مقدمه: کدوحلوایی یک منبع مناسب از کاروتن، ویتامین های محلول در آب و اسیدهای آمینه است. کدوحلوایی را می توان به آرد که دارای ماندگاری طولانی است تبدیل نمود. آرد کدوحلوایی به دلیل عطر و طعم بسیار مطلوب، شیرینی و رنگ زرد نارنجی- قرمز عمیق آن استفاده می شود. در این پژوهش مدل سازی سینتیک خشک شدن کدوحلوایی در یک خشک کن مادون قرمز – هوای داغ بررسی می شود.مواد و روش ها: تاثیر توان لامپ پرتودهی در سه سطح 204، 238 و 272 وات، دمای هوای داغ در سه سطح 55، 65 و 75 درجه سلسیوس و ضخامت نمونه ها در دو سطح 0.5 و 0.7 سانتی متر بر زمان، سینتیک خشک شدن و ضریب نفوذ رطوبت در طی خشک شدن کدوحلوایی در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد.یافته ها: تاثیر توان پرتودهی و دمای هوای داغ بر فرآیند خشک شدن کدوحلوایی معنی دار بود. افزایش توان لامپ مادون قرمز از 204 به 272 وات و افزایش دمای هوای داغ از 55 به 75 درجه سلسیوس، زمان خشک شدن کدوحلوایی را به ترتیب 15.05 و 37.43 درصد کاهش دادند. ضریب نفوذ موثر رطوبت کدوحلوایی بین 9.2×10-10 تا 3.3×10-9 مترمربع بر ثانیه بود.نتیجه گیری: توان 272 وات، دمای 75 درجه سلسیوس و ضخامت 0.5 سانتی متر به عنوان بهترین شرایط خشک کردن کدو به دست آمد. اثر توان حرارتی مادون قرمز و دمای هوای داغ بر تغییرات ضریب نفوذ موثر کدوحلوایی بررسی و مشخص شد که مقدار ضریب نفوذ موثر با افزایش توان منبع حرارتی و دمای هوای داغ افزایش می یابد. در مدل سازی فرآیند خشک شدن کدوحلوایی مدل نیوتن همخوانی بهتری با نتایج آزمایشگاهی در مقایسه با سایر مدل ها داشت.

خشک شدن قارچ دکمه ای در یک خشک کن ترکیبی مادون قرمز- هوای داغ در توان های 150، 250 و 375 وات، دماهای 50، 60 و 70 درجه سلسیوس و سرعت جریان هوای 1، 2 و 3 متر بر ثانیه بررسی شد. تاثیر توان لامپ، دما و سرعت جریان هوا بر زمان و آهنگ خشک شدن، ضرایب نفوذ رطوبت و انرژی فعال سازی در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد تاثیر توان لامپ، دما و سرعت جابه جایی هوا بر فرآیند خشک شدن محصول قارچ دکمه ای معنی دار می باشد (p<0.05). افزایش توان لامپ مادون قرمز از 150 به 375 وات، افزایش دما از 50 به 70 درجه سلسیوس و تغییر سرعت جریان هوا از 1 به 3 متر بر ثانیه زمان خشک شدن نمونه ها را به ترتیب 28.6، 42.7 و 15.2 درصد کاهش داد. ضریب نفوذ موثر رطوبت و انرژی فعال سازی قارچ دکمه ای به ترتیب بین 9-10×6.2 تا 9-10×19.7 مترمربع بر ثانیه و 23.76 تا 30.73 کیلوژول بر مول به دست آمد. برای مدل سازی فرآیند خشک شدن، مدل های پیج، نیوتن و لگاریتمی به ترتیب با میانگین ضریب تبیین برابر 0.996، 0.988 و 0.998 و میانگین خطای استاندارد برابر 0.023، 0.042 و 0.015، در مقایسه با سایر مدل ها، خطای کمتری داشتند.

در این مقاله، شبیه سازی فرآیند خشک شدن نخودفرنگی در خشک کن مادون قرمز-هوای گرم با استفاده از روش اجزای محدود دو بعدی انجام شد. برای این منظور، معادله حاکم بر انتقال جرم و شرایط اولیه و مرزی آن استخراج شد. به کمک روش اجزای محدود با رویکرد گلرکین، دستگاهی از معادلات دیفرانسیل مرتبه اول بدست آمد. جهت شبیه سازی فرآیند خشک شدن و حل دستگاه معادلات، یک کد کامپیوتری در نرم افزار متلب تدوین شد. شبیه سازی در چهار سطح شدت تابش با مقادیر صفر، 2000، 4000 و 6000 وات بر متر مربع، سه سطح دمای 30، 40 و 50 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت 5/0، 0/1 و 5/1 متر بر ثانیه انجام شد. در نهایت به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه شده، نتایج این مدل سازی با نتایج حاصل از خشک کن آزمایشگاهی مادون قرمز-هوای گرم، مقایسه گردید. حداقل، حداکثر و متوسط میانگین خطای نسبی داده های اندازه گیری شده و پیش بینی شده با مدل سازی به روش اجزای محدود دوبعدی، به ترتیب %21/2، %77/3 و%50/2 می باشند. این روش دارای دقت مناسب و کارآیی بالا در پیش بینی تغییرات رطوبت محصول، طی فرآیند خشک کردن دانه نخودفرنگی، می باشد و اطلاعات بیشتری را در مورد انتقال رطوبت، بدون انجام آزمایش می دهد که می تواند جهت طراحی خشک کن ها مفید باشد.

در این پژوهش جهت خشک کردن قارچ دکمه ای از خشک کن ترکیبی مادون قرمز - هوای داغ استفاده گردید. اثر توان لامپ پرتودهی مادون قرمز (150، 250 و 375 وات)، دمای هوای داغ (50، 60 و 70 درجه سانتی گراد) و سرعت جریان هوا (1، 2 و 3 متر بر ثانیه) بر خشک کردن قارچ دکمه ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج خشک کردن قارچ دکمه ای به روش مادون قرمز-هوای داغ نشان داد که با افزایش توان لامپ مادون قرمز از 150 به 375 وات، سرعت خشک شدن افزایش می یابد. با افزایش دمای خشک کن از 50 به 70 درجه سانتی گراد و سرعت جریان هوا از 1 به 3 متر بر ثانیه، مقدار کاهش وزن به ترتیب 10.3 و 13.9 درصد افزایش یافت. همچنین مدل سازی فرآیند به روش الگوریتم ژنتیک - شبکه عصبی مصنوعی با 4 ورودی (توان لامپ، دمای هوا، سرعت جریان هوا و زمان خشک کردن) و 1 خروجی جهت پیشگویی کاهش وزن انجام شد. نتایج آنالیز حساسیت توسط شبکه عصبی بهینه، مدت زمان خشک کردن ورقه های قارچ را به عنوان موثرترین عامل در کنترل کاهش وزن نمونه ها نشان داد. نتایج مدل سازی به روش الگوریتم ژنتیک - شبکه عصبی مصنوعی نشان داد شبکه ای با تعداد 7 نرون در یک لایه پنهان و با استفاده از تابع فعال سازی سیگموئیدی می توان به خوبی درصد کاهش وزن (R=0.99) در طی فرآیند خشک کردن قارچ دکمه ای به روش ترکیبی مادون قرمز-هوای داغ را پیشگویی نمود.

در این پژوهش یک مدل کاربردی با یک متغیر متاثر از شرایط خشک شدن به منظور پیش بینی اثر تابش مادون قرمز در روش ترکیبی خشک کردن شلتوک ارائه گردید. آزمایش ها در سه سطح تابش مادون قرمز (صفر، 1000و Wm-22000) و سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و ° C50) انجام پذیرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی مدل ارائه شده نشان داد مدل قادر است خصوصیت های خشک شدن شلتوک را در خشک کن ترکیبی به خوبی بیان کند. همچنین با توجه به بررسی اثر روش ترکیبی هوای گرم-مادون قرمز بر روی نرخ خشک شدن، نسبت افزایش ترک خوردگی، انرژی مورد نیاز برای شکستن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه، یک روش بهینه ارائه گردید. بهترین روش برای کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت دانه، روش ترکیبی هوای گرم در دمای ° C40 و شدت تابش مادون قرمز در Wm-2 1000 است.

مقدمه: بررسی سینتیک انتقال جرم و ضرایب نفوذ رطوبت می تواند یک ابزار سودمند برای کنترل شرایط فرآیند خشک کردن و افزایش کیفیت محصول باشد.مواد و روش ها: در این پژوهش مدل سازی سینتیک خشک شدن خرمالو در یک خشک کن ترکیبی هوای داغ - مادون قرمز بررسی شد. تاثیر دمای هوای داغ در سه سطح 55، 65 و 75 درجه سانتی گراد و توان لامپ پرتودهی در سه سطح 150، 250 و 375 وات بر زمان و آهنگ خشک شدن و ضریب نفوذ رطوبت در طی فرآیند خشک شدن خرمالو بررسی شد.یافته ها: افزایش دمای خشک کن از 55 به 75 درجه سانتی گراد باعث کاهش 36 درصدی در زمان خشک کردن شد. با افزایش توان لامپ مادون قرمز از 150 به 375 وات زمان خشک شدن خرمالو 68.4 درصد کاهش یافت. اثر توان حرارتی مادون قرمز و دمای هوای داغ بر تغییرات ضریب نفوذ موثر خرمالو نشان داد که با افزایش توان منبع حرارتی مادون قرمز مقدار ضریب نفوذ موثر افزایش می یابد. ضریب نفوذ موثر رطوبت خرمالو بین 1.8×10-9 تا 1.3×10-8 مترمربع بر ثانیه بود.نتیجه گیری: نتایج نشان داد تاثیر دمای هوای داغ و توان لامپ پرتودهی بر فرآیند خشک شدن خرمالو معنی دار هست. در مدل سازی فرآیند خشک کردن خرمالو مدل لگاریتمی همخوانی بهتری با نتایج آزمایشگاهی در مقایسه با سایر مدل ها داشت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

زمینه مطالعاتی: خشک کردن یکی از رایج ترین روش های موجود برای افزایش مدت زمان ماندگاری موادغذایی به خصوص میوه ها و سبزی ها است. هدف: با استفاده از خشک کردن، فعالیت آبی موادغذایی کاهش می یابد و از فساد میکروبی آن ها جلوگیری می شود. روش کار: در این پژوهش اثر روش های مختلف خشک کردن (هوای داغ 45 درجه سانتی گراد و سرعت هوای 1 متر بر ثانیه، مایکروویو 540 وات، مادون قرمز 600 وات، هوای داغ 45 درجه سانتی گراد-مایکروویو 540 وات، هوای داغ 45 درجه سانتی گراد-مادون قرمز 600 وات و هوای داغ 45 درجه سانتی گراد-مایکروویو 540 وات-مادون قرمز 600 وات) بر خواص کیفی سیب زمینی (ضریب انتشار موثر رطوبت، بازجذب آب، چروکیدگی، رنگ و انرژی مصرفی) بررسی شدند. نتایج: نتایج نشان داد که بیشترین میزان ضریب انتشار موثر رطوبت مربوط به روش های ترکیبی هوای داغ-مایکروویو و هوای داغ-مایکروویو-مادون قرمز می باشد. همچنین روش هوای داغ-مایکروویو بیشترین میزان بازجذب آب و روش هوای داغ-مایکروویو-مادون قرمز کمترین میزان چروکیدگی را به خود اختصاص داد. از طرفی در بین روش های مختلف خشک کردن، سیب زمینی های خشک شده با روش هوای داغ-مادون قرمز رنگ بهتری نسبت به سایر نمونه ها داشتند. به طوری که در این روش نسبت به روش های دیگر میزان تغییرات رنگ (Δ E) و میزان رنگ سبز تا قرمز (a) در پایین ترین مقدار و میزان روشنایی (L) و میزان رنگ آبی تا زرد (b) در بالاترین مقدار قرار داشتند. همچنین کمترین انرژی مصرفی در بین روش های خشک کردن مربوط به مایکروویو 540 وات بود. نتیجه گیری نهایی: در نهایت بر اساس ویژگی های بهینه کیفی به انتخاب نرم افزار Design Expert، مطلوب ترین روش خشک کردن سیب زمینی، روش هوای داغ 45 درجه سانتی گراد-مادون قرمز 600 وات انتخاب شد.