Applying Conductivity Parameters to Assess the Degree of Barley Grain Destruction

• Autorzy: Joanna K. Banach , Katarzyna Majewska , Ryszard Żywica

Warianty tytułu

Możliwość wykorzystania parametrów przewodnościowych do oceny stopnia uszkodzenia ziarna jęczmienia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study aimed to determine the possibility of the application of conductive parameters (impedance and admittance) of barley grains of the Kormoran and Skarb varieties to assess the degree of their mechanical damage. The experimental material included spring barley grains of the Kormoran and Skarb varieties with a moisture content of 14%. Differentiated degrees of grain destruction at levels of 5%, 10%, 15% and 20% were obtained by mixing whole (nondamaged) and mechanically damaged grains in appropriate ratios: 95/5%, 90/10%, 85/15% and 80/20%. Measurements of the electrical parameters (impedance and admittance) of the grains were performed using an LCR meter of the type E4980a, within a range of f = 100 Hz - 100 kHz, and using an RCC electrical substitute model of food products. The results of conductivity measurements for the impedance and admittance of the Kormoran and Skarb variety barley grains and the conducted statistical analyses clearly demonstrated that their values and changes were determined by the variety and the degree of barley grain destruction as well as the measuring frequency and voltage. The obtained mathematical relationships indicate the possibility of the application of admittance or impedance measured within a low-frequency range (100 Hz and 1 and 10 kHz) to determine the degree of barley grain destruction. For practical reasons, measurements of conductivity parameters at f = 100 Hz are recommended to this end. It was found that the obtained study results were a premise for extending the analysis and measurement scope to include other cereal species and varieties. (original abstract)

Celem pracy było określenie możliwości wykorzystania parametrów przewodnościowych (impedancji i admitancji) ziarna jęczmienia odmiany Kormoran i Skarb do oceny stopnia ich mechanicznego uszkodzenia. Materiał doświadczalny stanowiło ziarno jęczmienia jarego odmiany Kormoran i Skarb o wilgotności 14%. Zróżnicowany stopień uszkodzenia ziarna na poziomie 5, 10, 15 i 20% uzyskano poprzez zmieszanie ziarna całego i zniszczonego mechanicznie w odpowiednich proporcjach: 95/5%, 90/10%, 85/15% i 80/20%. Pomiary parametrów elektrycznych (impedancji i admitancji) ziarna wykonano za pomocą miernika LCR typu E4980a, w zakresie f = 100 Hz - 100 kHz i wykorzystaniu elektrycznego modelu zastępczego produktów żywnościowych RCC. Wyniki pomiarów parametrów przewodnościowych - impedancji i admitancji ziarna jęczmienia odmiany Kormoran i Skarb oraz wykonane analizy statystyczne wykazały jednoznacznie, że ich wartości oraz zmiany zależą od odmiany i stopnia zniszczenia ziarna jęczmienia oraz częstotliwości napięcia pomiarowego. Uzyskane zależności matematyczne wskazują na możliwość wykorzystania admitancji lub impedancji, zmierzonej w zakresie niskich częstotliwości (100 Hz, 1 i 10 kHz), do określania stopnia zniszczenia ziarna jęczmienia. Ze względów praktycznych do tego celu zalecane są pomiary parametrów przewodnościowych, przy f = 100 Hz. Stwierdzono, że uzyskane wyniki badań stanowią przesłankę do poszerzenia zakresu analiz i pomiarów o inne gatunki oraz odmiany zbóż. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Corn; Quality of agricultural products; Quality research; Physical properties research; Measurement; Physical properties

PL

Zboża; Jakość produktów rolnych; Badanie jakości; Badania właściwości fizycznych; Pomiary; Cechy fizyczne

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2020
• Numer: nr 2
• Strony: 50--60

Twórcy

autor

Joanna K. Banach

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn

autor

Katarzyna Majewska

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn

autor

Ryszard Żywica

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn

Bibliografia

• [1] Gąsiorowski H. (red.) (1997) Jęczmień. Chemia i technologia. Państwowe Wydawnictwa Rolnicze i Leśne, Poznań, pp. 9-45; 78-90.
• [2] Trotsenko V., Zabudsky A. (2020) Influence of physical and mechanical properties and conditions of barley grain on damage during mechanical processing. Advances in Social Science, Education and Humanities Research, 393, 180-184.
• [3] Liszewski M. (2008) Reakcja dwóch form jęczmienia jarego pastewnego na zróżnicowane technologie uprawy. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, nr 565. Rozprawy CCLIV. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, pp. 7-28.
• [4] Łuczycka D. (1995) Elektryczny model warstwy ziarna zbóż. Zeszyty Problemowe Potępów Nauk Rolniczych, Wrocław, 424, 321-325.
• [5] Łuczycka D. (2009) Cechy elektryczne ziaren pszenicy. Monografie LXXIII. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, pp. 5-90.
• [6] Majewska K.M., Banach J.K., Żywica R. Białobrzewski I. (2008) Influence of variety, moisture content, kernel size and applied current frequency on the electric properties of wheat grain. International Journal of Food Properties, 11, 392-406.
• [7] Majewska K., Żywica R., Wójcik J., Białobrzewski I. (2005) Właściwości przewodnościowe ziarna pszenicy, Inżynieria Rolnicza, 9 (9), 197-205.
• [8] Żywica R. (2010) Zjawiska elektryczne w produkcji i towaroznawczej ocenie jakości mięsa. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie. Olsztyn, pp. 39-61, 91-103.
• [9] Nelson S.O. (2008) Dielectric properties of agricultural products and some applications. Research in Agricultural Engineering, 54 (2), 104-112.
• [10] Couto S.M. Silva, M.A. Regazzi A.J. (1998) An electrical conductivity method suitable for quantitative mechanical damage evaluation. Trans. ASAE, 41 (2), 421-426.
• [11] Banach J.K., Majewska K., Ejsmont A., Żywica R., Grabowska E. (2017) Effect of species. chemical composition and measurement frequency on conductance properties of cereal grains. Polish Journal of Commodity Science. 3(52): 49-58.
• [12] PN-EN ISO 712: 2012. Ziarno zbóż i przetwory zbożowe. Oznaczanie wilgotności. Metoda odwoławcza.
• [13] PN-EN ISO 20483: 2014-02. Ziarno zbóż i nasiona roślin strączkowych. Oznaczanie zawartości azotu i przeliczanie na zawartość białka. Metoda Kjeldahla.
• [14] Krełowska-Kułas M. (1993) Badanie jakości produktów spożywczych. Państwowe Wydawnictwo Ekonomicze, Warszawa. 61-62; 64-65.
• [15] Żywica R., Banach J.K. (2015) Simple linear correlation between concentration and electrical properties of apple juice. Journal of Food Engineering, 158, 8-12.
• [16] Żywica R., Banach J.K. (2019) Correlations between selected quality and electrical parameters of musts from stone and pome fruits. Journal of Food Measurement and Characterization, 13, 1508-1514.
• [17] Banach J.K., Żywica R. (2010) The effect of electrical stimulation and freezing on electrical conductivity of beef trimmed at various times after slaughter. Journal of Food Engineering. (100): 119-124.
• [18] Banach J.K., Żywica R., Nieradko I., Staniewski B. (2012) Studies on determination of mathematical relationships between rapeseed oil content and electrical properties of butter and fat mixes. Journal of Food Engineering, 112, 346-351.
• [19] Pierzynowska-Korniak G., Żywica R., Wójcik J. (2003) Electric properties of apple purée and pulpy apple juices. European Food Research and Technology, 216 (5), 385-389.