Colombia | info:eu-repo/semantics/article

Modeling of particle size and energetic requirement in amaranth grain ball-milling

Modelado del requerimiento energético y del tamaño de partícula en la molienda de bolas del grano de amaranto

dc.creatorRoa Acosta, Diego Fernando
dc.creatorBravo, Jesus Eduardo
dc.creatorGonzalez, Carlos Alberto
dc.date2019-11-21
dc.date.accessioned2023-08-28T15:13:59Z
dc.date.available2023-08-28T15:13:59Z
dc.identifierhttps://revistas.udca.edu.co/index.php/ruadc/article/view/1183
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8443008
dc.descriptionAmaranth flour is of high nutritional value, which makes it a potential food. Grinding of the grains is a necessary operation to obtain products with physical properties that provide the food products with adequate characteristics. To analyze the effect of grinding velocity and time on the particle diameters and physical properties of Amaranth flour by ball mill, a Doehlert design with triplicate at the central point was used. The tests were carried out with the mass ratio (balls/samples) (R1:5). Granulometry curve of each design system was fitted to the Rosin-Ramler-Bennet and Holmes-Hukki equations. A found a very significant effect of the velocity on the particle diameters (D50, D63 and D80). The flour obtained were modeled satisfactorily (r2>0.99) by using the Rosin-Ramler-Bennet equation, where the homogeneity index of (n1) was obtained, which was directly influenced by the milling energy. By using the Holmes-Hukki model, were able to model the characteristic diameters with the grinding energy; a critical region was observed between 100μm and 200μm, where lost efficiency in the size reduction. The excess energy, released in the critical region, caused the decrease in starch crystallinity and structural changes in the protein, which affect the functional properties of the flour. The planetary mill is emerging as an effective mean of modifying the functional properties in the development of new food products.en-US
dc.descriptionLa harina de amaranto es de alto valor nutricional, convirtiéndola en un alimento potencial. La molienda de los granos es una operación necesaria, para brindarle a los productos alimenticios unas adecuadas propiedades físicas. Para analizar el efecto de la velocidad y el tiempo de molienda sobre el diámetro de particular y las propiedades físicas de la harina obtenida por molienda de bolas, se usó un diseño experimental Doehlert, con réplica en el punto central. En las pruebas de molinería se tuvo en cuenta la relación masa de bolas/masa de muestra (R1:5). Las curvas de granulometría de cada punto del diseño experimental fueron modeladas por las ecuaciones de Rosin-Ramler-Bennet y Holmes-Hukki. Se encontró un efecto muy significativo de la velocidad de molienda sobre los diámetros característicos (D50, D63 y D80). El modelo de Rosin-Ramler-Bennet ajustó satisfactoriamente (r2>0.99), además, se obtuvo el índice de homogeneidad (n1), el cual, fue afectado directamente por la energía de molienda. El uso del modelo de Holmes-Hukki permitió relacionar el diámetro de partícula con la energía de molienda y se logró observar una región crítica entre 100μm y 200μm, donde hay una reducción en la eficiencia de la reducción de tamaño de partícula. El exceso de energía liberada en la región crítica causó el descenso en la cristalinidad del almidón y provocó cambios en la estructura de las proteínas, lo cual, modificó las propiedades físicas de la harina. El Molino planetario es una técnica emergente y efectiva para modificar las propiedades funcionales en el desarrollo de nuevo productos alimenticios.es-ES
dc.formatapplication/xml
dc.formatapplication/pdf
dc.languageeng
dc.publisherUniversidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales U.D.C.Aes-ES
dc.relationhttps://revistas.udca.edu.co/index.php/ruadc/article/view/1183/1810
dc.relationhttps://revistas.udca.edu.co/index.php/ruadc/article/view/1183/1835
dc.relation/*ref*/CAJAS, J.; LOUBES, M.; TOLABA, M. 2015. Efecto de la granulometría de la harina de arroz en el volumen y alveolado del pan de molde libre de gluten. La Alimentación Latinoamericana. 318:64-68. 2. CERÓN, L.; GUERRA, V.; LEGARDA, J.; ENRÍQUEZ, M.; PISMAG, Y. 2016. Effect of extrusion on the physicochemical characteristics of quinoa flour (Chenopodium quinoa Willd). Biotecnología en el sector Agropecuario y Agroindustrial. 14(2):92-99. http://dx.doi.org/10.18684/BSAA(14)92-99 3. DE LA CRUZ, N.; CERÓN, A.; GARCÉS, L. 2015. Analysis and modeling of the granularity in the coffee husk (Coffea arabica L.) variety Castillo. Production + Clean. 10(2):80-91. 4. DHARMARAJ, U.; MEERA, M.; REDDY, S.; MALLESHI, N. 2015. Influence of hydrothermal processing on functional properties and grain morphology of finger millet. J. Food Science Technology, 52:1361-1371. https://doi.org/10.1007/s13197-013-1159-8 5. GHORBANNEZHAD, P.; BAY, A.; YOLMEH, M.; YADOLLAHI, R.; MOGHADAM, J. 2016. Optimization of coagulation–flocculation process for medium density fiberboard (MDF) wastewater through response surface methodology. Desalination and Water Treatment. 57(56):916-931. https://doi.org/10.1080/19443994.2016.1170636. 6. GUERRINI, G.; BRUZZONE, A.; CRENNA, F. 2017. Single grain grinding: an experimental and FEM assessment. Procedia CIRP. 62:287-292. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.07.082 7. HUANG, Z-Q.; LU, J-P.; LI, X-H.; TONG, Z. 2007. Effect of mechanical activation on physicochemical properties and structure of cassava starch. Carbohydrate Polymer. 68(1):128-135. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2006.07.017 8. IVANOVA, T. 2016. Design and technology support of the grinding process for heavily-machined steel sheets. Procedia Engineering. 150:782-788. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.112 9. KOWALSKI, R.; MEDINA, G.; THAPA, B.; MURPHY, K.; GANJYAL, G. 2016. Extrusion processing characteristics of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) var. Cherry Vanilla. J. Cereal Science. 70:91-98. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.05.024 10. LIMIN, D.; CHANGWEI, L.; JUN, Z.; FANG, C. 2018. Preparation and characterization of starch nanocrystals combining ball milling with acid hydrolysis. Carbohydrate Polymers. 180:122-127. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.10.015 11. NAWAZ, M.; FUKAI, S.; BHANDARI, B. 2016. Effect of alkali treatment on the milled grain surface protein and physicochemical properties of two contrasting rice varieties. J. Cereal Science. 72:16-23. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.09.009 12. RHODES, M. 2008. Introduction to Particle Technology. 2nd ed. John Wiley & Sons, Chichester, UK. 450p. 13. ROA, D.; SANTAGAPITA, P.; BUERA, P.; TOLABA, M. 2014. Ball milling of Amaranth starch-enriched fraction. Changes on particle size, starch crystallinity, and functionality as a function of milling energy. Food and Bioprocess Technology. 7(9):2723-2731. https://doi.org/10.1007/s11947-014-1283-0 14. ROA, D.; GONZALEZ, C.; CALDERON, Y. 2017. Control of abrasive grinding of amaranth grain to obtain two fractions with industrial potential. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial. 15(ed. especial):59-66. http://dx.doi.org/10.18684/BSAA(Edición%20Especial)59-66 15. SANCHEZ, H.; GONZALEZ, R.; OSELLA, C.; TORRES, R.; DE LA TORRE, M. 2008. Elaboration of bread without gluten from extruded rice flours. Ciencia y Tecnologia Alimentaria. 6(2):109-116. 16. SURESH, D.; AASITHOSH, A.; PREETHAM-KUMAR, K.; USHA, D. 2016. Evaluation of roller milling potential of amaranth grains. J. Cereal Science. 73:55-61. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.11.006 17. TOVAR, C.; PERAFÁN, E.; ENRIQUEZ, M.; PISMAG, Y. 2017. Extrusion process effect evaluation on normal and germinated flour quinoa (Chenopodium quinoa Willd). Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial. 15(2):30-38. http://dx.doi.org/10.18684/BSAA(15)30-38 18. YAOZHONG, LV; LIMING ZHANG; MENGNAN LI; XIHONG HE; LIMIN, HAO; YUJIE, DAI. 2019. Physicochemical properties and digestibility of potato starch treated by ball milling with tea polyphenols. Imternal J. Biological Macromolecules. 129:207-213. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.02.028 19. ZHANG, Z.; ZHAO, S.; XIONG, S. 2010. Morphology and physicochemical properties of mechanically activated rice starch. Carbohydrate Polymer. 79(20):341-348. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2009.08.016
dc.rightsDerechos de autor 2019 Diego Fernando Roa Acosta, Jesus Eduardo Bravo, Carlos Alberto Gonzalezes-ES
dc.sourceRevista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica; Vol. 22 No. 2 (2019): Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica. July-Decemberen-US
dc.sourceRevista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica; Vol. 22 Núm. 2 (2019): Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica. Julio-Diciembrees-ES
dc.sourceRevista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica; v. 22 n. 2 (2019): Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica. Julho-Dezembropt-BR
dc.source2619-2551
dc.source0123-4226
dc.source10.31910/rudca.v22.n2.2019
dc.subjectModelo de Rosin-Ramler-Bennetes-ES
dc.subjectModelo de Holmes-Hukkies-ES
dc.subjectíndice de absorcion de aguaes-ES
dc.subjectíndice de solubilidades-ES
dc.subjectgranulometría del grano de amarantoes-ES
dc.subjectRosin-Ramler-Bennet Modelen-US
dc.subjectHolmes-Hukki Modelen-US
dc.subjectwater absorption indexen-US
dc.subjectwater solubility indexen-US
dc.subjectgranulometry of amaranth grainen-US
dc.titleModeling of particle size and energetic requirement in amaranth grain ball-millingen-US
dc.titleModelado del requerimiento energético y del tamaño de partícula en la molienda de bolas del grano de amarantoes-ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion


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