ارزیابی بهترین مدل سینتیکی در خشک کردن لایه نازک کامکوات بر مبنای تابع مطلوبیت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی

چکیده

چکیده
فرآیند خشک‌کردن یک عملیات حساس و با اهمیت در چرخه نگهداری و حمل‌ونقل محصولات کشاورزی است. خشک­کردن یکی از بهترین راه حل­ها برای نگهداری و عرضه اکثر محصولات کشاورزی در طول سال می­باشد. در این تحقیق خشک‌کردن لایه‌ نازک میوه کامکوات در سه سطح دمایی 60، 70 و 80 درجه سلسیوس و سه سطح ضخامت 2، 5/4 و 7 میلی‌متر با سه تکرار انجام گرفت. به­منظور پیش­بینی روند صحیح خشک­شدن، داده‌های حاصل از آزمایش توسط دوازده مدل مختلف برازش شدند. نتایج مدل‌سازی نشان دادند که مدل میدلی در مقایسه با سایر مدل‌های خشک‌کردن بالاترین ضریب تبیین (9985/0)، پایین‌ترین مقادیر MRPD، RMSE، X2و بیش­ترین مقدار را برای تابع مطلوبیت دارد. بررسی خشک­شدن لایه‌های نازک میوه کامکوات در دماهای مختلف نشان داد که با افزایش ضخامت لایه‌‌ها و کاهش دما فرآیند خشک‌کردن بیشتر به طول خواهد انجامید. بیش­ترین آهنگ خشک­کردن (34/1 کیلوگرم آب بر کیلوگرم ماده خشک در ساعت) در دمای 80 درجه سلسیوس و ضخامت 2 میلی‌متر به­دست آمد. انرژی فعال‌سازی با ضخامت رابطه مستقیم داشته به­طوری­که در ضخامت‌های 2، 5/4 و 7 به­ترتیب 29/34، 68/76 و 56/80 کیلوژول بر مول شد. هم­چنین با افزایش دما و ضخامت، ضریب نفوذ روند افزایشی را نشان می‌دهد و حداکثر مقدار این ضریب 9-10×594/7 متر مربع بر ثانیه در بیش­ترین دما و ضخامت حاصل شد.

 

کلیدواژه‌ها


حیدری م. م و  نصیری س. م. 1394. مدل‌سازی ریاضی فرآیند خشک شدن لایه نازک میوه گلابی و بررسی اثر دما و سرعت هوای خشک‌کن بر تغییر رطوبت نسبی هوای خروجی. فصلنامه علوم و صنایع غذایی، دوره 12، شماره 48، صفحه 215-229.
رفیعی ش. 1385. اصلاح رطوبت تعادلی شلتوک برنج (سپیدرود) برای شبیه‌سازی خشک‌کردن توده‌ی بستر نازک. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، دوره10، شماره 3، صفحه 175-183.
زارع نهندی ف. و محمدی سیلابی ن. 1394. تغییر در الگوی گلدهی و تولید میوه‌ی کامکوات ناگامی با استفاده از پا کلوبوترازول. به زراعی کشاورزی، دوره 17، شماره 2، صفحه 557-569.
زجاجی م.، مظاهری ا. ف.، نماینده س. و مهدیه ا. 1395. بررسی سینتیک خشک‌کردن توت سیاه و میزان انرژی مصرفی در آون ماکروویو. علوم زراعی و تغذیه، دوره 16، شماره 3، صفحه 57-64.
سیدلو س. ص.، نعلبندی ح.، قاسم­زاده ح. ر. و همدمی ن. 1392.  مدل‌سازی چروکیدگی ورقه‌های سیب در خشک‌کردن همرفتی به‌منظور اعمال در شبیه‌سازی فرآیند انتقال رطوبت و گرما. نشریه مکانیزاسیون کشاورزی، دوره 1، شماره 2، صفحه 25-35
شعبانی ب. و توکلی‌پور ح . 1391. مدل‌سازی ریاضی سینتیک خشک‌کردن لایه‌نازک فلفل دلمه‌ای. مجله نوآوری در علوم و فناوری غذایی، دوره 4، شماره 4، صفحه 33-42
طهماسبی‌پور م.، دهقان نیا ج.، سیدلو هریس س. ص. و قنبرزاده ب. 1393. مدل‌سازی سینتیک خشک شدن لایه‌نازک انگور پیش تیمار شده اولتراسوند و کربوکسی متیل سلولز. نشریه مکانیزاسیون کشاورزی، دوره 2، شماره 1، صفحه 1-15
فهیمی ر.، عسگری ب.، قره بگلو پ.، مختاری ف. و فرزبود پ. 1393.ارزیابی بهترین مدل سینتیکی در خشک‌کردن لایه‌ای نازک کدوی سبز به روش جابجایی با هوای داغ. نشریه علوم و تغذیه ،دوره 11، شماره 2، صفحه 63-72
قربانی ر.، دهقان‌نیا ج.، سیدلو هریس س. ص. و قنبرزاده ب. 1392. مدل‌سازی دانسیته ظاهری در طی خشک‌کردن آلوی پیش‌تیمار شده با اولتراسوند و آبگیری اسمزی. فصلنامه علوم و فناوری‌های نوین غذایی، دوره 1، شماره 2، 23-38. 
کرمی ز.، امام‌جمعه ز.، صادقی ماهونگ ع. و شهریاری ز. 1391. بهبود ویژگی‌های کیفی کامکوات نیمه مرطوب با فرآیند‌های آبگیری اسمزی و اولتراسونیک. نشریه پژوهش‌های صنایع غذایی، دوره 22، شماره 4، صفحه 395-409
کریمی س. ر.، شاه‌حسینی ر. و ذاکری س. 1391. ارزیابی فرایند خشک شدن، کمیت اسانس و مدل‌سازی ریاضی گیاه دارویی به‌لیمو (Lippia citriodora H. B. et K) با استفاده از جریان هوای گرم . فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، دوره 28 ، شماره 4، صفحه 698 – 684.
محمدی م.، اسدی م.، پور فلاح ز. و نهاردانی م.1390 الف. مدل‌سازی ریاضی و محاسبه‌ی ضریب نفوذ مؤثر در فرآیند خشک‌کردن لایه‌ی نازک برش‌های میوه‌ی کامکوات. مجلّه‌ی علمی پژوهشی علوم و فنّاوری غذایی، دوره 4، شماره2، صفحه 56-47.
محمدی م.، پورفلاح ز.، مسکوکی ع. و نهاردانی م..1390ب. بررسی سینتیک خشک‌کردن برش‌های میوه‌ی به (Cydoniaoblonga) به روش جابجایی هوای داغ. مجله علمی پژوهشی علوم و فناوری غذایی، دوره 4، شماره 2، صفحه 55-64 .
محمدی ع.، رفیعی ش.، کیهانی ع. و امام‌جمعه ز. ۱۳۸۷. بررسی مدل خشک‌کردن ورقه‌های نازک کیوی (رقم هایوارد) در خشک‌کن لایه‌نازک. پنجمین کنگره ملی مهندسی ماشین‌های کشاورزی و مکانیزاسیون، مشهد، انجمن مهندسی ماشین‌های کشاورزی و مکانیزاسیون ایران، 6-7 شهریور‌ماه، دانشگاه فردوسی مشهد.
Azadbakht M., Darvishi H., Rezaeiasl A. and Asghari A. 2012. Thin layer drying characteristics and modeling of melon slices (Cucumismelo). Journal of Agricultural Technology. 8(6): 1867-1880.
Baini R. and Langrish T. A. G. 2008. An assessment of the mechanisms for diffusion in the drying of bananas. Journal of food engineering. 85(2): 201-214.
Barreca D., Bellocco E., Caristi C., Leuzzi U. and Gattuso G. 2011. Kumquat (Fortunella japonica Swingle) juice: Flavonoid distribution and antioxidant properties. Food Research International. 44(7): 2190-2197.
Ceylan İ., Aktaş M.and Doğan H. 2007. Mathematical modeling of drying characteristics of tropical fruits. Applied Thermal Engineering. 27(11): 1931-1936.
Doymaz I. 2007. Air-drying characteristics of tomatoes. Journal of Food engineering. 78(4): 1291-1297.
Giner S. A. and Mascheroni R. H. 2002. PH—Postharvest Technology: diffusive drying kinetics in wheat, Part 2: applying the simplified analytical solution to experimental data. Biosystems Engineering. 81(1): 85-97.
Henderson S. M. 1974. Progress in developing the thin layer drying equation. Transactions of the ASAE. 17(6): 1167-1172.‏
Jaliliantabar F., Lorestani A. N. and Gholami R. 2013. Physical properties of kumquat fruit. International Agrophysics. 27(1): 107-109.
Jaliliantabar F. and Lorestani A. N. 2014. Mass modeling of kumquat fruit (cv. Nagami) with some physical attributes. International Journal of Biosciences. 5(1): 82-88.
Koocheki A., Razavi S. M. A., Milani E., Moghadam T. M., Abedini M., Alamatiyan S. and Izadkhah S. 2007. Physical properties of watermelon seed as a function of moisture content and variety. International Agrophysics. 21(4): 349.
Lahsasni S., Kouhila M., Mahrouz M., Idlimam A.and Jamali A. 2004. Thin layer convective solar drying and mathematical modeling of prickly pear peel (Opuntia ficus indica). Energy. 29(2): 211-224.
Lin C. C., Hung P. F. and Ho S. C. 2008. Heat treatment enhances the NO-suppressing and peroxynitrite-intercepting activities of kumquat (Fortunella margarita Swingle) peel. Food chemistry. 109(1): 95-103.
Liu Q. and Bakker-Arkema F. W. 1997. Stochastic modelling of grain drying: Part 2. Model development. Journal of Agricultural Engineering Research. 66(4): 275-280.
Myers R.H., Montgomery D. C. and Anderson-Cook C. M. 2016. Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments, 4th Edition, Wiley published, 856 pp.
Omid M., Yadollahinia A. R. and Rafiee S. 2006. A thin-layer drying model for paddy dryer. In Proc. of the International conference on Innovations in Food and Bioprocess Technologies, AIT, Pathumthani, Thailand, 12th (pp. 202-211).
Özdemir M. and Devres Y. O. 1999. The thin layer drying characteristics of hazelnuts during roasting. Journal of Food Engineering. 42(4): 225-233.
Ramful D., Tarnus E., Aruoma O. I., Bourdon E. and T. Bahorun. 2011. Polyphenol composition, vitamin C content and antioxidant capacity of Mauritian citrus fruit pulps. Food Research International. 44(7): 2088-2099.
Sacilik K., Keskin R. and Elicin A. K. 2006. Mathematical modelling of solar tunnel drying of thin layer organic tomato. Journal of food Engineering. 73(3): 231-238.
Sadin R., Chegini G. and Khodadadi M. 2017. Drying characteristics and modeling of tomato thin layer drying in combined infrared-hot air dryer. Agricultural Engineering International: CIGR Journal. 19(1): 150-157.
Sun D. W. and Woods J. L. 1994. Low temperature moisture transfer characteristics of wheat in thin layers. Transactions-American Society of Agricultural Engineers. 37: 1919-1919.
Verma L. R., Bucklin R. A., Endan J. B. and Wratten F. T. 1985. Effects of drying air parameters on rice drying models. Transactions of the ASAE. 28(1): 296-301.
Wong J. Y. 2001. Theory of ground vehicles. by John Wiley & Sons. Inc. ISBN 0-471-354619.‏
Yaldiz O., Ertekin C. and Uzun H. I. 2001. Mathematical modeling of thin layer solar drying of sultana grapes. Energy. 26(5): 457-465.‏