SORPCJA PARY WODNEJ NA ŁUSZCZYNACH RZEPAKU

Podobne dokumenty
WŁAŚCIWOŚCI POWIERZCHNIOWE GLEBY ZE STANOWISKA ARCHEOLOGICZNEGO NR 4 W BISKUPINIE SORPCJA PARY WODNEJ. Zofia Sokołowska 1, Leszek Babiński 2

WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE WYBRANYCH MIESZANIN PROSZKÓW SPOśYWCZYCH O SKŁADZIE BIAŁKOWO-WĘGLOWODANOWYM

ZMIANY POZORNEJ POWIERZCHNI WŁAŚCIWEJ KORZENI ŻYCICY WIELOKWIATOWEJ (LOLIUM MULTIFLORUM L.) DETERMINOWANE TOKSYCZNOŚCIĄ KADMU

Próba zastosowania metody porozymetrii rtęciowej do badania mikrostruktury łuszczyn rzepaku

WPŁYW TEMPERATURY WSTĘPNEGO SUSZENIA KORZENI ŻYTA NA POWIERZCHNIĘ WŁAŚCIWĄ WYZNACZANĄ Z METOD ADSORPCYJNYCH. Alicja Szatanik-Kloc, Dawid Wiater

MASA WŁAŚCIWA NASION ZBÓś W FUNKCJI WILGOTNOŚCI. Wstęp. Materiał i metody

Naturalna zawartość kadmu w glebach zaleŝy w duŝym stopniu od występowania tego metalu w skałach macierzystych. DuŜy wpływ czynników antropoge-

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

SORPCJA WILGOCI SORPCJA WILGOCI

ADSORPCJA BŁĘKITU METYLENOWEGO I JODU NA WYBRANYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

Zjawiska powierzchniowe

Wykład 13. Anna Ptaszek. 4 stycznia Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Fizykochemia biopolimerów - wykład 13.

WPŁYW TEMPERATURY NA WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE LIOFILIZOWANEJ MARCHWI

Acta Agrophysica, 2009, 14(3),

Próba zastosowania skrobi do ograniczenia podatności łuszczyn rzepaku na pękanie *

WPŁYW BLANSZOWANIA NA REHYDRACJĘ PIETRUSZKI KORZENIOWEJ SUSZONEJ SUBLIMACYJNIE

WPŁYW SUROWCA I SPOSOBU PROWADZENIA PROCESU NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE OTRZYMANEGO SUSZU

Laboratorium Podstaw Biofizyki

WŁAŚCIWOŚCI GEOMETRYCZNE I MASOWE RDZENI KOLB WYBRANYCH MIESZAŃCÓW KUKURYDZY. Wstęp i cel pracy

WPŁYW ph I JONÓW CYNKU NA POWIERZCHNIĘ WŁAŚCIWĄ KORZENI śyta (Secale cereale L.) WYZNACZANĄ METODĄ ADSORPCJI-DESORPCJI AZOTU

ADSORPCJA PARACETAMOLU NA WĘGLU AKTYWNYM

PORÓWNANIE WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNYCH WYBRANYCH RODZAJÓW SKROBI

WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE MĄK PRZEZNACZONYCH DO WYPIEKU CHLEBA W WARUNKACH DOMOWYCH. Millena Ruszkowska

WPŁYW TEMPERATURY NA WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE SUSZU JABŁEK. Katarzyna Kędzierska, Zbigniew Pałacha

Stanisław Skonecki, Janusz Laskowski

2 Chmiel Polski S.A., ul. Diamentowa 27, Lublin

WPŁYW ODWADNIANIA OSMOTYCZNEGO NA WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE LIOFILIZOWANYCH TRUSKAWEK

Wpływ intensywności użytkowania łąki na glebie torfowo-murszowej na wielkość strumieni CO 2 i jego bilans w warunkach doświadczenia lizymetrycznego

ANALIZA ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY CECHAMI DIELEKTRYCZNYMI A WŁAŚCIWOŚCIAMI CHEMICZNYMI MĄKI

4. WYZNACZENIE IZOTERMY ADSORPCJI METODĄ ECP

WPŁYW TEMPERATURY NA WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE SUSZU PIECZAREK

WPŁYW KSZTAŁTU POCZĄTKOWEGO CZĄSTEK NA SKURCZ SUSZARNICZY W CZASIE SUSZENIA MIKROFALOWEGO PRZY OBNIśONYM CIŚNIENIU

Dobór parametrów składowania cukru na podstawie izoterm sorpcji. mgr inż. Zbigniew Tamborski

ZALEŻNOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI WODY W KOSTKACH MARCHWI OD TEMPERATURY POWIETRZA SUSZĄCEGO

DOSKONALENIE PROCEDURY WYZNACZANIA KĄTA TARCIA WEWNĘTRZNEGO ZIARNA ZBÓŻ METODĄ TRÓJOSIOWEGO ŚCISKANIA. J. Horabik, J. Łukaszuk

WYMIANA CIEPŁA W PROCESIE TERMICZNEGO EKSPANDOWANIA NASION PROSA W STRUMIENIU GORĄCEGO POWIETRZA

Tab.92. Rzepak jary. Warunki agrotechniczne doświadczeń. Rok zbioru 2014

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA, ZAWARTOŚCI WODY I SAMOZAGRZEWANIA NA WYBRANE PARAMETRY GEOMETRYCZNE ZIARNA OWSA

Opracowała: Krystyna Bruździak SDOO Przecław. 13. Soja

OPISYWANIE IZOTERM SORPCJI WYBRANYMI RÓWNANIAMI Z WYKORZYSTANIEM PROGRAMU EXCEL

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI p-nitrofenolu METODĄ SPEKTROFOTOMETRII ABSORPCYJNEJ

WPŁYW WIELOKROTNYCH OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH NA STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA I WŁAŚCIWOŚCI REOLOGICZNE MASY ZIARNA

ElŜbieta Kusińska Katedra InŜynierii i Maszyn SpoŜywczych Akademia Rolnicza w Lublinie

Tab. 89. Rzepak jary. Warunki agrotechniczne doświadczeń. Rok zbioru 2013

WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE WYBRANYCH GATUNKÓW RYŻU. Zbigniew Pałacha, Aleksandra Sas

BADANIE CIEPLNE LAMINATÓW EPOKSYDOWO-SZKLANYCH STARZONYCH W WODZIE THERMAL RESERACH OF GLASS/EPOXY LAMINATED AGING IN WATER

ĆWICZENIE 3 REZONANS AKUSTYCZNY

PDF created with FinePrint pdffactory Pro trial version

WSTĘPNA CHARAKTERYSTYKA ROŚLIN MIESZAŃCÓW RZEPAKU JAREGO Bogusław Szot, Tadeusz Rudko

ODPORNOŚĆ NA PĘKANIE ŁUSZCZYN I OSYPYWANIE

WPŁYW ZMIAN ZAWARTOŚCI WODY NA TWARDOŚĆ ZIARNA PSZENICY PODCZAS PRZECHOWYWANIA W SILOSIE W WARUNKACH MODELOWYCH

Wpływ niektórych czynników na skład chemiczny ziarna pszenicy jarej

KINETYKA PROCESU SORPCJI WILGOCI W POROWATYCH MATERIAŁACH BUDOWLANYCH

WPŁYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA RÓWNOMIERNOŚĆ DOZOWANIA I WYSIEWU NASION PSZENICY KOŁECZKOWYM ZESPOŁEM WYSIEWAJĄCYM

13. Soja mgr inż. Aneta Ferfecka SDOO Przecław

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

METODA OKREŚLANIA CZASÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ PRÓBEK ZIARNA NA PRZYKŁADZIE PROSA Zbigniew Oszczak, Marian Panasiewicz

Dorota Matyka-Sarzyńska, Zofia Sokołowska

Inżynieria Rolnicza 5(93)/2007

pochodzenia Kod kraju Hodowla Roślin Strzelce sp. z o.o., ul. Główna 20, Strzelce 2 Augusta 2002

13. Soja. Uwagi ogólne

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ NA SIŁĘ CIĘCIA I SIŁĘ ŚCISKANIA ZIEMNIAKÓW

Zawartość składników pokarmowych w roślinach

Tab Bobik. Warunki agrotechniczne doświadczenia. Rok zbioru 2013

Tab Bobik. Warunki agrotechniczne doświadczenia. Rok zbioru 2014

OCENA MOŻLIWOŚCI WYZNACZANIA IZOTERM SORPCJI DYNAMICZNĄ METODĄ DVS NA PRZYKŁADZIE BETONU KOMÓRKOWEGO KLASY 700

Adsorpcja wybranych jonów metali ciężkich na biowęglu pochodzącym z komunalnych osadów ściekowych

BADANIA WSPÓŁCZYNNIKA TARCIA ZEWNĘTRZNEGO ZIARNA ZBÓś W FUNKCJI WILGOTNOŚCI

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

ZWIĄZKI MIĘDZY CECHAMI ELEKTRYCZNYMI A AKTYWNOŚCIĄ WODY ŚRUTY PSZENICZNEJ

Zmienność temperaturowa współczynników równania Langmuir a na przykładzie pokładów partii E Ruchu Zofiówka

WPŁYW WILGOTNOŚCI SORPCYJNEJ NA PRZEWODNOŚĆ CIEPLNĄ BETONÓW KOMÓRKOWYCH

ANALIZA MIKROFALOWEGO SUSZENIA SELERA KORZENIOWEGO W WARUNKACH OBNIśONEGO CIŚNIENIA. KINETYKA SUSZENIA I SKURCZ SUSZARNICZY

13. Soja - mgr inż. Aneta Ferfecka SDOO Przecław

Tab Rzepak jary. Warunki agrotechniczne doświadczeń. Rok zbioru 2015

WPŁYW WARUNKÓW KONDYCJONOWANIA NA ENERGOCHŁONNOŚĆ ROZDRABNIANIA ZIARNA JĘCZMIENIA I KUKURYDZY

Wyniki doświadczeń odmianowych GRYKA 2016, 2017, 2018

WPŁYW WIELOKROTNYCH OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH NA STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA I WŁAŚCIWOŚCI REOLOGICZNE MASY NASION ROŚLIN OLEISTYCH

FORECASTING THE DISTRIBUTION OF AMOUNT OF UNEMPLOYED BY THE REGIONS

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

ZALEśNOŚĆ WILGOTNOŚCI RÓWNOWAGOWEJ NASION OD TEMPERATURY

BŁĘDY OKREŚLANIA MASY KOŃCOWEJ W ZAKŁADACH SUSZARNICZYCH WYKORZYSTUJĄC METODY LABORATORYJNE

Produkty Chemiczne Część węglowa

Metody poprawy jakości nasion buraka cukrowego

MATEMATYCZNY MODEL PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW PRACY PNEUMATYCZNEGO SEPARATORA KASKADOWEGO

GLOBALNE OCIEPLENIE A EFEKTYWNOŚĆ OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH. Agnieszka Ziernicka

GROCH SIEWNY WYNIKI DOŚWIADCZEŃ

WPŁYW WIELKOŚCI CZĄSTEK ROZDROBNIONEJ PSZENICY NA PARAMETRY PROCESU ZAGĘSZCZANIA

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI WYTRZYMAŁOŚCIOWE NASION RZEPAKU

Streszczenie. Słowa kluczowe: towary paczkowane, statystyczna analiza procesu SPC

Sorpcja wody przez produkty żywnościowe (cz. II)

KINETYKA ADSORPCJI PARY WODNEJ PRZEZ AGLOMERATY WYBRANYCH MIESZANIN PROSZKÓW SPOśYWCZYCH

Łubin wąskolistny. Uwagi ogólne. Wyniki doświadczeń

Warszawa, Prof. dr hab. inż. Zygfryd Witkiewicz Instytut Chemii WAT

METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII

Termodynamika fazy powierzchniowej Zjawisko sorpcji Adsorpcja fizyczna: izoterma Langmuira oraz BET Zjawiska przylegania

Transkrypt:

Acta Agrophysica, 2006, 8(4), 995004 SORPCJA PARY WODNEJ NA ŁUSZCZYNACH RZEPAKU Zofia Sokołowska, Tadeusz Rudko, Piotr Bańka 1, Mieczysław Hajnos Instytut Agrofizyki im. Bohdana Dobrzańskiego PAN, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin e-mail: zosia@maja.ipan.lublin.pl S t r e s z c z e n i e. Badano sorpcję pary wodnej na łuszczynach rzepaku jarego odmiany Star o róŝnej podatności na pękanie. Wyniki sorpcji pary wodnej przedstawiono w postaci izoterm sorpcji i desorpcji oraz opisano równaniem izotermy adsorpcji BET. Otrzymane izotermy moŝna zaliczyć do typu II według klasyfikacji BET. Na obu typach łuszczyn ilość zasorbowanej pary wodnej była podobna i tylko nieznacznie większa na łuszczynach podatnych na pękanie. Podobna, lecz mniej wyraźna, zaleŝność występuje dla izoterm desorpcji. Na podstawie danych sorpcji obliczono powierzchnię właściwą, zgodnie z polską normą PN-Z9010. Średnia powierzchnia właściwa badanych łuszczyn rzepaku obliczona z izoterm sorpcji wynosiła ok. 260 m 2 g, a wyliczana z izoterm desorpcji ok. 290 m 2 g. Generalnie, łuszczyny podatne na pękanie charakteryzowały się większą sorpcją pary wodnej, pętlą histerezy i powierzchnią właściwą. S ł o wa kluczowe: łuszczyny rzepaku, sorpcja pary wodnej, powierzchnia właściwa WSTĘP Z gospodarczego punktu widzenia pękanie łuszczyn i osypywanie nasion rzepaku jest zjawiskiem niekorzystnym, powodującym straty plonu nasion od 8 do 12% [8], a w przypadku wystąpienia w okresie dojrzewania rzepaku burz, przemiennych opadów i nasłonecznienia straty przekraczają 20%. Cecha ta jest uwarunkowana genetycznie, a takŝe wpływ na nią mają czynniki środowiskowe [5,24]. Podatność na pękanie zaleŝy od odmiany, stopnia dojrzałości i aktualnej wilgotności łuszczyn oraz od warunków uprawowych (nawoŝenia, zagęszczenia roślin) i stopnia poraŝenia przez choroby [19]. 1 Stypendysta projektu Nr Z/2.06/II0105 współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego (ES) w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju Regionalnego oraz budŝetu państwa.

996 Z. SOKOŁOWSKA i in. Higroskopijność materiałów biologicznych jest podstawową cechą mającą znaczenie we wszystkich ogniwach postępowania z nimi. Materiały organiczne mogą wchłaniać wodę, co ma decydujący wpływ na ich właściwości. WraŜliwość tych produktów na wodę i zdolność jej sorpcji mogą być określane na podstawie izoterm sorpcji wody [9,10,11,23]. Powierzchnia właściwa jest jednym z waŝniejszych parametrów, charakteryzujących zdolności adsorbentów do adsorpcji gazów, par oraz jonów. Definiuje się ją jako powierzchnię przypadającą na jednostkę masy i zazwyczaj wyraŝa się w m 2 g. Najczęściej parametr ten wyznacza się z danych adsorpcji róŝnych gazów, a obliczenia przeprowadza się w oparciu o załoŝenia teorii Brunauer a-emmet a-teller a (BET). Celem pracy było zbadanie sorpcji pary wodnej na łuszczynach rzepaku o róŝnej podatności na pękanie oraz obliczenie powierzchni właściwej łuszczyn. MATERIAŁ I METODA Materiał badawczy stanowiły, losowo wybrane, łuszczyny rzepaku jarego odmiany Star, pobrane z roślin w okresie pełnej dojrzałości. Przed poddaniem łuszczyn badaniom sorpcyjnym, przeprowadzono ocenę ich podatności na pękanie w teście zginania, wyodrębniając dwie grupy łuszczyn łatwo i trudno pękających [14]. Pomiary adsorpcji-desorpcji pary wodnej wykonywano w warunkach statycznych, w temperaturze 20 o C (378 K). Łuszczyny zostały pocięte na poprzeczne odcinki o długości około 0,5 cm. Próbki wstępnie osuszano nad stęŝonym kwasem siarkowym (d = 1,83). Próbkę waŝono kilkakrotnie, co 24 godz., aŝ do osiągnięcia stałej wagi, a następnie wykonywano pomiary adsorpcyjne. Próbki umieszczono w naczyńkach wagowych i pozostawiano w komorze próŝniowej nad roztworami kwasu siarkowego o róŝnej gęstości. Równowagowa pręŝność pary wodnej w komorze (p/p 0 ) była związana z gęstością roztworów kwasu siarkowego. Próbki waŝono po ustaleniu się równowagi tj. po 48 godzinach. Ilość zasorbowanej pary wodnej obliczano jako róŝnicę wagi próbki z zasorbowaną parą wodną i próbki suszonej w temperaturze 105 o C. Wszystkie pomiary wykonywano w temperaturze 20 o C w trzech powtórzeniach. Powierzchnię właściwą wyznaczano z izoterm adsorpcji-desorpcji pary wodnej, z liniowej postaci równania BET [6,12,16] w zakresie ciśnień względnych 0<p p 0 >0,35: x 1 ( CBET 1) = + x (1) N(1 x) C N C N BET m W równaniu x = p p 0 jest względną pręŝnością pary wodnej, N jest ilością zaadsorbowanej pary lub gazu, N m jest to tzw. pojemność monowarstwy, a C BET jest stałą równania (stała BET). BET m

SORPCJA PARY WODNEJ NA ŁUSZCZYNACH RZEPAKU 997 Pierwszym etapem w tej metodzie jest obliczenie pojemności monowarstwy (N m ) z liniowej formy równania BET w zakresie względnej pręŝności pary wodnej 0<p p 0 >0,35. Następnym krokiem jest obliczenie powierzchni właściwej z zaleŝności: S = N m M A ω, (2) gdzie: M jest cięŝarem molowy gazu lub pary (gram mol ), A jest liczbą Avogadro (6,02 10 23 cząsteczek w jednym molu), ω jest polem powierzchni zajmowanym przez jedną cząsteczkę gazu lub pary (m 2 na cząsteczkę). Obliczenia przeprowadzono przyjmując 10,8 10-20 m 2 jako powierzchnię zajmowaną przez jedną molekułę wody. Sposób wykonania pomiarów sorpcji pary wodnej oraz wyznaczania powierzchni właściwej jest zgodny z polską normą PN-Z9010 [1997], obowiązującą przy wyznaczaniu powierzchni właściwej gleb. WYNIKI I DYSKUSJA Otrzymane wyniki sorpcji pary wodnej na łuszczynach rzepaku przedstawiono w postaci izoterm sorpcji i desorpcji. Na rysunku 1 przedstawiono przykładowe izotermy sorpcji (szare symbole) i desorpcji (białe symbole) pary wodnej na łuszczynach rzepaku o róŝnej podatności na pękanie. Na obu typach łuszczyn rzepaku ilość zasorbowanej pary wodnej jest podobna i tylko nieznacznie większa na łuszczynach podatnych na pękanie (próbki nr 5). Podobna, lecz mniej wyraźna, zaleŝność występuje dla izoterm desorpcji. Maksymalna ilość zasorbowanej pary wodnej, przy p p 0 = 0,98, wynosiła ok. 630 mg g dla łuszczyn podatnych na pękanie i ok. 500 mg g dla łuszczyn trudno pękających. Jak wynika z rysunku 1 otrzymane izotermy moŝna zaliczyć do typu II według klasyfikacji BET. Zgodnie z teorią BET izotermy adsorpcji fizycznej typu II charakteryzują się kształtem zbliŝonym do litery S i dodatnią wartością stałej C BET, wynoszącą od 3-4 do kilkuset [6,12]. Dla obu rodzajów badanych łuszczyn stwierdzono obecność pętli histerezy na izotermie. Pętla ta jest większa dla próbek nr 5 tj. łuszczyn łatwo pękających. Najczęściej występowanie histerezy wyjaśniane jest w oparciu o zjawiska kondensacji kapilarnej w mikroporach. Dla materiałów organicznych typu torfów, murszy, korzeni roślin czy produktów spoŝywczych, drugim czynnikiem odpowiedzialnym za występowanie histerezy jest pochłanianie objętościowe wody oraz pęcznienie [2,7,18,22]. Wydaje się, Ŝe w przypadku łuszczyn rzepaku najprawdopodobniej, oba te czynniki decydują o występowaniu pętli histerezy. Jak wynika z badań porozymetrycznych Rudki i współ. [15], łuszczyny rzepaku cha-

998 Z. SOKOŁOWSKA i in. rakteryzują się wyraźnie róŝną mikrostrukturą. Łuszczyny bardziej podatne na pękanie cechuje wyŝsza zawartość mikroporów w porównaniu do łuszczyn trudno pękających. Generalnie, łuszczyny podatne na pękanie charakteryzują się większą sorpcją pary wodnej (rys. 1), większą pętlą histerezy (rys. 2) oraz wyŝszą zawartością mikroporów [15]. 600 500 ads5g ads10a des5g des10a N, mg g 400 300 200 100 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 p p 0 Rys. 1. Izotermy sorpcji pary wodnej i pętle histerezy na łuszczynach rzepaku trudno (10a) i łatwo pękających (5 g). Objaśnienia: p p 0 względna pręŝność pary wodnej, N ilość zasorbowanej pary wodnej, symbole: szare adsorpcja (ads), białe desorpcja (des) Fig. 1. Sorption isotherms and hysteresis loops of water vapour sorption on more resistant (10a) and easily breakable (5 g ) rape pods. Abbreviations: p p 0 relative water pressure, N amount of sorbed water vapour, grey symbols (ads) adsorption, white symbols (des) desorption Rysunek 2 przedstawia przykładowe, izotermy sorpcji pary wodnej oraz ich liniową postać, tzw. BET slope dla próbek nr 10c i 5c. W tabeli 1 zamieszczono parametry równania BET oraz obliczone wielkości powierzchni właściwej z kolejnych powtórzeń pomiarów sorpcyjnych. Powtarzalność wyników jest wysoka. Doświadczalne dane sorpcyjne są dobrze opisywane przez równanie BET w przedziale względnej pręŝności pary wodnej 0<p p 0 >0,35. Świadczą o tym wysokie współczynniki korelacji dopasowania danych doświadczalnych do izotermy (tab. 1). Dodatnia wartość stałej C BET takŝe świadczy o poprawności wykonania pomiarów i obliczeń.

SORPCJA PARY WODNEJ NA ŁUSZCZYNACH RZEPAKU 999 10c 5c B 0,006 0,005 pp 0 /N(1-pp0 ) 0,004 0,003 0,002 0,001 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 pp 0 10c 5c A 600 500 400 N, mg g 300 200 100 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Rys. 2. Izotermy sorpcji pary wodnej na trudno (10c) i łatwo (5c) pękających łuszczynach rzepaku. Objaśnienia: A izoterma sorpcji, B liniowa forma izotermy BET Fig. 2. Water vapour sorption isotherms on more resistant (10c) and easily breakable (5c) rape pods. Abbreviations: A sorption isotherm, B BET slope pp 0

1000 Z. SOKOŁOWSKA i in. Tabela 1. Parametry równania BET w przedziale 0<p p 0 >0,35 oraz powierzchnia właściwa łuszczyn rzepaku trudno (próbki nr 10) i łatwo (próbki nr 5) pękających Table 1. Parameters of the BET equation for its lineal range of 0<p p 0 >0,35 and specific surface area of more resistant (samples No. 10) and easily breakable (samples No. 5) rape pods Nr próbki Sample number N m mg g C BET R 2 S(H 2 O) m 2 g izoterma sorpcji sorption isotherm 10a 74,1 135,8 0,999 267,6 10c 72,6 153,4 0,999 262,5 10e 69,9 155,2 0,999 252,6 10g 55,1 56,3 0,997 199,0 5a 83,0 198,5 0,999 300,1 5c 78,7 327,5 0,998 284,5 5g 91,2 313,1 0,998 329,5 5k 55,2 66,7 0,998 229,5 5m 65,8 157,3 0,999 237,7 5r 60,1 82,1 0,998 217,2 izoterma desorpcji desorption isotherm 10a 86,2 91,5 0,998 301,5 10c 81,7 97,8 0,998 295,9 10e 78,4 52,9 0,994 283,2 10g 72,7 49,1 0,996 262,6 5a 92,7 159,0 0,998 335,2 5c 97,2 157,7 0,997 351,1 5g 99,8 150,1 0,997 360,5 5k 71,3 71,6 0,995 257,6 5m 71,4 55,1 0,995 258,2 5r 69,6 55,2 0,995 241,4 Objaśnienia: 10a, 10c, 10e, 10g powtórzenia pomiarów sorpcji dla próbek łuszczyn trudno pękających; 5a, 5c, 5g, 5k, 5m, 5r powtórzenia dla próbek łuszczyn łatwo pękających; N m, C BET patrz równanie BET: R 2 współczynnik korelacji liniowej. Explanations: 10a, 10c, 10e, 10g replication of sorption measurements for more resistant pods; 5a, 5c, 5g, 5k, 5m, 5r easily breakable pods; N m, C BET see BET equation; R 2 correlation coefficient.

SORPCJA PARY WODNEJ NA ŁUSZCZYNACH RZEPAKU 1001 Średnia powierzchnia właściwa badanych łuszczyn rzepaku obliczona z izoterm sorpcji wynosi ok. 260 m 2 g, a obliczona z izoterm desorpcji ok. 290 m 2 g. Powierzchnia właściwa łuszczyn łatwo pękających (próbka nr 5) wynosi średnio 260-300 m 2 g i jest niewiele wyŝsza od powierzchni właściwej łuszczyn trudno podatnych na pękanie (próbka nr 10). Łuszczyny trudno podatne na pękanie (próbki nr 10) charakteryzują się średnią powierzchnią właściwą wynoszącą ok. 250-290 m 2 g. Wyniki średniej powierzchni właściwej oraz empiryczne i standardowe odchylenie wyników zamieszczono w tabeli 2. Tabela 2. Wartości średnie (S aver. ), empiryczne (δ exp. ) i standardowe (δ) odchylenie dla wyników powierzchni właściwej łuszczyn rzepaku Table 2. Average value (S aver. ), empirical (δ exp. ) and standard (δ) deviation of specific surface area of rape pods Próbka Sample S aver (m 2 g ) Sorpcja Sorption wszystkie próbki all samples 258,0 39,6 37,5 próbki nr 10 samples No. 10 245,4 31,6 27,3 próbki nr 5 samples No. 5 266,4 44,8 40,9 Desorpcja Desorption wszystkie próbki all samples 294,8 42,1 39,9 próbki nr 10 samples No. 10 285,8 17,3 14,9 próbki nr 5 samples No. 5 300,7 53,8 49,1 δ exp. δ Otrzymane wyniki są zgodne z wynikami otrzymanymi dla innych materiałów organicznych. I tak np. powierzchnia właściwa celulozy jest w granicach 195-250 m 2 g [4], a korzeni pszenicy odmiany Omega wynosi od 334 do 390 m 2 g [21]. Natomiast obliczona przez nas, na podstawie danych sorpcji pary wodnej z pracy Ayranci i Duman [1], powierzchnia właściwa nasion fasolnika chińskiego naturalnych i w postaci sproszkowanej wynosiła odpowiednio 153,9 m 2 g i 154,2 m 2 g. Powierzchnia właściwa materiałów organicznych lub pochodzenia roślinnego np. torfów, murszy czy kwasów humusowych [168], obliczona z danych adsorpcji pary wodnej jest zazwyczaj duŝa, zdecydowanie większa niŝ dla sorbentów mineralnych [20]. Generalnie, w porównaniu do adsorbentów nieorganicznych wyznaczanie powierzchni właściwej materiałów organicznych jest bardziej skomplikowane. Wynika to z silnego powinowactwa polarnych adsorbatów do takich materiałów. W przypadku gleb organicznych naleŝałoby mówić o sorpcji, a nie o adsorpcji fizycznej pary wodnej. Pochłanianie objętościowe (absorpcja) pary wodnej jest

1002 Z. SOKOŁOWSKA i in. jednym z czynników wpływających na zawyŝanie wielkości powierzchni gleb organicznych, wyznaczanych na podstawie danych adsorpcyjnych. Dlatego teŝ wielkości powierzchni właściwej wyznaczonej z izotermy desorpcji pary wodnej są zdecydowanie wyŝsze, niŝ wyznaczonej z części adsorpcyjnej izotermy. TakŜe wstępne przygotowanie tych materiałów (suszenie w suszarce) prowadzi do praktycznie nieodwracalnych zmian w strukturze i charakterze powierzchni (hydrofobizacja) i jest drugim źródłem ewentualnych błędów. Sokołowska i in. [17]. Dlatego teŝ Chiou i in. [3] zaproponowali, w przypadku substancji organicznych, termin apparent surface area dla powierzchni, wyznaczonych adsorbatami polarnymi. WNIOSKI 1. Powierzchnia łuszczyn rzepaku charakteryzowała się wysokim powinowactwem do pary wodnej. Maksymalna ilość zasorbowanej pary wodnej, przy p p 0 = 0,98, wynosiła około 630 mg g dla łuszczyn podatnych na pękanie i około 500 mg g dla łuszczyn trudno pękających. 2. Dla obu typów łuszczyn rzepaku izotermy sorpcji-desorpcji pary wodnej przebiegały podobnie, a ilości zasorbowanej pary wodnej były tylko nieznacznie większe na łuszczynach podatnych na pękanie. 3. Doświadczalne dane sorpcyjne dobrze opisywało równanie BET w przedziale względnej pręŝności pary wodnej 0<p p 0 >0,35. Świadczą o tym wysokie współczynniki korelacji dopasowania danych doświadczalnych do izotermy BET. 4. Powierzchnia właściwa łuszczyn łatwo pękających wynosiła średnio około 260-300 m 2 g i była niewiele wyŝsza od powierzchni właściwej łuszczyn trudno podatnych na pękanie. Łuszczyny trudno podatne na pękanie charakteryzowały się średnią powierzchnią właściwą wynoszącą ok. 250-290 m 2 g. 5. Generalnie, łuszczyny podatne na pękanie cechowała większa sorpcja pary wodnej, pętla histerezy i powierzchnia. PIŚMIENNICTWO 1. Ayranci E., Duman O.: Moisture sorption isotherms of cowpea (Vigina unguiculata L. Walp) and its protein isolate at 10, 20 and 30 o C. J. Food Eng., 70, 83-91, 2005. 2. Boki K., Ohno S.: Moisture sorption hysteresis in kudzu starch and sweet potato starch. J. Food Sci., 56, 12527, 1991. 3. Chiou C.T., J-F Lee, Boyd S.A.: The surface area of soil organic matter. Envron. Sci. Technol., 24, 1164166, 1990. 4. Chirkowa J., Andersons B., Andersone I.: Determination of standard isotherms of sorption of some vapors with cellulose. J. Coll. Inter. Sci., 176, 284-289, 2004. 5. Garlicka W.: Wstępne badania nad anatomią pękających i trudno pękających łuszczyn rzepaku. Hodowla Roślin Aklimatyzacja i Nasiennictwo, 5, 233-256, 1967. 6. Gregg S.J., Sing K.S.W.: Adsorption, surface area and porosity. Acad. Press. 1-356, 1978.

SORPCJA PARY WODNEJ NA ŁUSZCZYNACH RZEPAKU 1003 7. Jamroz J. Sokołowska Z., Hajnos M.: Moisture sorption hysteresis in potarto starch extrudates. Int. Agrophysics, 13, 451-455, 1999. 8. Kadkol G., Macmillan R., Burrow R., Halloran G.: Evaluation of Brassica genotypes for resistance to shatter. I. Development of a laboratory test. Euphytica, 33, 63-73, 1984. 9. Kamiński W., Kudara T.: Material-moisture equilibrium for foods and biomaterials. W: Developments in drying. Eds. Arun S.Mujundar, Sirikalaya Suvachittanont, Kasetsart Univ. Press Bangkok, Thailand, Vol.II, 37-70, 2000. 10. Labuza T.: Sorption phenomena in foods. Food Technol., 22, 263-272, 1968. 11. Lewicki P.P.: Water sorption isotherms and their estimation in food model mechanical mixtures. J. Food Eng., 32, 47-68, 1997. 12. Ościk J.: Adsorpcja. PWN, Warszawa, (Wyd. drugie), 5441, 1979. 13. Polska Norma PN-Z9010 "Jakość gleby. Oznaczanie powierzchni właściwej metodą sorpcji pary wodnej (BET)", 1997. 14. Rudko T.: Próba zastosowania testu zginania do oceny podatności łuszczyn rzepaku jarego na pękanie. Acta Agrophysica, 37, 19398, 2000. 15. Rudko T., Hajnos M., Sokołowska Z.: Próba zastosowania porozymetrii rtęciowej do badania mikrostruktury łuszczyn rzepaku. Rośliny Oleiste, t. XXV, 81-87, 2004. 16. Sokołowska Z.: Adsorpcyjne metody badań organicznych ciał stałych powierzchnia właściwa. W: Metody Badań Substancji Humusowych Ekosystemów Wodnych i Lądowych, Red. D. Gołębiowska, Wyd. AR Szczecin 2004, 47-56, 2004. 17. Sokołowska Z., Matyka-Sarzyńska D.: Metodyczne aspekty wyznaczania powierzchni właściwej utworów murszowych z izoterm sorpcji pary wodnej. Acta Agrophysica, 68, 205-214, 2002. 18. Sokołowska Z., Hajnos M., Matyka-Sarzyńska D., Gawlik J.: Effect of secondary transformation state of peaty-muck soils on adsorption isotherm of water vapour. Acta Agrophysica, 26, 41-49, 2000. 19. Szot B., Szpryngiel M., Grochowicz M., Tys. J., Rudko T., Stępniewski A., śak W.: Optymalna technologia pozyskiwania nasion rzepaku. Instrukcja wdroŝeniowa. Instytut Agrofizyki PAN, 1996. 20. Stawiński J., Gliński J., Ostrowski J., Stępniewska Z., Sokołowska Z., Bowanko G., Józefaciuk G., KsięŜopolska A., Matyka-Sarzyńska D.: Przestrzenna charakterystyka powierzchni właściwej gleb ornych Polski. Acta Agrophysica, 33, 2000. 21. Szatanik-Kloc A.: Wpływ ph i stresu glinowego na właściwości fizykochemiczne korzeni roślin zboŝowych. Praca doktorska, IA PAN, Lublin, 2000. 22. Szatanik-Kloc A.: Zmiany mikroporowatości korzeni jęczmienia pod wpływem stresu glinowego: badanie metodą adsorpcji-desorpcji pary wodnej i azotu. Acta Agrophysica, 7, 1015026, 2006. 23. Świtka J., Krasowski Z.: Zastosowanie izoterm sorpcji wody w technologii Ŝywności. Przemysł SpoŜywczy 4, 10507, 1990. Ś jest po S. Trzeba przenieść po Szatanik i wtedy zmienić całe cytowania w teście. 24. Tomaszewska Z.: Badania morfologiczne i anatomiczne łuszczyn kilku odmian rzepaku i rzepiku ozimego oraz przyczyny i mechanizm ich pękania. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo, t. 8, z. 2, 14780, 1964.

1004 Z. SOKOŁOWSKA i in. SORPTION OF WATER VAPOUR ON RAPE PODS Zofia Sokołowska, Tadeusz Rudko, Piotr Bańka, Mieczysław Hajnos Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin e-mail: zosia@maja.ipan.lublin.pl Ab s t r a c t. On rape pods (siliques) sorption of water vapour was investigated. The pods of variety Star spring rape were taken from plants at full maturity growth stage. Two kind of pods with various resistance to breakage, i.e., easily breakable and more resistant, were used. The results are presented as sorption-desorption isotherms. Brunauer-Emmet and Teller (BET) equation was used to analyse the experimental sorption data. All the isotherms belong to type II according to BET classification. For both kinds of pods the amount of sorbed water was similar, although for the easily breakable pods a slightly larger amount of sorbed water was observed. To obtain estimates of surface area, the sorption isotherms were analysed using the BET equation, according to Polish Standard PN-Z9010. The average surface area of the rape pods evaluated from sorption isotherm was about 260 m 2 g, whereas it was equal to 290 m 2 g when desorption data was used. Generally, easily breakable pods exhibit more pronounced sorption of water vapour, hystersis loop, and specific surface area. K e ywo r d s : rape pods, water vapour sorption, specific surface area