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

Abstract

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.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