Published March 9, 2021
| Version v1
Publication
Open
Physical properties and water absorption kinetics of three varieties of Mucuna beans
- 1. University of Johannesburg
- 2. Federal University of Agriculture
Description
Abstract The physical properties and water absorption kinetics of three varieties of Mucuna beans ( Mucuna pruriens, Mucuna rajada and Mucuna veracruz ) were determined in this study. Physical properties including length, width, thickness, geometric mean diameter, sphericity, porosity, bulk density, area, volume and one thousand seed mass were calculated while hydration kinetics was studied by soaking Mucuna beans in water at 30 °C, 40 °C and 50 °C and measuring water uptake at 9 h interval. Peleg's equation was used to model the hydration characteristics and Arrhenius equation was used to describe the effect of temperature on Peleg's rate constant k 1 and to obtain the activation energies for soaking. Significant variations were observed in almost all the physical properties of the different varieties, however, there were no significant differences (p < 0.05) in their thicknesses and bulk densities. The effectiveness of fit of Peleg's model (R 2 ) increased with increase in soaking temperature. Peleg's rate constant k 1 decreased with increase in soaking temperature while k 2 increased with temperature increase. Activation energies of Mucuna pruriens, Mucuna rajada and Mucuna veracruz were 1613.24 kJ/mol, 747.95 kJ/mol and 2743.64 kJ/mol, respectively. This study provides useful information about the properties of three varieties of Mucuna beans that could be of importance to processors and engineers for process design and optimization.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تحديد الخصائص الفيزيائية وحركية امتصاص الماء لثلاثة أنواع من حبوب موكونا ( موكونا برورينز وموكونا راجادا وموكونا فيراكروز ) في هذه الدراسة. تم حساب الخصائص الفيزيائية بما في ذلك الطول والعرض والسماكة ومتوسط القطر الهندسي والكروية والمسامية والكثافة الظاهرية والمساحة والحجم وكتلة البذور الألف بينما تم دراسة حركية الترطيب عن طريق نقع حبوب موكونا في الماء عند 30 درجة مئوية و 40 درجة مئوية و 50 درجة مئوية وقياس امتصاص الماء عند فاصل زمني 9 ساعات. تم استخدام معادلة بيليج لنمذجة خصائص الترطيب وتم استخدام معادلة أرينيوس لوصف تأثير درجة الحرارة على ثابت معدل بيليج k 1 وللحصول على طاقات التنشيط للنقع. لوحظت اختلافات كبيرة في جميع الخصائص الفيزيائية للأصناف المختلفة تقريبًا، ومع ذلك، لم تكن هناك اختلافات كبيرة (p < 0.05) في سمكها وكثافتها السائبة. زادت فعالية ملاءمة نموذج بيليج (R 2 ) مع زيادة درجة حرارة النقع. انخفض ثابت معدل بيليج k 1 مع زيادة درجة حرارة النقع بينما زاد k 2 مع زيادة درجة الحرارة. كانت طاقات تنشيط موكونا برورينز وموكونا راجادا وموكونا فيراكروز 1613.24 كيلو جول/مول و 747.95 كيلو جول/مول و 2743.64 كيلو جول/مول على التوالي. توفر هذه الدراسة معلومات مفيدة حول خصائص ثلاثة أنواع من حبوب موكونا التي يمكن أن تكون ذات أهمية للمعالجين والمهندسين لتصميم العملية وتحسينها.Translated Description (French)
Résumé Les propriétés physiques et la cinétique d'absorption d'eau de trois variétés de Mucuna ( Mucuna pruriens, Mucuna rajada et Mucuna veracruz ) ont été déterminées dans cette étude. Les propriétés physiques, y compris la longueur, la largeur, l'épaisseur, le diamètre moyen géométrique, la sphéricité, la porosité, la densité apparente, l'aire, le volume et la masse de mille graines ont été calculées tandis que la cinétique d'hydratation a été étudiée en trempant les haricots Mucuna dans de l'eau à 30 °C, 40 °C et 50 °C et en mesurant l'absorption d'eau à 9 h d'intervalle. L'équation de Peleg a été utilisée pour modéliser les caractéristiques d'hydratation et l'équation d'Arrhenius a été utilisée pour décrire l'effet de la température sur la constante de vitesse de Peleg k 1 et pour obtenir les énergies d'activation pour le trempage. Des variations significatives ont été observées dans presque toutes les propriétés physiques des différentes variétés, cependant, il n'y avait pas de différences significatives (p < 0,05) dans leurs épaisseurs et leurs densités apparentes. L'efficacité de l'ajustement du modèle de Peleg (R 2 ) augmentait avec l'augmentation de la température de trempage. La constante de vitesse de Peleg k 1 diminuait avec l'augmentation de la température de trempage tandis que k 2 augmentait avec l'augmentation de la température. Les énergies d'activation de Mucuna pruriens, Mucuna rajada et Mucuna veracruz étaient respectivement de 1613,24 kJ/mol, 747,95 kJ/mol et 2743,64 kJ/mol. Cette étude fournit des informations utiles sur les propriétés de trois variétés de fèves de mucuna qui pourraient être importantes pour les transformateurs et les ingénieurs pour la conception et l'optimisation des processus.Translated Description (Spanish)
Resumen En este estudio se determinaron las propiedades físicas y la cinética de absorción de agua de tres variedades de frijoles Mucuna (Mucuna pruriens, Mucuna rajada y Mucuna veracruz ). Las propiedades físicas que incluyen longitud, ancho, espesor, diámetro medio geométrico, esfericidad, porosidad, densidad aparente, área, volumen y mil masas de semillas se calcularon mientras que la cinética de hidratación se estudió remojando los granos de Mucuna en agua a 30 ° C, 40 ° C y 50 ° C y midiendo la absorción de agua a intervalos de 9 h. Se utilizó la ecuación de Peleg para modelar las características de hidratación y la ecuación de Arrhenius para describir el efecto de la temperatura en la constante de velocidad de Peleg k 1 y para obtener las energías de activación para el remojo. Se observaron variaciones significativas en casi todas las propiedades físicas de las diferentes variedades, sin embargo, no hubo diferencias significativas (p < 0.05) en sus espesores y densidades aparentes. La efectividad del ajuste del modelo de Peleg (R 2 ) aumentó con el aumento de la temperatura de remojo. La constante de velocidad de Peleg k 1 disminuyó con el aumento de la temperatura de remojo, mientras que k 2 aumentó con el aumento de la temperatura. Las energías de activación de Mucuna pruriens, Mucuna rajada y Mucuna veracruz fueron de 1613,24 kJ/mol, 747,95 kJ/mol y 2743,64 kJ/mol, respectivamente. Este estudio proporciona información útil sobre las propiedades de tres variedades de granos de Mucuna que podrían ser de importancia para los procesadores e ingenieros para el diseño y optimización de procesos.Files
s41598-021-85087-8.pdf.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2bc37675d196eebac37aae4e308a7f6b
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الخصائص الفيزيائية وحركية امتصاص الماء لثلاثة أنواع من حبوب موكونا
- Translated title (French)
- Propriétés physiques et cinétique d'absorption d'eau de trois variétés de fèves de mucuna
- Translated title (Spanish)
- Propiedades físicas y cinéticas de absorción de agua de tres variedades de frijoles Mucuna
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3135340312
- DOI
- 10.1038/s41598-021-85087-8
References
- https://openalex.org/W1967074101
- https://openalex.org/W1977845317
- https://openalex.org/W1978434317
- https://openalex.org/W1979518768
- https://openalex.org/W1985535921
- https://openalex.org/W1994541636
- https://openalex.org/W1996430354
- https://openalex.org/W1996584369
- https://openalex.org/W2009636691
- https://openalex.org/W2023478476
- https://openalex.org/W2023913915
- https://openalex.org/W2030475974
- https://openalex.org/W2045254360
- https://openalex.org/W2054889707
- https://openalex.org/W2064323966
- https://openalex.org/W2086965547
- https://openalex.org/W2092982996
- https://openalex.org/W2094227453
- https://openalex.org/W2101356250
- https://openalex.org/W2103020986
- https://openalex.org/W2115319936
- https://openalex.org/W2124416447
- https://openalex.org/W2138735417
- https://openalex.org/W2162628185
- https://openalex.org/W2555013751
- https://openalex.org/W2809565035
- https://openalex.org/W3087796561