Zastosowanie modeli matematycznych do opisu izoterm adsorpcji pary wodnej suszonej marchwi purpurowej i pomarańczowej

W pracy wyznaczono i opisano modelami matematycznymi: BET, GAB, Lewickiego, Oswina, Halsey'a i Pelega izotermy adsorpcji pary wodnej suszonej marchwi pomarańczowej i purpurowej. Marchew pomarańczową odmiany Bolero oraz purpurową odmiany Deep Purple suszono czterema metodami: konwekcyjną, promiennikowo-konwekcyjną, mikrofalowo-konwekcyjną i sublimacyjną. Do wyznaczenia izoterm sorpcji stosowano metodę statyczno-eksykatorową. Przydatność modeli do opisu uzyskiwanych izoterm oceniono na podstawie średniego błędu kwadratowego (RMS). Izotermy adsorpcji wody badanych suszy marchwi pomarańczowej i purpurowej charakteryzowały się III typem izoterm według klasyfikacji BET, charakterystycznym dla produktów o dużej zawartości cukrów. Przebieg izoterm uzależniony był od zastosowanej metody suszenia. Generalnie, model GAB najlepiej opisywał izotermy sorpcji, jednak dobrze dopasowane zostały tylko izotermy suszy sublimacyjnych marchwi pomarańczowej i purpurowej, w przypadku których błąd kwadratowy RMS osiągnął wartość odpowiednio 0,07 i 0,09. Pozostałe wartości błędu RMS modeli matematycznych opisujących izotermy adsorpcji przewyższały wartość 0,25, co świadczy o braku możliwości wykorzystania tych modeli do opisu przebiegu adsorpcji pary wodnej badanych suszy marchwi. Niezależnie od zastosowanego modelu, najlepsze dopasowanie modeli stwierdzono w przypadku suszy sublimacyjnych (Ve=3,3-8,5 %). Susze marchwi purpurowej charakteryzowały się większymi równowagowymi zawartościami wody w monowarstwie, w związku z czym mają potencjalnie większą stabilność przechowalniczą niż susze marchwi pomarańczowej.

In the paper, there were determined and described the water vapour adsorption isotherms of dried orange and purple carrots using BET, GAB, Lewicki, Oswin, Halsey, and Peleg mathematical models. The orange carrots of Bolero cultivar and purple carrots of Deep Purple cultivar were dried using four methods: convective, infrared-convective, microwave-convective, and freeze-drying. A static-desiccator method was applied to determine the sorption isotherms. The usefulness of models for describing isotherms was assessed on the basis of root mean square error (RMS). According to the BET classification, the water adsorption isotherms of dried orange and purple carrots were characterized by a III isotherm type characteristic for high sugar content products. The pattern of isotherms depended on the drying method applied. The GAB model was the best to describe the sorption isotherms; however, only the freeze-dried orange and purple carrot isotherms were well matched, and, in this case, the RMS error values were 0.07 and 0.09, respectively. All other RMS error values of mathematical models describing the absorption isotherms exceeded 0.25; it means that those models cannot be used to describe the water vapour adsorption pattern of the dried carrots investigated. Regardless of the used model, the best fit of models were for freeze dried samples (Ve = 3,3 - 8,5 %). The dried purple carrots were characterized by a higher equilibrium water content in the monolayer; therefore, their storage stability was potentially higher than that of the dried orange carrots.