خشک کردن لایه نازک پسته در دو نوع خشک کن (آفتابی فعال و قفسه ای)
چکیده
خشک کردن یکی از روشهایی است که به طور گسترده برای نگهداری میوه ها و سبزیجات استفاده می شود، به این ترتیب که آب تا یک مقدار مشخص آب از ماده خارج می شود و در نتیجه فعالیت میکروبی و تغییرات شیمیایی و فیزیکی در طول انبارداری به حداقل می رسد. از آنجا که طی خشک کردن خواص فیزیکی، شیمیایی وکیفی محصولات تحت تاثیر قرار می گیرد، لذا مدلسازی سینتیک خشک کردن یکی از راههای کنترل شرایط خشک کردن است. ارزیابی سینتیک خشک کردن بعنوان تابعی از شرایط خشک کردن و تعیین ضریب نفوذ رطوبت می تواند ما را در شبیه سازی فرایند برای پیش بینی زمان خشک کردن ،دمای هوا، سرعت هوا، مقدار رطوبت نسبی و بطور کلی بهینه سازی فرایند کمک کند. ضریب نفوذ موثر رطوبت در فرایند های خشک کردن ارائه کننده انتقال جرم کلی رطوبت در ماده است که ممکن است شامل دیفوزیون مایع، بخار، جریان هیدرودینامیکی لوله موئین و دیگر مکانیسم های ممکن انتقال باشد. در این مطالعه پس از تعیین آزمایشگاهی تغییرات رطوبت مطلق، لایه نازکی از پسته در دماهای 45، 50، 55 و 60 درجه سانتی گراد و سرعت های هوای 5/0, 1 و 5/1 متر بر ثانیه، ضریب نفوذ موثر رطوبت (deff) بدست آمد. مطالعه سرعت خشک کردن بصورت مقدار رطوبت مطلق حذف شده در واحد زمان بعنوان تابعی از مقدار رطوبت مطلق ماده نشان داد که خشک کردن صرف نظر از شرایط خشک کردن در دو دوره سرعت نزولی اتفاق می افتد و با افزایش دما و سرعت هوای خشک کن سرعت خشک کردن افزایش می یابد. مقادیر ضرایب نفوذ براورد شده در محدوده 10-10×58/4 تا 10-10×7/9 مترمربع بر ثانیه برای مقادیر مختلف دما و سرعت هوا بود. نتایج نشان داد که ضریب نفوذ رطوبت با افزایش دما و سرعت هوای خشک کردن به طور معنی داری افزایش می یابد. تغییرات ضریب نفوذ موثر میانگین بعنوان تابعی از دمای هوای خشک کردن با رابطه آرنیوس توصیف شد. همبستگی مناسبی بین مقادیرضریب نفوذ آزمایشگاهی و پیش بینی شده با رابطه آرنیوس بعنوان تابعی از دما در سرعت های مختلف هوا بدست آمد (99/0r>). تغییرات درصد چروکیدگی طی خشک کردن لایه نازک پسته در دماها و سرعت های مختلف هوا نشان داد که با افزایش زمان خشک کردن و کاهش رطوبت، چروکیدگی افزایش می یابد؛ اثر دما و سرعت هوای خشک کن روی چروکیدگی محصول معنی دار نبوده و چروکیدگی فقط تابعی از میزان رطوبت محصول می باشد. تغییرات قابلیت جذب مجدد آب در محصول نشان داد که این ویژگی مستقل از دما و سرعت هوای خشک کن بوده و قابلیت جذب مجدد آب در محصول فقط تابعی از میزان رطوبت محصول می باشد. مطالعه تغییرات شاخص های رنگ طی خشک کردن نشان داد که رنگ مغز و پوست پسته مستقل از دما و سرعت هوای خشک کن می باشد. ضرایب همبستگی و ریشه میانگین مربعات خطا بین داده های تجربی و نتایج پیش بینی شده توسط 13 مدل تجربی محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدند. مدل پیج، برای توصیف سینتیک خشک کردن نمونه های پسته در خشک کن قفسه ای و خشک کن آفتابی و مدل تو ترم نمائی، برای خشک کردن نمونه های پسته درروش خشک کردن در معرض نور مستقیم خورشید انتخاب گردیدند. یک مدل انتقال جرم برای توصیف سینتیک خشک کردن در شرایط تک دما با استفاده از حل عددی قانون فیک (روش تفاضل محدود) در نرم افزار مطلب توسعه داده شد. مقایسه داده های تجربی سینتیک خشک کردن نمونه های پسته با نتایج تئوریک پیش بینی شده توسط مدل، همبستگی خوبی را (بالاتراز99%) نشان داد. در نهایت می توان نتیجه گیری نمود که با کاربرد مدل، کنترل بهتر فرایند و کیفیت بالاتر محصول حاصل می شود.