Effect of modifications of lavandin convective drying on the course of the process and essential oil content

• Autorzy: Sadowska U. , Łapczyńska-Kordon B. , Żabiński A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ modyfikacji suszenia konwekcyjnego lawendyny na przebieg procesu i zawartość olejków eterycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The conducted study attempted to link the kinetics of convective drying of lavandin flowers with the quality of the obtained raw material determined by essential oil content, in order to optimize the process. The flowers were dried under natural convection conditions as well as in laboratory dryers with forced drying agent circulation under varying temperatures and periodical time of operation of the heating element in a continuous and intermittent mode. During the drying process, mass changes of the dried material were recorded. Essential oils content was determined using the hydrodistillation method with the use of Clevenger apparatus. For description of the kinetics of water content change, a model resulting from solution of a one-dimensional mass diffusion equation resulting from the Fick’s second law under preset initial and boundary conditions was used. A high matching coefficient of the model with the empirically obtained results was determined. Lavandin drying was conducted during the drying rate decrease stage in each of the established drying conditions. The highest amount of essential oils was observed in lavandin flowers dried under intermittent process conditions with initial temperature of 40°C, which was then decreased to 35°C, and with only cyclical provision of heat at 45-minute intervals.

PL

W przeprowadzonych badaniach podjęto próbę powiązania kinetyki suszenia konwekcyjnego kwiatów lawendyny z jakością uzyskanego surowca, określoną zawartością olejków eterycznych, celem optymalizacji tego procesu. Kwiaty suszono zarówno w warunkach konwekcji naturalnej, jak i w suszarkach laboratoryjnych z wymuszonym obiegiem czynnika suszącego w zmiennych temperaturach i okresowym czasem pracy elementu grzewczego, w trybie ciągłym i okresowo zmiennym. W czasie procesu suszenia rejestrowano zmiany masy suszonego materiału. Zawartość olejków eterycznych określono metodą hydrodestylacji z wykorzystaniem aparataów Clevengera. Do opisu kinetyki zmian zawartości wody zastosowano model wynikający z rozwiązania jednowymiarowego równania dyfuzji masy wynikającego z II prawa Ficka przy zadanych warunkach początkowych i brzegowych. Stwierdzono wysoki współczynnik jego dopasowania z wynikami uzyskanymi empirycznie. Suszenie lawendyny zachodziło w okresie malejącej szybkości suszenia w każdych, założonych warunkach suszenia. Największą ilość olejków eterycznych odnotowano w kwiatach lawendyny suszonych w okresowo zmiennych warunkach procesowych z początkową temperaturą 40°C, a następnie obniżeniem jej do 35°C i tylko cyklicznym dostarczaniu ciepła w odstępach 45 minutowych.

Słowa kluczowe

EN

lavandin; drying kinetics; essential oils

PL

lawendyna; kinetyka suszenia; olejek eteryczny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, nr 4
• Strony: 147--150
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sadowska U.

• Instytut Eksploatacji Maszyn, Ergonomii i Procesów Produkcyjnych, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116 B, 30-149 Kraków

autor

Łapczyńska-Kordon B.

• Katedra Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116 B, 30-149 Kraków

autor

Żabiński A.

• Instytut Eksploatacji Maszyn, Ergonomii i Procesów Produkcyjnych, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116 B, 30-149 Kraków

Bibliografia

• [1] Lis-Balchin M.T.: Handbook of Herbs and Spices (Second Edition) Volume 2. A volume in Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition, 2012, 329- 347.
• [2] Renaud E. N. C., Charles D.J., Simon J. E.: Essential Oil Quantity and Composition from 10 Cultivars of Organically Grown Lavender and Lavandin. Journal of Essential Oil Research, 2001, Volume 13, Issue 4, 269-273.
• [3] Besombes C., Berka-Zougali B, Allaf K.: Instant controlled pressure drop extraction of lavandin essential oils: Fundamentals and experimental studiem. Journal of Chromatography A, 2010, 1217 (44), 6807-6815.
• [4] Bombarda I., Dupuy N., Da J.-P. Le Van, Gaydou E.M.: Comparative chemometric analyses of geographic origins and compositions of lavandin var. Grosso essential oils by mid infrared spectroscopy and gas chromatography. Analytica Chimica Acta., 2008, Volume 613, Issue 1, 31-39.
• [5] Sarker LS, Galata M, Demissie ZA, Mahmoud SS.: Molecular cloning and functional characterization of borneol dehydrogenase from the glandular trichomes ofLavandula x intermedia. Arch Biochem Biophys.; 2012, 528(2), 163-70.
• [6] Varona S., Kareth S., Martín Á., Cocero M. J.: Formulation of lavandin essential oil with biopolymers by PGSS for application as biocide in ecological agriculture. The Journal of Supercritical Fluids. Special Issue - Supercritical Fluid Processing of Biopolymers and Biomaterials, 2010, Volume 54, Issue 3, 369-377.
• [7] Varona S., S. Rodríguez Rojo, Martín Á., Cocero M. J., Ser-ra A. T., Crespo T., Duarte C. MM.: Antimicrobial activity of lavandin essential oil formulations against three pathogenic food-borne bacteria. Industrial Crops and Products, 2013, Volume 42, 243-250.
• [8] Sadowska U.: The influence of the lavender and lavendine drying method on the plant material quality . Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2012, Vol. 57(4), 83-85.
• [9] Hsu CL., Chen W., Weng Y-M, Tseng CY.: Chemical composition, physical properties, and antioxidant activities of yam flours as affected by different drying methods. Food Chemistry, 2003, 83(1), 85-92.
• [10] Gunasekaran, S.: Pulsed microwave-vacuum drying of food materials. Drying Technology, 1999, 17(3), 395-412.
• [11] Wiktor, A.; Łuczywek, K.; Witrowa-Rajchert, D.: Modelowanie matematyczne kinetyki suszenia mikrofalowokonwekcyjnego liści bazylii. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 2012, 570, 127-141.
• [12] Śledź M., Nowacka M.; Wiktor, A.; Witrowa-Rajchert D.: Selected chemical and physico-chemical properties of microwave-convective dried herbs. 2013. Food and Bioproducts Processing, Vol. 91(4), 421-428.
• [13] Rudy S., Krzykowski A., Piędzia S.: Analiza wpływu sposobu suszenia na zawartość olejków eterycznych w suszu liści pietruszki. Inżynieria Rolnicza, 2011, 1(126), 237-243.
• [14] Antal T., Figiel A., Kerekes B., Sikolya L.: Effect of Drying Methods on the Quality of the Essential Oil of Spearmint Leaves (Mentha spicata L.). Drying Technology, 2011, Vol. 29 (15), 1836-1844.
• [15] Karwowska, K., Przybył J.: Suszarnictwo i przetwórstwo ziół, 2005, Wydawnictwo SGGW, ISBN 83-7244-621-0.
• [16] Chua K.J., Mujumdar A.S., Chou S.K.: Intermittent drying of bio-products—on overview. Bioresource Tchnol. 2003, 90, 285-295.
• [17] PN-R-04013:1988 Analiza chemiczno-rolnicza roślin - Oznaczanie powietrznie suchej i suchej masy.
• [18] PN-84/R-87010 - Surowce zielarskie. Kory suszone. Oznaczanie straty na masie po suszeniu.
• [19] Pan, Y.K., Wu, H., Li, Z.Y., Mujumdar, A.S., Kudra, T.: Effect of a tempering period on drying of carrot in a vibrofluidized bed. Drying Technology, 1997, 15 (6-8), 20372043.
• [20] Pan, Y.K., Zhao, L.J., Dong, Z.X., Mujumdar, A.S., Kudra, T.: Intermittent drying of carrot in a vibrated fluid bed: effect on product quality. Drying Technology, 1999, 17 (10), 23232340.
• [21] Bon, J., Kudra, T.: Enthalpy-driven optimization of intermittent drying. Drying Technology, 2007, 25 (1-2), 523-532.
• [22] Shei, H.J., Chen, Y.L.: Computer simulation on intermittent drying of rough rice. Drying Technology, 2002, 20(3), 615636.
• [23] Prusinowska R., Śmigielski K.: Losses of Essential oils and Antioxidants During the Drying of Herbs and Spices. A Review. Nauki Inżynierskie i Technologie, 2015, 2(17), 5162

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.