ارزيابي بهترين مدل سينتيكي در خشك كردن لايه‌اي نازك كدوي سبز به روش جابجايي با هواي داغ

Evaluation of the Best Kinetic Model in Thin Layer Drying of Zucchini Using Convective Hot Air Dryer

مقدمه: در اين تحقيق فرآيند خشك كردن لايه اي نازك كدوي سبز با استفاده از خشك كن آزمايشگاهي تحت جابجايي با هواي داغ، بررسي شد. هدف از اين مطالعه، بررسي تاثير دما و سينتيك خشك كردن كدو و ارايه بهترين مدل رياضي به منظور برازش تغييرات نسبت رطوبت به زمان بود. مواد و روش ها: تمامي آزمون­ها در سه سطح دمايي60، 70 و ?80 و برش هايي با ضخامت 10 ميلي متر در سه تكرار انجام شد. پس از ارزيابي سينتيكي نمونه­هاي خشك شده با ضخامت­هاي مختلف، اين ضخامت به عنوان مناسب­ترين انتخاب شد. در اين پژوهش ده مدل رياضي سينتيكي بر داده هاي تجربي برازش داده شد و ارزيابي مدل ها با چهار معيار ضريب تبيين، ريشه ميانگين مربعات خطا، كاهش كاي اسكوير و خطاي انحراف ميانگين مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. همچنين قانون دوم فيك براي ارزيابي ضريب نفوذ موثر رطوبت و معادله آرنيوس جهت تعيين انرژي فعال­سازي (Ea) استفاده گرديد. يافته ها: نتايج نشان داد كه مدل هايلا و كلاك نسبت به ساير مدل ها به نحو مناسب تري مراحل خشك كردن لايه اي نازك كدوي سبز را ارزيابي مي نمايد. مقدار انرژي فعال سازي در حد kJ/mol45/85 تعيين گرديد. نتيجه گيري: بهترين مدل رياضي در خشك كردن ورقه­اي كدوي سبز با روش جابجايي با هواي داغ به منظور استفاده در طراحي خشك كن مدل هايلا و كلاك پيشنهاد شد.

Introduction: Dehydration of food particularly fruits and vegetables have been carried out for decades. In this research, thin layer drying of zucchini was performed by convective hot air dryer. The aim of this study is to investigate the effect of temperature and drying kinetic on zucchini and present the best kinetic model concerned with changes in moisture with respect to the time. Materials and Methods: All the tests were carried out in three temperature environments, (60, 70 and 80°C) with zucchini cuts of 10 mm thickness in three replicate order. Ten mathematical kinetic models were processed on experimental data and evaluation of models were analyzed by four criteria such as Determination of Coefficient (R2), Root Mean Square Error (RMSE), Chi-square (X2), and Mean Bias Error (MBE). Second Fickʹs Law was used for evaluation of diffusion coefficient and Arhenius equation was employed for activation energy (Ea). Results: The results showed that Hii, Law & Cloke model evaluates drying of thin layer zucchini more appropriate than other models. The activation energy value was determined (85.45 kJ/mol). Conclusion: The Hii, Law & Cloke model might be considered as the most suitable mathematical model for thin layer drying of zucchini by hot air displacement method.