پيش بيني خواص ترموديناميكي محلول هاي قندي توسط يك مدل ترموديناميكي توسعه يافته

Prediction of Thermodynamic Properties of Sugar Solutions By Developed Thermodynamic Model

مقدمه: خواص ترموديناميكي محلول هاي آبي حاوي تركيبات قندي در صنايع مختلفي همچون تهيه مواد غذايي، صنايع نگه داري مواد غذايي و غيره كاربردهاي مهمي دارد. به همين دليل ارايه روشي مناسب براي پيش بيني و محاسبه اين خواص از اهميت بالايي برخوردار مي باشد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش خواص ترموديناميكي محلول هاي حاوي قندهايي كه داراي كاربردهاي مهمي در صنايع غذايي هستند نظير گلوكز، ساكاروز، فروكتوز، مالتوز، مانوز، مالتوتريوز، زايلوز و گالاكتوز به كمك يك مدل ترموديناميكي توسعه يافته بر پايه انرژي آزاد گيبس بررسي شده است. يافته‌ها: خواصي نظير فعاليت آب در محلول‌هاي قندي، حلاليت قند در محلول هاي آبي، دانسيته، فشار بخار و همچنين دماي جوش محلول‌هاي آبي حاوي قند به كمك مدل ترموديناميكي كه توسط پازوكي و همكاران پيشنهاد شده بود در كار حاضر محاسبه گرديد. نتيجه‌گيري: با توجه به تعداد داده هاي تجربي مورد استفاده در اين تحقيق براي تطبيق و پيش بيني خواص ترموفيزيكي محلول هاي قندي مي توان نتيجه گرفت مدل حاضر داراي دقت بسيار بالايي براي پيش بيني حلاليت مواد قندي در آب و دانسيته محلول هاي قندي مي باشد. با مقايسه نتايج به دست آمده براي مدل پيشنهاد شده و مدل UNIQUAC مي توان دريافت دقت مدل ارايه شده بيشتر از مدل UNIQUAC مي باشد.

Introduction: Thermodynamic properties of sugar solutions have important roles and uses in different industries such as food production, food preservation industries, while there is not enough experimental data for all of the properties of sugar solutions. Therefore, representing a method for prediction and calculation of the thermodynamic properties of these solutions might be helpful in food industries. Materials and Methods: In this study thermodynamic properties of important aqueous sugar solutions in food industries containing glucose, sucrose, fructose, maltose, manose, maltotriose, xylose and galactose have been studied using a developed thermodynamics model based on Gibbs free energy. Results: Different properties including water activity, sugar solubility, density, vapor pressure and boiling temperature of aqueous sugar solutions have been calculated using the Gibbs free energy based thermodynamic model proposed by Pazuki et.al. Conclusion: According to the number of experimental data used for different sugar solutions in this study for prediction of the solutions thermodynamic properties, it can be concluded that the model has a good ability to predict sugar solutionʹs solubility, density and water activity. The comparison between the results proposed model results and the UNIQUAC model shows that the proposed model has a better agreement with the experimental data. It might be concluded that this model can be used for sugar solutions in food industries.