ارزيابي بهترين مدل سينتيكي در خشك كردن لايه نازك كامكوات بر مبناي تابع مطلوبيت

Evaluation of the Best Kinetic Model in Thin Layer Drying of Kumquat Based on Desirability Function

فرآيند خشك‌كردن يك عمليات حساس و با اهميت در چرخه نگهداري و حمل‌ونقل محصولات كشاورزي است. خشك­كردن يكي از بهترين راه حل­ ها براي نگهداري و عرضه اكثر محصولات كشاورزي در طول سال مي ­باشد. در اين تحقيق خشك‌كردن لايه‌ نازك ميوه كامكوات در سه سطح دمايي 60، 70 و 80 درجه سلسيوس و سه سطح ضخامت 2، 4/5 و 7 ميلي‌متر با سه تكرار انجام گرفت. به­ منظور پيش­ بيني روند صحيح خشك­ شدن، داده‌هاي حاصل از آزمايش توسط دوازده مدل مختلف برازش شدند. نتايج مدل‌سازي نشان دادند كه مدل ميدلي در مقايسه با ساير مدل‌هاي خشك‌كردن بالاترين ضريب تبيين (0/9985)، پايين‌ترين مقادير MRPD، RMSE، X2و بيش­ترين مقدار را براي تابع مطلوبيت دارد. بررسي خشك­شدن لايه‌هاي نازك ميوه كامكوات در دماهاي مختلف نشان داد كه با افزايش ضخامت لايه‌‌ها و كاهش دما فرآيند خشك‌كردن بيشتر به طول خواهد انجاميد. بيش­ترين آهنگ خشك­كردن (1/34 كيلوگرم آب بر كيلوگرم ماده خشك در ساعت) در دماي 80 درجه سلسيوس و ضخامت 2 ميلي‌متر به ­دست آمد. انرژي فعال‌سازي با ضخامت رابطه مستقيم داشته به ­طوري­كه در ضخامت‌هاي 2، 4/5 و 7 به­ترتيب 34/29، 76/68 و 80/56 كيلوژول بر مول شد. هم­چنين با افزايش دما و ضخامت، ضريب نفوذ روند افزايشي را نشان مي‌دهد و حداكثر مقدار اين ضريب 9-10×7/594 متر مربع بر ثانيه در بيش­ترين دما و ضخامت حاصل شد.

Drying process is an important and critical operation in the storage and transportation cycle of agricultural products. Drying is one of the best solutions to store and supply most of products throughout year. In this study, thin layer drying of Kumquat fruit was carried out at three temperature levels of 60, 70 and 80 degree of Celsius and three thickness levels of 2, 4.5 and 7 mm with three replications. In order to predict the correct drying process, the data from the experiment were fitted with twelve different models. The obtained results showed that Midilli model has the highest determination coefficient of 99.855, the lowest values ​​of MRPD, RMSE, X2 and the highest value for the desirability function in comparison with other drying models. Investigating of the thin layer drying of Kumquat fruit at different temperatures showed that increasing the thickness of layers and reducing the temperature, the drying process will last longer. The highest drying rate (1.34 kg/kg dry matter per hour) was obtained at 80 ° C and 2 mm thick. The activation energy has a direct relationship with thickness, which was 34.29, 76.68 and 80.56 kJ per moles in thicknesses of 2, 4.5 and 7, respectively. Also, the penetration coefficient showed an increasing trend by increasing the temperature and thickness. The maximum penetration coefficient was 7.594 × E-10 m2/s at the highest temperature and thickness.