خلاصة:
مقدمه: یکی از روشهای جدید در خشککردن مواد غذایی، استفاده از تابش فروسرخ است که باعث افزایش سرعت خشککردن، حفظ کیفیت محصول نهایی و کاهش هزینههای فرآیند میشود.
مواد و روشها: در این پژوهش مدلسازی سینتیک خشک شدن توتفرنگی در یک خشککن فروسرخ بررسی شد. تأثیر توان لامپ پرتودهی (150، 250 و 375 وات) و فاصله نمونه از لامپ (5، 5/7 و 10 سانتیمتر) بر زمان خشک شدن و ضریب نفوذ رطوبت در طی فرآیند خشک شدن توتفرنگی بررسی شد. برای اندازهگیری وزن نمونهها در طی آزمایش بدون خروج آنها از خشککن، سینی با نمونهها بر روی ترازو دیجیتالی قرار گرفتند. مدلهای استاندارد (ونگ و سینگ، هندسون و پابیس، تقریب انتشار، پیج، پیج اصلاحشده، نیوتن، میدیلی و لگاریتمی) جهت بررسی سینتیک خشک شدن بر دادههای آزمایشی برازش داده شد و کیفیت برازش آنها (ضریب تعیین و خطای استاندارد) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
یافتهها: با افزایش توان لامپ فروسرخ از 150 به 375 وات زمان خشک شدن توتفرنگی 8/79 درصد کاهش یافت. کاهش فاصله لامپ از سطح نمونه از 10 به 5 سانتیمتر باعث کاهش 1/40 درصدی در زمان خشککردن شد. افزایش توان منبع حرارتی و کاهش فاصله مقدار ضریب نفوذ مؤثر افزایش مییابد. ضریب نفوذ مؤثر رطوبت توتفرنگی بین 9-10×54/1 تا 9-10×83/13 مترمربع بر ثانیه بود.
نتیجهگیری: تأثیر توان لامپ پرتودهی و فاصله بر فرآیند خشک شدن توتفرنگی معنیدار میباشد. مدلسازی فرآیند خشککردن توتفرنگی نشان داد تمامی مدلها نتایج قابل قبولی را در بر داشتند ولی در کل مدل پیج نسبت به سایر مدلهای مورد بررسی با بزرگترین مقدار ضریب تعیین (R2=0.999) و کوچکترین خطا (011/0>)، نتایج نزدیکتری به دادههای آزمایش را داشت.
Introduction: One of the new techniques in the drying of food is the application of infrared radiation that increases the drying rate, enhanced the final product quality, and decreases the costs of the process. Materials and Methods: In this study, drying kinetic modeling of strawberry in an infrared dryer was investigated. The effect of radiation lamp power (150, 250 and 375 W) and distance of the lamp from the sample (5, 7.5 and 10 cm), on drying time, and moisture diffusion coefficients during the drying process of strawberry were evaluated. For measuring the weight of the samples during experimentation without taking them out of the dryer, the tray with samples was suspended on the digital balance. Standard models (Wang and Singh, Henderson and Pabis, Approximation of diffusion, Page, Modified Page –II, Newton, Midilli and Logarithmic) were fitted to experimental data to study the drying kinetics and fitting quality (coefficient of determination and standard error) of them was analyzed. Results: By increasing infrared lamp power from 150 to 375 W, the drying time of strawberry is reduced by 79.8%. Decreasing the distance of the lamp from a sample from 10 to 5 cm, 40.1 % of drying time is reduced. The effective diffusivity coefficient was increased by increasing heat source power and decreasing distance. Moisture effective diffusivity coefficient of strawberry was between 1.54×10-9 to 13.83×10-9 m2/s. Conclusion: The effect of radiation lamp power and distance on the drying process of strawberry is significant. Modeling of strawberry drying process showed that all the models led to proper results, but in total, the Page model, compared to other studied models, with the biggest coefficient of determination (R2=0.999) and the smallest error (<0.011), had closer results to the experimental data.
ملخص الجهاز:
بررسی سینتیک خشک شدن لایه نازک توتفرنگی به روش تابش فروسرخ فخرالدین صالحی* a a استادیار گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران تاریخ دریافت مقاله: 09/06/1395 تاریخ پذیرش مقاله: 24/09/1396 چکيده مقدمه: یکی از روشهای جدید در خشککردن مواد غذایی، استفاده از تابش فروسرخ است که باعث افزایش سرعت خشککردن، حفظ کیفیت محصول نهایی و کاهش هزینههای فرآیند میشود.
تأثیر توان لامپ پرتودهی (150، 250 و 375 وات) و فاصله نمونه از لامپ (5، 5/7 و 10 سانتیمتر) بر زمان خشک شدن و ضریب نفوذ رطوبت در طی فرآیند خشک شدن توتفرنگی بررسی شد.
با توجه به بررسی منابع منتشرشده مشخص شد که تاکنون پژوهشی در خصوص مدلسازی سینتیک انتقال جرم و ضریب نفوذ مؤثر رطوبت در طی خشککردن توتفرنگی در خشککن فروسرخ صورت نگرفته است.
شکل 4- مقادیر لگاریتم طبیعی نسبت رطوبت در مقابل زمان برای فواصل مختلف لامپ پرتودهی 150 وات از سطح توتفرنگی جدول 3- مقادیر ضریب نفوذ مؤثر در شرایط مختلف خشککردن r ضریب نفوذ (m2s-1) فاصله لامپ (cm) توان (W) 982/0 9-10×46/3 5 150 984/0 9-10×13/2 5/7 959/0 9-10×54/1 10 958/0 9-10×42/4 5 250 954/0 9-10×29/4 5/7 975/0 9-10×42/3 10 947/0 9-10×83/13 5 375 913/0 9-10×46/8 5/7 959/0 9-10×38/7 10 مدلهاي مورداستفاده جهت مدلسازی فرآیند خشک شدن توتفرنگی در جدول 1 گزارششده است.
ضریب نفوذ مؤثر رطوبت برای توتفرنگی در محدوده m2s-1 9-10×54/1 تا m2s-1 9-10×83/13 به دست آمد که با افزایش توان لامپ فروسرخ و کاهش فاصله افزایش یافت.
Mathematical modeling on hot air drying of thin layer apple pomace, Journal of Food Engineering, 40, 39–46.