Rice (Oryza sativa Linn) stands out as the major food crop for about a half of human race. It ranks third after wheat and maize in terms of worldwide production. In many parts of West-Africa, Oryza glaberrima Steud is the variety popularly grown. Hybridization between Oryza sativa and Oryza glaberrima for desirable qualities led to development and production of new varieties of rice. After harvesting rice is usually processed before it can be distributed to consumers. One of the most popular processing operations commonly practiced in Nigeria and other African countries is parboiling involving soaking of raw rice in water, followed by steam heat treatment and drying. Scientific studies in how variety and parboiling conditions influence rice final qualities are not available. The main purpose of this work was to study the effect of variety, steeping temperature and time on thermophysical properties of parboiled rice.In this study, water absorption characteristics of some rice varieties (Bisalayi, FARO 61, FARO 60, FARO 52 and FARO 44) from Nigeria was studied at 30, 45, 60 and 75oC by measuring the weight gain by grains as a function of time during soaking. Differences in moisture content among the selected varieties of paddy during soaking were significant (P < 0.05) at all temperatures considered in this study. Results showed 60oC to be the optimum soaking temperature of paddy. Optimum soaking time to reach saturation moisture at 60oC soaking water temperature for FARO 44, FARO 52 and Bisalayi was 7 h, while it took 6 and 8 h for FARO 60 and FARO 61, respectively, to attain saturation.Using the experimental moisture data, a non-linear regression procedure was applied to an analytical solution to Fick's second law of the diffusion for an infinite cylinder. The predicted values of instantaneous moisture contents were in good agreement with the experiential data. The predicted moisture content during soaking of rice was found to correlate positively with the measure values of moisture content with R2 values between 0.981 – 0.990. Water absorption rate was found to increase with soaking temperature, while water saturation time decreased with temperature. Average values of diffusion coefficients of moisture during soaking of paddy rices were estimated. It was found that FRAO 44 and FARO 52 varieties have lower diffusivity than other varieties (namely Bisalayi, FARO 61, FARO 60, FARO 52 and FARO 44) used in the study. The activation energies of the diffusivity through different varieties of rice grains were calculated using Arrhenius-type equation for diffusion dependence on temperature and were determined as 41.96, 38.69, 40.16, 34.05 and 42.12 kJ/mole for Bisalayi, FARO 61, FARO 60, FARO 52 and FARO 44 for the respectively rice variety above.The physical and thermal properties of the four popular improved parboiled rice varieties (FARO 61, FARO 60, FARO 52 and FARO 44) and one popular local parboiled rice variety (Bisalayi) from Nigeria were determined at different steaming times 5 – 20 min. Results showed that steaming time has effect (P < 0.05) on both the physical and gelatinization properties of rice. The improved rice varieties used in this study show better hardness and were less discolored than the local variety. For all the rice varieties studied, no residual gelatinization enthalpy was observed at the different steaming times, showing that steaming completely gelatinized rice starch. / Le riz (Oryza sativa Linn) est connu comme étant la principale culture vivrière pour environ la moitié de la population humaine. Le riz occupe le 3e rang en importance après le blé et le maïs en termes de production dans le monde. Dans de nombreuses régions de l'Afrique de l'Ouest, Oryza glaberrima Steud est la variété de préférence. L'hybridation entre Oryza sativa et Oryza glaberrima a conduit au développement et à la production de nouvelles variétés de riz aux qualités désirables. Après la récolte, le riz est habituellement préparé avant d'être distribué aux consommateurs. L'étuvage du riz est un des traitements les plus populaires couramment pratiqués au Nigeria et d'autres pays africains impliquant un temps de trempage des grains de riz paddy dans l'eau, suivi d'un traitement thermique à la vapeur et du séchage. Peu d'études se sont penchées sur l'influence des paramètres d'étuvage et des variétés de riz sur la qualité finale du produit. Le but principal de cette étude était d'évaluer l'impact de la variété de riz, de la température et du temps sur les propriétés thermophysiques du riz étuvé.Dans la présente étude, les caractéristiques d'absorption de l'eau de certaines variétés de riz du Nigeria (Bisalayi , FARO 61, FARO 60, FARO 52 et FARO 44) ont été étudié à 30 , 45 , 60 et 75°C en mesurant le gain de poids des grains pendant le trempage en fonction du temps. Les différences de teneur en eau parmi les variétés de riz paddy durant le trempage étaient significatives (P < 0.05) pour toutes les températures étudiées. Les résultats démontrent que 60°C serait la température de trempage optimale pour le paddy. Le temps de trempage optimal pour atteindre la saturation en eau à une température de trempage de 60°C était de 7h pour les variétés FARO 44, FARO 52 et Bisalayi et un temps de 6h et 8h pour FARO 60 et FARO 61 de façon respective. A partir des données expérimentales de teneur en eau, une procédure de régression non linéaire a été appliquée pour une solution analytique de la deuxième loi de Fick pour la diffusion d'un cylindre infini. Les valeurs prédites de la teneur en eau instantanée sont en accord avec les données expérimental. Un efficient de corrélation variant entre 0.981 – 0.990. Il a été trouvé que le taux d'absorption de l'eau augmente avec la température de trempage, tandis que le temps de saturation diminue avec la température. Les valeurs moyennes des coefficients de diffusion d'humidité pendant le trempage du paddy ont été estimées. Il a été constaté que les variétés FARO 44 et FARO 52 présentent une plus faible diffusivité que les autres variétés (à savoir Bisalayi, FARO 61, FARO 60, FARO 52) de l'étude. Les énergies d'activation de la diffusivité au travers des différentes variétés de grains ont été calculées en utilisant l'équation de type Arrhenius pour la dépendance de la diffusion en fonction de la température. Les énergies d'activation étaient respectivement 41.96, 38.69, 40.16, 34.05 et 42.12 kJ/mole pour Bisalayi, FARO 61, FARO 60, FARO 52 et FARO 44.Les propriétés physiques et thermiques des quatre variétés de riz améliorées les plus populaires (FARO 61, FARO 60, FARO 52 et FARO 44) et d'une variété populaire de riz locale (Bisalayi) du Nigeria ont été déterminées à différents moments entre 5 et 20 min durant l'étuvage. Les résultats démontrent que le temps d'étuvage a un effet (P < 0.05) autant sur les propriétés physiques et de gélatinisation du riz. Les variétés de riz améliorées utilisées dans cette étude ont montré une meilleure dureté et étaient moins décolorées que la variété de riz locale. Pour toutes les variétés de riz étudiées, aucune enthalpie résiduelle de gélatinisation a été observée aux différents moments durant l'étuvage, ce qui démontre que l'étuvage a déjà complètement gélatinisé l'amidon du riz.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.123298 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Ejebe, Chijioke |
| Contributors | Michael O Ngadi (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically submitted theses |
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