زعفران ایران به علت خشک شدن تحت شرایط محیطی کیفیت مطلوبی ندارد. بنابراین، در این تحقیق به بررسی اثر روش خشک کردن انجمادی- یکی از بهترین روشهای خشک کردن محصولات غذایی- بر فاکتورهای کیفی زعفران پرداخته شده است. این تحقیق به روش تجربی با استفاده از کلاله های تازه زعفران که با دو روش خشک کردن سنتی (در سایه، زمان 3 روز) و انجمادی (با دو زمان 5 و 40 ساعت در-18°C جهت انجماد اولیه) خشک شدند انجام شد ضمنا، شرایط خشک کردن انجمادی در دمای-13°C ، فشار 0.15 میلی متر جیوه، زمان 20 ساعت بود؛ سپس نمونه های خشک شده از نظر مقادیر کروسین، پیکروکروسین و سافرانال، ویژگیهای حسی، شدت رنگ و بو در دو حالت خشک و محلول و بار میکروبی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که مقدار کروسین و پیکروکروسین در نمونه های خشک شده انجمادی بیشتر از نمونه خشک شده سنتی بود(P<0.05). همچنین، در آنها بافت و رنگ طبیعی بود و آبگیری مجدد، سریع تر و کامل تر انجام شد. اما آبگیری مجدد در نمونه خشک شده سنتی با ظاهری چروکیده و تیره رنگ، کند و ناقص بود. در ارزیابی حسی رنگ، در حالت خشک اختلاف معنا دار بین نمونه ها مشاهده شد (P<0.05) و نمونه خشک شده سنتی در اولویت نسبی قرار گرفت. در حالت محلول، نمونه های خشک شده انجمادی قبل از نمونه خشک شده سنتی قرار گرفتند، اما اختلاف معنادار بین نمونه ها مشاهده نشد(P<0.05). در اندازه گیری مقدار سافرانال به روش کروماتوگرافی مابع با کارآیی بالا، پس از 8 ماه، اختلاف معنادار بین نمونه ها مشاهده نشد(P<0.05). در ارزیابی حسی بو، در هر دو حالت نمونه خشک شده سنتی قبل از نمونه های خشک شده انجمادی قرار گرفت، اما اختلاف معنادار مشاهده نشد(P<0.05). از نظر بار میکروبی، تعداد کلی فرم و کپک و مخمر شمارش شده در نمونه های خشک شده انجمادی کمتر بود. در نهایت می توان به روش خشک کردن انجمادی به عنوان روشی مناسب برای خشک کردن زعفران توجه کرد.

یک مدل ریاضی برای فرایند خشک کن انجمادی توسعه یافته است که در آن برای نخستین بار ابعاد و مشخصات چگالنده نیز در نظر گرفته شده است. بر اساس این مدل نرم افزار شبیه ساز در محیط MATLAB نوشته شد و کارائی آن در مقایسه با داده های تجربی خشک کردن سوسپانسیون 20 درصد جامدات شیر به دست آمده از یک خشک کن انجمادی آزمایشگاهی با موفقیت، مورد آزمایش قرار گرفت. از این نرم افزار برای تعیین تاثیر مشخصات خشک کن بر مدت های مراحل اول و دوم خشک شدن استفاده شد. بر اساس نتایج شبیه سازی، مدت زمان مرحله اول با توان دوم ضخامت لایه خشک شونده متناسب است در حالی که مدت مرحله دوم وابستگی ضعیف تری به ضخامت دارد. اثر دمای چگالنده بر مدت های مراحل اول و دوم، ناخطی است. این تاثیر، با افزایش دمای محفظه خشک کن کاهش یافت به طوری که در دمای بالاتر از 255 درجه کلوین در مرحله اول و بالاتر از 330 درجه کلوین در مرحله دوم مدت خشک شدن، مستقل از دمای چگالنده می شود. همچنین در شرایط شبیه سازی، کاهش سطح انتقال گرمای چگالنده از 2 به 0.5 مترمربع به ازای هر کیلوگرم آب جداشده در مرحله دوم، موجب افزایش مدت خشک شدن از 11 ساعت به 12 ساعت می شود.

آمونیوم پرکلرات یکی از مهم ترین اکسیدکننده هایی است که در پیشرانه های جامد مرکب مورد استفاده قرار می گیرد و شکل و اندازه ذرات آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق به منظور تهیه نانوذرات، میکروامولسیونی از محلول نمک آمونیوم پرکلرات در حضور مواد فعال سطحی تهیه و در حمامی از نیتروژن مایع منجمد شده، سپس با استفاده از تکنیک خشک کردن انجمادی به نانوذرات تبدیل شوند. نتایج آزمایشات نشان داد که اندازه ذرات و شکل آن ها تابع عوامل مختلفی مانند پایداری امولسیون، نوع ماده فعال سطحی، نوع کمک فعال کننده، نوع روغن، نسبت وزنی ترکیبات در میکروامولسیون، سرعت اختلاط، نحوه انجماد و دما می باشد. در نهایت با بهینه نمودن شرایط، نانوذرات آمونیوم پرکلرات با اندازه متوسط (40-150 nm) و به شکل کروی حاصل گردید.

با تعیین همدمای جذب رطوبت و خواص گرمایی پودر سیر می توان پایداری آن را در مدت نگهداری تعیین کرد. نتایج خشک کردن ورقه های 2 میلی متری سیر با دو روش انجمادی و جریان هوای گرم نشان داد که مقدار پیرووات پودر سیر انجمادی بیشتر و دانسیته و تغییرات رنگ آن به صورت معنی داری کمتر از نمونه دیگر بود. منحنی های همدمای جذب تا فعالیت آبی 0.4 تغییرات کمی داشت ولی با افزایش فعالیت آبی محیط، رطوبت جذب شده به وسیله نمونه ها افزایش یافت. دمای انتقال شیشه ای در پودر سیر انجمادی با رطوبت 7.0درصد، 50.4 درجه سلسیوس و برای پودر سیر با جریان هوای گرم با رطوبت 7.7 درصد، 44.5 درجه سلسیوس بود. در هر دو پودر سیر افزایش رطوبت سبب کاهش دمای انتقال شیشه ای شد. فعالیت آبی بالاتر از 0.55 و دماهای بیشتر از 35 درجه سلسیوس، احتمال جذب رطوبت و کلوخه شدن پودر را به شدت افزایش داد.

ریزپوشانی روغن سبوس برنج با استفاده از صمغ عربی و کنسانتره پروتئینی آب پنیر به عنوان مواد دیواره به دو روش خشک کردن پاششی و انجمادی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور امولسیون آب در روغن حاوی 4 درصد روغن سبوس برنج در محلول آبی حاوی 20 و 25 درصد ترکیب کل مواد دیواره به کمک اولتراتوراکس تهیه شد. کمترین اندازه قطرات (0.36 میکرومتر) در امولسیون با ترکیب دیواره حاوی 100 درصد صمغ عربی و بیشترین اندازه قطرات (0.96 میکرومتر) برای امولسیون با ترکیب دیواره حاوی 100 درصد کنسانتره پروتئینی آب پنیر بدست آمد و در نسبت های متفاوت از این دو ماده تشکیل دهنده دیواره، اندازه قطرات مقادیری بین این دو عدد داشتند. اندازه قطرات و گرانروی امولسیون های تهیه شده حاکی از آن بود که پایداری امولسیون های تهیه شده تحت تأثیر غلظت و نوع مواد دیواره هستند. همچنین نوع روش خشک کردن امولسیون نه تنها بر اندازه میکروکپسول های تهیه شده، بلکه بر راندمان ریز پوشانی و میزان بازداری روغن درون کپسول نیز موثر بودند. نتایج نشان داد که بیشترین راندمان ریزپوشانی در غلظت 60 درصد صمغ عربی در ترکیب دیواره (مجموع صمغ و کنسانتره پروتئینی آب پنیر) حاصل شد که عبارت بود از 90 درصد به روش خشک کن پاششی و 68 درصد به روش خشک کن انجمادی. از میان دو روش خشک کردن، ریزکپسول های تهیه شده با خشک کردن پاششی ضمن حفظ ساختار منظم کروی، میزان بازداری بیشتری از روغن را در طول دوره نگهداری نشان دادند.

باتری های لیتیومی ساختار و اجزا مختلفی دارند که عملکرد آن ها تحت تاثیر هر یک از این اجزا می باشد به طوری که هر نقص جزئی در هر یک از این موارد باعث اخلال در عملکرد باتری می شود. برای ساخت یک باتری باکیفیت باید نسبت به تمام اجزا آن شناخت کافی و دقیق داشت. هر باتری از دو الکترود و یک الکترولیت تشکیل شده است.در حال حاضر، الکترولیت های مایع LiClO4 و LiPF6 که در اتیلن کربنات (EC) و پروپیلن کربنات (PC) حل شده اند در باتری های لیتیومی استفاده می شوند. این الکترولیت ها دارای معایبی مانند بازه دمایی کوچک و خوردگی الکترود توسط محلول الکترولیت میباشند.الکترولیت های جامد برای غلبه بر این معایب مناسب میباشند. هم خانواده لیتیومی فوق رسانای جامد سدیم (NASICON) با فرمول شیمیایی LiZr2(PO4)3 یک جایگزین مناسب می باشد و این ساختار به علت کوچکی یون لیتیوم دارای هدایت یونی بالا و پایداری بیشتر می باشد. در این تحقیق از روش خشک انجمادی برای سنتز نانو پودرهای الکترولیت های جامدی فوق رسانای با فرمول شیمیایی LiZr2(PO4)3 استفاده می شود. در این تحقیق از این روش برای اندازه گیری دمای تغیر فاز این نانومواد استفاده شده است. در این پژوهش ذرات کروی رسانای سوپر یونی LiZr2(PO4)3 b/b در ابعاد زیر 100 نانومتر توسط روش خشک انجمادی سنتز شدند و نمونه ها توسط دستگاه های تفرق اشعه ایکس (XRD)، آنالیز حرارتی (TG,DSC)، اسپکتروسکوپی مادون قرمز (FTIR) و میکروسکوپ روبشی الکترونی (SEM) تعین مشخصه گردیدند. ساختار این مواد شدیداً به روش سنتز، برنامه دمایی و شرایط نگهداری آن ها بستگی دارد. درجه کریستالی و خلوص فازی آن ها در شرایط زمانی مختلف بررسی شد. بیشترین دمای سنتز از 873 کلوین فراتر نرفت. فازهای دماپایین به صورت b با گروه فضایی Pbna و b’ با گروه فضایی P21/n در شرایط بهینه سنتز شد. با استفاده دستگاه کالریمتری روبشی تفاضلی فهمیده شد که دمای انتقال فاز در حدود 567-597 کلوین رخ می دهد. دما و زمان کلسیناسیون در دمای انتقال فازی تاثیر ندارد.

لیمونین یکی از پرمصرف ترین ترکیبات طبیعی مولد عطر و طعم در صنایع غذایی است که به لحاظ فراریت بالا و حساسیت به اکسیداسیون، غالبا بخش قابل ملاحظه ای از آن در حین فرآوری و نگهداری مواد غذایی از دست می رود. از این رو ریزپوشانی این ترکیب با هدف حفاظت آن در مقابل شرایط محیطی با استفاده از روش خشک کردن انجمادی مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور امولسیون روغن در آب حاوی 10% وزنی ماده خشک لیمونین در محلول آبی حاوی 2، 5 و 10% کازئینات سدیم و نشاسته اصلاح شده با کمک امواج فراصوت تهیه شد و تاثیر نوع و غلظت ماده دیواره بر خصوصیات ریزکپسول های حاصل نظیر مقدار روغن باقی مانده، روغن سطحی، راندمان ریزپوشانی، مقدار رطوبت و سرعت رهایش مورد سنجش قرار گرفت. مقایسه ویژگی های ریزکپسول ها دلالت بر این داشت که پودرهای حاوی 10% نشاسته اصلاح شده از قابلیت بالاتری در نگهداری لیمونین نسبت به غلظت های پایین تر و نمونه های دارای کازئینات سدیم برخوردار بودند و در طول 6 هفته نگهداری در دمای 25oC نیمه عمر بیشتری داشتند.

خشک کردن انجمادی بهترین روش تولید کشت های پروبیوتیکی آماده برای تلقیح مستقیم است اما کاهش زنده مانی در این روش وجود دارد. اصلی ترین علت کاهش زنده مانی، آسیب های ناشی از انجماد بر سلول ها است که برای جلوگیری از این آسیب ها از مواد محافظ استفاده می شود. برای بهینه سازی محیط خشک کردن انجمادی حاوی مواد محافظ نانوسلولز، شیر پس چرخ و ترهالوز، از طرح آماری روش سطح پاسخ (طرح مرکب مرکزی) استفاده شد. برای تعیین اندازه ذرات، نانوسلولز تولید شده از لینتر پنبه از میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی نگاره استفاده شد. طول نانوذرات تولیدی از حدود صد نانومتر تا چندین میکرومتر و قطر ذرات 5 تا 50 نانومتر بود. باکتری لاکتوباسیلوس برویس بومی آذربایجان به عنوان باکتری هدف انتخاب شد. با آنالیز نمودارهای سطح پاسخ، غلظت بهینه مواد محافظ به صورت 13.75% شیر پس چرخ، 20.5% ترهالوز و 13.75% نانوسلولز به دست آمد. اثر محافظتی بالای نانوسلولز را می توان به توانایی آن در جذب آب، جلوگیری از رشد کریستال های یخ و در نتیجه ایجاد فاز شیشه ای مربوط دانست. نتایج پژوهش نشان داد که RSM علاوه بر دستیابی غلظت بهینه عوامل محافظ، قادر به ارزیابی های اصلی و اثر متقابل عوامل محافظ در زنده مانی سلول ها نیز می باشد.

سابقه و هدف: خشک کردن انگور، یکی از محصولات راهبردی کشاورزی در ایران با چالش های متعددی از جمله تغییر رنگ، فسادپذیری، آلودگی و صرف زمان طولانی مواجه است. از این رو، در پژوهش حاضر ضمن بررسی اثر پیش تیمار فراصوت در دو فرکانس 40 و 59 کیلوهرتز بر کیفیت فیزیکوشیمیایی و بیوفیزیکی انگور خشک شده توسط خشک کن هوای داغ و انجمادی، مناسب ترین خشک کن معرفی شده است. مواد و روش ها: آزمایش تجربی خشک کردن نمونه ها در خشک کن هوای داغ با دمای 70 درجه سلسیوس و سرعت هوای 5/1 متر بر ثانیه و خشک کن انجمادی با فشار 1/0 میلی بار با فرآیند پیش تیمار فراصوت در سه سطح (بدون پیش تیمار فراصوت، پیش تیمار با فرکانس 40 کیلوهرتز و پیش تیمار با فرکانس 59 کیلوهرتز) انجام شد. داده های حاصل، توسط نرم افزار آماری Design expertتجزیه و تحلیل شده و کلیه نمودارها با نرم افزار2013 Excel رسم شد. یافته ها: نتایج نشان داد که افزایش فرکانس فراصوت به 59 کیلوهرتز و سپس خشک کردن با هوای داغ، سبب کاهش مدت زمان خشک شدن (13 ساعت) نسبت به فرکانس 40 کیلوهرتز (زمان خشک شدن 17 ساعت) و نمونه شاهد (زمان خشک شدن 18 ساعت) تا رسیدن محصول به رطوبت 5/5 درصد بر مبنای وزن خشک می شود. درحالی که فراصوت تاثیری در کاهش مدت زمان، در خشک کن انجمادی نداشت. همچنین، مشاهده شد که پیش تیمار فراصوت در هر دو نوع خشک کن سبب کاهش فعالیت آنتی اکسیدان (DPPH) نسبت به نمونه شاهد شده است، بطوری که اثرات مستقل و متقابل پیش تیمار فراصوت و نوع خشک کن را بر میزان EC50 نمونه های انگور خشک شده در سطح احتمال 99 درصد معنی دار بود. نمونه های خشک شده در خشک کن انجمادی نسبت به خشک کن هوای داغ، خواص حسی مطلوب تری را به خود اختصاص داد، خشک کن هوای داغ اثر منفی بر ویژگی های حسی داشت و این اثر در سطح احتمال 99 درصد معنی دار بود. نتیجه گیری: از نظر فعالیت آنتی اکسیدانی، میزان چروکیدگی کمتر و مقبولیت کلی ویژگی های حسی، نمونه های خشک شده در خشک کن انجمادی با پیش تیمار فرکانس 59 کیلوهرتز مطلوبیت بیشتری را نسبت به نمونه های خشک شده در خشک کن هوای داغ به خود اختصاص دادند.