كليدواژه :
مدل پيج , مدل‌سازي سينتيكي , فروسرخ , ضريب نفوذ مؤثر , خشك كردن , توت‌فرنگي
چكيده فارسي :
مقدمه: يكي از روش‌هاي جديد در خشك‌كردن مواد غذايي، استفاده از تابش فروسرخ است كه باعث افزايش سرعت خشك‌كردن، حفظ كيفيت محصول نهايي و كاهش هزينههاي فرآيند ميشود.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش مدل‌سازي سينتيك خشك شدن توت‌فرنگي در يك خشك‌كن فروسرخ بررسي شد. تأثير توان لامپ پرتودهي (150، 250 و 375 وات) و فاصله نمونه از لامپ (5، 5/7 و 10 سانتي‌متر) بر زمان خشك شدن و ضريب نفوذ رطوبت در طي فرآيند خشك شدن توت‌فرنگي بررسي شد. براي اندازه‌گيري وزن نمونه‌ها در طي آزمايش بدون خروج آن‌ها از خشك‌كن، سيني با نمونه‌ها بر روي ترازو ديجيتالي قرار گرفتند. مدلهاي استاندارد (ونگ و سينگ، هندسون و پابيس، تقريب انتشار، پيج، پيج اصلاح‌شده، نيوتن، ميديلي و لگاريتمي) جهت بررسي سينتيك خشك شدن بر دادههاي آزمايشي برازش داده شد و كيفيت برازش آن‌ها (ضريب تعيين و خطاي استاندارد) مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت.
يافته‌ها: با افزايش توان لامپ فروسرخ از 150 به 375 وات زمان خشك شدن توت‌فرنگي 8/79 درصد كاهش يافت. كاهش فاصله لامپ از سطح نمونه از 10 به 5 سانتي‌متر باعث كاهش 1/40 درصدي در زمان خشك‌كردن شد. افزايش توان منبع حرارتي و كاهش فاصله مقدار ضريب نفوذ مؤثر افزايش مييابد. ضريب نفوذ مؤثر رطوبت توت‌فرنگي بين 9-10×54/1 تا 9-10×83/13 مترمربع بر ثانيه بود.
نتيجه‌گيري: تأثير توان لامپ پرتودهي و فاصله بر فرآيند خشك شدن توت‌فرنگي معني‌دار مي‌باشد. مدل‌سازي فرآيند خشك‌كردن توت‌فرنگي نشان داد تمامي مدلها نتايج قابل قبولي را در بر داشتند ولي در كل مدل پيج نسبت به ساير مدلهاي مورد بررسي با بزرگ‌ترين مقدار ضريب تعيين (R2=0.999) و كوچك‌ترين خطا (011/0>)، نتايج نزديكتري به دادههاي آزمايش را داشت.
چكيده لاتين :
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.
