت آنها بهمنظور نرم شدن پوسته وهسته آنها و جذب رطوبت، معمول میباشد. مقدار آب جذب شده توسط دانههای مختلف در مدت زمان غوطهوری در آب متفاوت است. اندازه بذور، دمای آب و مدت زمان غوطهوری در آب در میزان رطوبت جذب شده توسط بذر مؤثر میباشد. استفاده از آب با دمای بالا معمولترین روش در کاهش زمان برای رسیدن به نرخ بالای جذب رطوبت در فرآیند غوطهوری در آب میباشد .
مدل ارائه شده توسط پلگ - 1988 - این مزیت عمده را دارد که با استفاده از نتایج آزمایشگاهی جذب رطوبت و خشک شدن مواد در فاصله زمانی کوتاه مدت میتوان زمان به تعادل رسیدن رطوبتی آن مواد را بهخوبی پیش بینی کرد. به این دلیل مدل فوق معمولأ برای توصیف خاصیت جذب رطوبتی و خشک شدن مواد مورد توجه و استفاده اکثر محققین بوده است
مدل ارائه شده توسط پلگ:
که درآن Mt محتوای رطوبتی در زمان t پس از غوطهوری - % - ، M0 محتوای رطوبتی اولیه مواد - % - ، tزمان غوطهوری - ساعت - ، K1ثابت نرخ جذب آب % -1 - ساعت - ، K2 ثابت ظرفیت - % -1 - میباشد.
آنتالپی سیستم، تابعی ترمودینامیکی است که با مجموع انرژی درونی سیستم و حا محیط سیستم، هم ارز است. به عبارت دیگر گرمای جذب شده بوسیله واکنشی که در فشار ثابت انجام میگیرد، برابر با تغییر آنتالپی سیستم است. آنتالپی، همانند انرژی داخلی، تابعی از حالت سیستم و مستقل از راهی است که به آن حالت میرسد . انتروپی پخش شدن خود به خودی انرژی را نشان می دهد. در یک دمای خاص، چه مقدار انرژی در یک فرآیند پخش میشود یا با چه وسعتی پخش می- شود. بهعبارت دیگر انتروپیکمیتی ترمودینامیکی است که اندازهای برای درجه بینظمی در هر سیستم است. هر چه درجه بینظمی بالاتر باشد، آنتروپی بیشتر است
هدف از تحقیق حاضر بررسی تغییرات آنتالپی و آنتروپی، انرژی جذب شده و آزاد شده سه واریته لوبیا چیتی - تلاش، صدری و محلی خمین - و سه واریته نخود - کابلی، چیکو و دسی - در فرآیند غوطهوری در سه دمای آزمایشی 5، 25 و 45 درجه سانتیگراد با استفاده از برازش مدل پلگ بر دادههای آزمایشی میباشد.
مواد و روشها
-1-2 آماده سازی نمونهها انواع دانههای لوبیا - تلاش، صدری و محلی خمین - و نخود - کابلی، چیکو و دسی - از مرکز جمعآوری دانههای حبوبات خمین، سازمان جهاد کشاورزی خمین، واقع در استان اراک تهیه گردیدند. قبل از انجام آزمایشات مواد خارجی اضافی و دانههای شکسته شده و مخدوش جدا گردیده و حذف شدند. دانه تقسیم بندی شدند.
بهمنظور حذف اثر اندازه دانهها در مقدار جذب آب، از دانهها با اندازه متوسط استفاده گردید. رطوبت اولیه دانهها بر اساس استاندارد ASAE S352.2 DEC97 برای دانههای لوبیا - ASAE, 1999 - و استاندارد AACC 44-15 برای دانههای نخود تعیین شد - AACC,1999 - ، که هر شش رقم دارای رطوبت اولیه زیر 10 درصد بر پایه خشک بوده و اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد نداشتند . - P>0.05 - ظروف مورد استفاده در آزمایشها به همراه آب مقطر از چندین ساعت قبل، در دمای مورد نظر برای انجام آزمایشات قرار داده میشد.
-2-2 انجام آزمایشها برای هر رقم، آزمایشات در سه دمای 5، 25 و 45 درجه سانتیگراد در یخچال و آون انجام شد - در دمای بالاتر احتمال ژلاتینه شدن مواد وجود داشت - . در هر آزمایش 10 دانه از دانهها با اندازه متوسط بطور تصادفی انتخاب و با ترازوی آزمایشگاهی - با نشان تجاری AND، مدل GF-400 ساخت کشور ژاپن - با دقت 0/001 - گرم - وزن میشدند و در ظروف فومی حاوی 200 میلیگرم آب مقطر قرار میگرفتند.
پس از مدت زمان معینی 5 - ، 10، 15، 30، 60 دقیقه و بعد از آن به فاصله هر یک ساعت پس از شروع آزمایش - دانهها از ظرف بیرون آورده میشدند وپس از خشک کردن رطوبت سطحی دانهها توسط دستمال کاغذی حولهای مجددا وزن میشدند. از زمانسنج دیجیتالی و ترازوی آزمایشگاهی برای اندازهگیری زمان غوطهوری و جرم دانهها قبل و بعد از هر مرحله غوطهوری استفاده گردید. آزمایشات با سه تکرار انجام گردید. مقدار جذب رطوبت دانهها بر اساس رابطه - 2 - محاسبه گشت
که Waمقدار جذب رطوبت بر پایه خشک - % - d. b.، Wfوزن دانهها بعد از غوطهوری بر حسب گرم و Wi وزن دانهها قبل از غوطهوری بر حسب گرم میباشد.
