Other language title :
ويژگي هاي خشك كردن فلفل قرمز با تركيب ميكروويو-روش مرسوم: مدل سازي، مشخصات دما، پخشيدگي، و انرژي فعال سازي
Title of article :
Microwave-Conventional Drying Characteristics of Red Pepper: Modeling, Temperature Profile, Diffusivity and Activation Energy
Author/Authors :
Horuz, E Food Engineering Department - Engineering Faculty - Gaziantep University - Gaziantep, Turkey , Maskan, M Food Engineering Department - Engineering Faculty - Gaziantep University - Gaziantep, Turkey , Bozkurt, H Food Engineering Department - Engineering Faculty - Gaziantep University - Gaziantep, Turkey , Karatas, H Arcelik A. S. - Research and Development Department - Tuzla - İstanbul, Turkey
Abstract :
Microwave combined drying is an alternative technique that can be applied to dry
foodstuffs, especially fruits and vegetables, due to shorter drying time and higher energy
efficiency. In this regard, the effect of hybrid (microwave-conventional) drying conditions
on drying kinetics, modeling, temperature profile, moisture and thermal diffusivities and
activation energy of red pepper was investigated in a specially designed hybrid domestic
oven. Three levels of microwave powers (120, 150, and 180W) and air temperatures (50,
60, and 70°C) were used. Both energy sources were applied simultaneously during the
whole drying process. The drying process continued until the moisture content of the red
pepper reached 10% on wet basis. Drying time decreased with increasing microwave
power and air temperature. Temperature of red pepper slices sharply increased within
the first 60 minutes, then reached equilibrium with drying medium and finally increased
at the end of the drying process. Nine semi-theoretical models were applied to determine
the drying behavior of the samples. Modified Logistic model was determined as the best
model because it had the lowest RMSE and χ2 and the highest R2 values. Effective
moisture and thermal diffusivity values increased with increasing microwave power and
air temperature and ranged from 8.86×10-10 to 4.23×10-9 m2 s-1 and 4.57×10-10 to 1.81×10-9
m2 s-1, respectively. The activation energy of the dried red pepper slices was between 29.30
and 56.61 kJ mol-1. The hybrid drying can be used as an alternative drying method for
red pepper drying.
Farsi abstract :
خشك كردن همراه با ميكروويو يك روش جايگزين است كه مي تواند براي خشك كردن مواد غذايي به ويژه ميوه جات و سيزيجات از آن استفاده كرد زيرا كه در آن، زمان خشك كردن كوتاه و راندمان انرژي بيشتراست. در اين پژوهش، اثر خشك كردن با روشي هيبريدي (ميكروويو- روش مرسوم) روي سينتيك، مدل سازي، مشخصات دمايي، پخشيدگي رطوبت و حرارت، و انرژي فعال سازي فلفل قرمز در يك اجاق ويژه ساخت محلي بررسي شد. به اين منظور، ازسه سطح از توان ميكروويو (120،150، و 180 وات) و سه دماي هوا (50، 60، و 70 درجه سلسيوس) استفاده شد. در طي تمامي فرايند خشك كردن،هر دو منبع انرژي همزمان به كار گرفته شد. فرايند خشك كردن تا زماني كه مقدار رطوبت فلفل قرمز به 10% برميناي وزن تر رسيد، ادامه يافت. طول زمان خشك كردن با افزايش توان ميكروويو و افزايش دما، كاهش يافت. در 60 دقيقه آغازين، دماي برش هاي فلفل قرمز سريعا افزايش يافت و سپس با محيط خشك كننده به تعادل رسيد و نهايتا در اواخر فرايند خشك كردن افزايش يافت. براي تعيين رفتار نمونه ها در حين خشك شدن، تعداد 9 مدل نيمه-تئوري به كار گرفته شد. مدل تغيير يافته لجستيك (Modified Logistic model) به عنوان بهترين مدل تعيين شد زيرا كمترين مقدار RMSE و و بيشترين مقدار R2 را داشت. مقادير رطوبت موثر و پخشيدگي حرارتي با افزايش توان ميكروويو و دماي هوا افزايش يافت و به ترتيب در محدوده 8.86×10-10 تا 4.23 ×10-9 m2/s و 4.57×10-10 تا 1.81 ×10-9 m2/s قرار داشت. همچنين، انرژي فعال سازي برش هاي فلفل قرمز بين 30/29 تا 61/56 كيلو ژول در مول بود. بنا بر اين مي توان از خشك كن هيبريد به عنوان روش جايگزين براي خشك كردن فلفل قرمز استفاده كرد.
Keywords :
Thermal diffusivity , Modified Logistic model , Hybrid drying , Energy efficiency
Journal title :
Journal of Agricultural Science and Technology (JAST)