مدل‌سازی فرآیند پَنینگ در تولید دراژه قندی فندق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا

2 گروه صنایع غذایی دانشگاه ارومیه

3 هیات علمی دانشگاه یلدز تکنیک استانبول

چکیده

برای پیش‌بینی کریستالیزاسیون و لایه‌گذاری شربت ساکاروز روی هسته مرکزی (فندق) طی فرایند پَنینگ سخت نرخ رشد دراژه ارزیابی شد. سه محلول قندی با غلظت‌های 80، 85 و 87 (%w/w) تهیه گردید. محلول‌های ساکاروز در دمای °C 100 وارد دیگ چرخان شد و برای تثبیت دمای فرآیند پنینگ از یک شعله بیرونی استفاده شد تا این دما در °C 70±2 حفظ شود. با دمیدن مداوم هوا با دمای °C 30±1 رطوبت محیط داخلی دیگ حذف گردید. رشد دراژه‌ها در بریکس‌های مختلف محلول به-صورت تجربی تعیین شد. نرخ رشد کریستال از طریق سینتیک تبلور بر اساس اشباع، دما و غلظت محلول 03/0±125، 02/0±122 و 02/0±127 min/µm پیش‌بینی گردید. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی دراژه‌ها (فعالیت آبی، وزن و رطوبت لایه روکش و مغزی، ضخامت لایه روکش، میزان قند کل و قند احیا، نرخ رشد دراژه، ضریب نفوذ متقابل، کسر جرمی کریستال، دمای انتقال شیشه‌ای دراژه و محلول) مورد مطالعه قرار گرفت. میزان فعالیت آبی در انواع دراژه تولیدی کمتر از 56/0 بود. با افزایش بریکس محلول ساکاروز کاهشی در درصد قند کل از 42/89 به 71/85 % و افزایشی در غلظت قند اینورت از 08/0 به 15/0 % در لایه روکش دراژه حاصل شد. روند نزولی در ضریب نفوذ متقابل سیستم از m2/s 9- 10× 11/2 به 9- 10× 94/1 با افزایش غلظت ساکاروز مشاهده گردید. افزایش غلظت اولیه شربت قندی، تاثیر معناداری در نرخ رشد کریستال نشان نداد. با کاهش قند کل بر حسب ساکاروز در دراژه، فاکتور کسر جرمی کریستال از 1/25 به 3/20 کاهش یافت. دمای انتقال شیشه‌ای برای دراژه °C27/31 بود و برای محلول ساکاروز- آب استفاده شده در این مطالعه °C51 پیش‌بینی شد. پیش‌بینی‌های مدل با نتایج تجربی مطابقت نشان داد. تغییرات این ویژگی‌ها در شرایط فرآیند مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

چکیده تصویری

مدل‌سازی فرآیند پَنینگ در تولید دراژه قندی فندق

تازه های تحقیق

  • از مدل­سازی ریاضی رشد دراژه برای پیش­بینی کریستالیزاسیون طی فرایند پَنینگ سخت می­توان بهره برد.
  • پیش‌بینی خواص کیفی محصولات قنادی با استفاده از مدل­سازی با هزینه کم­تر و سریع­تر انجام می‌شود.
  • کنترل تبلور قندها در محصولات قنادی، از لحاظ ایجاد شکل ظاهری مناسب، بافت و انبارمانی یک عامل بحرانی است.
  • مدل­سازی ریاضی فرایند، منجر به ایجاد دیدگاه­های نوین در مورد تکنولوژی­های جدید و براورد عملکرد سیستم­های پیچیده خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling of the panning process in the production of hazelnut dragees

نویسندگان [English]

  • nelma aghazadeh 1
  • Mohsen Esmaiili 2
  • Mustafa Tahsin Yilmaz 3
1 Ph.D. student of Urmia university
2 Food Science and Technology Department, Urmia University, Urmia- iran
3 yildiz teknik universitesi
چکیده [English]

To predict the crystallization and layering of sucrose syrup on the central core (hazelnut) during the hard panning process, the growth rate of dragees was evaluated. Three sugar solutions were prepared with concentrations of 80, 85, and 87 (w/w%). Sucrose solutions were poured into a rotating pan at 100 ° C and an external flame was used to maintain the temperature of the panning process at 70±2 °C. By blowing air at 30±1°C, the internal humidity of the pan was removed. The growth rate of dragees in different soluble solids was determined experimentally. The crystal growth rate through crystallization kinetics based on saturation state, temperature, and solution concentration 125±0.03, 122±0.02, 127±0.02 µm/min predicted. The modeling results were consistent with the theoretical and experimental results. Physical and chemical properties of dragees including aw, weight, and moisture content, the thickness of coating layer, total sugar and invert sugar, growth rate, mutual diffusion coefficient, CMF, and glass transition temperature of dragee and solution, were studied. The amount of aw in all dragees was less than 0.56. By increasing the Brix of the solution, a decrease in the percentage of total sugar from 89.42 to 85.71% and an increase in invert sugar from 0.08 to 0.15% in the coating layer of dragees obtained. A decreasing trend was observed in the mutual diffusion coefficient from 2.11×10-9 to 1.94×10-9 m2/s with increasing sucrose concentration. Increasing the initial concentration of syrup did not show a significant effect on crystal growth rate. With the reduction of total sugar based on sucrose in dragees, the CMF factor decreased from 25.1 to 20.3. The glass transition temperature of dragee was 31.27°C, and the sucrose-water solution used in this study predicted 51°C. The predicted data were consistent with the experimental ones. Changes on those properties in process conditions have been discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hard Panning
  • Sugar Crystallization
  • Modeling
  • Dragee

مراجع

[1] Normamatovich, F.P., Shovaliev, I.Kh., Bulyayev, Z.K., khnazarovich, M.G., Malikov, Z.M. (2021). Rational for the application of the HACCP system in the production of functional food products. Eur. J. Mol. Clin. Med., 8(3), 1535-1539.
[2] Shastry, A.V., & Hartel, R.W. (1996). Crystallization during drying of thin sucrose films. J. Food Eng. 30(1-2), 75-94.
[3] Lees, R., & Jackson, E.B. (1973). Other Confectionery Types. In Sugar Confectionery and Chocolate Manufacture (pp. 324-339). Springer, Boston, MA.
[4] McGill, J., & Hartel, R.W. (2020). Water Relations in Confections. Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications, 483-500.
[5] Fellows, P.J. (2009). Food processing technology: principles and practice. Elsevier.
[6] Edwards, W.P. (2018). The science of sugar confectionery. R. Soc. Chem.
[7] Aebi, M. (2017). Chocolate panning. Beckett's Industrial Chocolate Manufacture and Use, 431-449.
[8] Flanyak, J. (1998). Panning technology: an overview. The MC., 65-74.
[9] Huzinec, B. (2010). Sugarless panning. The MC., 90(6), 41-50.
[10] Hartel, R.W. (2001). Crystallization in foods. Aspen Publishers.
[11] Ben-Yoseph, E., & Hartel, R.W. (2006). Computer simulation of sugar crystallization in confectionery products. IFSET., 7(3), 225-232.
[12] Hartel, R.W., Ergun, R., & Vogel, S. (2011). Phase/state transitions of confectionery sweeteners: Thermodynamic and kinetic aspects. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 10(1), 17-32.
[13] Ben-Yoseph, E., Hartel, R.W., & Howling, D. (2000). Three-dimensional model of phase transition of thin sucrose films during drying. J. Food Eng., 44(1), 13-22.
[14] Shastry, A.V., & Hartel, R.W. (1996). Crystallization and drying in thin sucrose films during panning. J. food sci., 61(5), 978-981.
[15] Pandey, P., Katakdaunde, M., & Turton, R. (2006). Modeling weight variability in a pan coating process using Monte Carlo simulations. AAPS PharmSciTech., 7(4), E2-E11.
[16] Howell, T.A., Ben-Yoseph, E., Rao, C., & Hartel, R.W. (2002). Sucrose crystallization kinetics in thin films at elevated temperatures and supersaturations. Cryst. Growth Des, 2(1), 67-72.
[17] Horwitz, W. (1975). Official methods of analysis, Vol. 222. J. Assoc Off Anal Chem.
[18] Roos, Y., & Karel, M. (1991). Applying state diagrams to food processing and development. Food Tech., 45(12), 66-68.
[19] Zhmyria, L.P. (1972). Concentration and temperature ratios of coefficients of mutual diffusion. Izv Vyssh Ucheb Zaved Pishch Tekhnol., 2, 125-128.
[20] Perry, R.H., Chilton, C.H., & Kirkpatrick, S.D. (1973). Chemical Engineers Handbook. Section 3. McGraw Hill. New York, 1, 973.
[21] Toledo, R.T., Singh, R.K., & Kong, F. (2007). Fundamentals of food process engineering (Vol. 297). New York: Springer.
[22] Norrish, R.S. (1966). An equation for the activity coefficients and equilibrium relative humidities of water in confectionery syrups. Int. J. Food Sci. Technol., 1(1), 25-39.
[23] Wey, J.S. (1981). Basic crystallization processes in silver halide precipitation. Preparation and Properties of Solid-State Materials, 6, 67-117.
[24] Mathlouthi, M., & Reiser, P. (Eds.). (1995). Sucrose: properties and applications. Springer Sci.
[25] Pancoast, H.M., & Junk, W.R. (1980). Handbook of Sugars, AVI Pub. Co., Westport, CT, 46.
[26] Ergun, R., Lietha, R., & Hartel, R.W. (2010). Moisture and shelf life in sugar confections. Crit Rev Food Sci Nut., 50(2), 162-192.
[27] Ergun, R., & Hartel, R.W. (2009). Phase transitions in confections: the graining factor approach. MC, 89(10), 51-55.
[28] Plotnikova, I.V., Zharkova, I.M., Magomedov, G.O., Magomedov, M.G., Khvostov, A.A., & Miroshnichenko, E.N. (2021). Forecasting and quality control of confectionery products with the use of “water activity” indicator. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 640, No. 6, p. 062003). IOP Publishing.
[29] Adams, M.R., & Moss, M.O. (2008). Food microbiology. R. Soc. Chem.
[30] Lekahena, V.N.J., & Boboleha, M.R. (2020). The Effects of Sucrose Substitution with Sorbitol on Physicochemical Properties and Sensory Evaluation of Seaweed Jelly Candy. In 5th International Conference on Food, Agriculture and Natural Resources (FANRes 2019) (pp. 263-267). Atlantis Press.
[31] Howell, T., & Hartel, R. (2001). Drying and crystallization of sucrose solutions in thin films at elevated temperatures., J. Food Sci, 66(7), 979-984.
 
فناوری‌های جدید در صنعت غذا
دوره 9، شماره 1
آذر 1400
صفحه 1-12

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 30 فروردین 1400
  • تاریخ بازنگری: 02 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 11 مرداد 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار