Equilibrium moisture content and equations for fitting sorption isotherms of Capsicum annuum

Bu çalışmada, Capsicum annuum tipi biberin farklı doymuş tuz çözeltilerindeki su aktivitesi ve nem içerikleri incelenmiştir. Capsicum annuum’un sorpsiyon izotermleri, üç farklı sıcaklıktaki (30 oC, 45 oC ve 60 oC), %10 ile %98 arasındaki bağıl hava neminde gravimetrik yöntem kullanılarak belirlenmiştir. Ürünün, nem içeriği satış standartlarında olduğu gibi kullanılmış ve bu belirli nem değerinin altında mikrobiyel bozunmanın olmadığı kabul edilmiştir. Her bir sıcaklıktaki deneysel veriler için, lineer olmayan regresyon tekniği kullanılarak en iyi bağıntı belirlenmiştir. Böylece, bu denklem denge nem içeriği (EMC) ve bağıl denge nemi (ERH) arasındaki bu bağıntı yeni bir model olarak verilebilir. Daha sonra, bu deneysel veriler Oswin, GAB, Modified Henderson, Halsey ve Modified Halsey gibi bazı modellere uygulanmıştır. Bu modellerin birbiriyle karşılaştırılması için istatistiksel parametreler kullanılmış ve bu sorpsiyon izotermleri arasında en iyi uyan model araştırılmıştır. GAB modeli verilen sıcaklık aralığında sorpsiyon izotermi en iyi tanımlayan modeldir. Ayrıca, deney sonuçları göz önünde bulundurularak GAB modelinden daha iyi bir model önerilmiştir.

Capsıcum annuum'un denge nem içeriği ve sorpsiyon izotermlerine uygun denklemleri

In this paper, we report on the water activity and moisture contents of Capsicum annuum in different saturated salt solutions. The sorption isotherms of Capsicum annuum were determined within the range of 10-98% relative air humidity at three different temperatures (30 oC, 45 oC and 60 oC), using static gravimetric method. The moisture content of the product was used as in the marketing standard, assuming that no microbial spoilage would occur below a certain moisture level. The best equation was predicted for the experimental data at each temperature using non-linear regression technique. Hence, this correlation between equilibrium moisture content (EMC) and equilibrium relative humidity (ERH) can be given as a new model. Consequently, the experimental data were fitted in several models such as Oswin, GAB, Modified Henderson, Halsey and Modified Halsey. In order to compare these models, three statistical error parameters were used and the best fitted models between sorption isotherms were studied. GAB was the best model to describe the sorption isotherm adequately, over entire temperature range among the others. Besides, a new model which can be considered as better than GAB model, taking into account the experimental results for three temperatures, was proposed.

PDF

___

1. Anon 2007. Fresh fruit and vegetable import manual. USA: USDA-APHISPPQ - Prim Manuals Unit Frederick, MD 21702.
2. Soysal Y, Öztekin S. 1999. Equilibrium moisture content equations for some medicinal and aromatic plants. J Agr Eng Res, 74: 317-324.
3. Bolin HR. 1980. Relation of moisture to water activity in prunes and raisins. J Food Sci, 45: 1190-1192.
4. Tsami E, Marinos-Kouris D, Maroulis Z B. 1990. Water sorption isotherm of raisins, currants, figs, prunes and apricots. J Food Sci, 55: 1594-1597.
5. Soysal Y, Öztekin S. 2001. Comparison of seven equilibrium moisture content equation for some medicinal and aromatic plants. J Agr Eng Res, 78 (1): 57-63.
6. Avaria NA, Ajibola OO, Oni SA. 2004. Sorption equilibrium and thermodynamic characteristics of soy bean. Biosyst Eng, 87 (2): 179-190.
7. Hong TD, Ellis RH, Gunn J, Moore D. 2002. Relative humidity, temperature, and the equilibrium moisture equilibrium moisture content of Conidia of Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin: a quantitative approach. J Stored Prod Res, 38: 33-41.
8. Hossain MA, Bala BK. 2000. Moisture isotherm characteristics for red chilli. Drying Tech, 18 (1&2): 503-515.
9. Iglesias HA, Chirife J. 1976. Prediction of the effect of temperature on water sorption isotherms of food material. J Food Tech, 11: 109-116.
10. Iglesias HA, Chiriffe J, Lombardi J L. 1975. Water sorption isotherms in sugar beet root. J Food Tech, 10: 299-308.
11. Kaymak-Ertekin F, Gedik A. 2003. Sorption isotherms and isosteric of sorption for grapes, apricot, apples and potatoes. Swiss Soc Food Sci Tech, 37 (4): 429-438.
12. Zanoni B, Peri C, Giovanelli G, Pogliarini E. 1999. Design and setting up of a water vapour pressure capacitance monometer for measurement of water activity. J Food Eng, 38: 407-423.
13. Kouhila M, Belghit A, Daguenet M, Boutaleb B C. 2001. Experimental determination of the sorption isotherms of Mint (Mentha viridis), Sage (Salvia officinalis) and Verbena (Lippia citriodora). J Food Eng, 47: 281-287.
14. Hamdami, N, Monteau, JY, Bail AL. 2004. Transport properties of a high porosity model food at above and sub-freezing temperatures. Part 1: Thermophysical properties and water activity. J Food Eng, 62: 373-383.
15. Chirife J, Iglesias HA. 1978. Equation for fitting water sorption isotherms of foods: part-1-a review. J Food Tech, 13: 159-174.
16. Halsey G. 1948. Physical adsorbtion on non-uniform surfaces. J Chem Phy, 16: 931-937.
17. Öztekin S, Soysal Y. 2002. Denge nemi ölçüm ve hesaplama yöntemleri. Tarım Ürünleri Kurutma Tekniği Çalıştayı, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü Çalıştaylar Dizisi No: 1, 1-16 s, 21- 22 Mart 2002, Bornova - Izmir.
18. Rockland LB, Beuchat LR. 1987. Water Activity: Theory and Application to Food, Institute of Food Technologists (IFT) Basic Symposium Series, pp.173-213, Dekker, New York.
19. Anon 1988. TSE. Meyve ve sebze ürünleri-düşük basınç altında kurutma ile kuru madde ve azeotropik distilasyon metodu ile su muhtevasının tayini (TS 1129). Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
20. McLauglin CP, Magee TRA. 1998. The determination of sorption isotherm and the isosteric heats of sorption for potatoes. J Food Eng, 35: 267-280.