شماره ركورد :
954419
عنوان مقاله :
اثر سرعت جريان هوا بر فرآيند پيش‌‌خنك‌‌كاري انار با هواي سرد اجباري در انتقال حرارت ناپايا
عنوان فرعي :
Effect of Airflow Velocity on Pre-cooling Process of Pomegranate by Forced Cooling Air under Unsteady State Heat Transfer Condition
پديد آورنده :
به آئین محمدعلی
پديد آورندگان :
محمودی اصغر نويسنده گروه مهندسی بیوسیستم، دانشكده كشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Mahmoudi A , رنجبر سيدفرامرز 1338 نويسنده فني و مهندسي
سازمان :
گروه مهندسی بیوسیستم، دانشكده كشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه سال 2018 شماره 0
تعداد صفحه :
13
از صفحه :
79
تا صفحه :
91
كليدواژه :
انار , انتقال حرارت ناپايا , نرخ سرد شدن , پيش‌‌خنك‌‌‌‌كاري
چكيده فارسي :
كاهش دما در محصولات باغبانی به‌وسیله عمل پیش‌خنك‌‌كاری باعث كاهش تنفس و فعالیت میكروارگانیسم‌‌ها و افزایش كیفیت محصول می‌‌شود. استفاده از هوای فشرده برای خنك‌‌كاری محصولات زیادی از جمله محصولات نیمه‌‌گرمسیری مثل انار انجام می‎شود. به همین منظور، در پژوهش حاضر سرعت جریان هوای سرد به‌عنوان یكی از فاكتورهای تأثیرگذار بر خنك كردن محصول در سه سطح 0/5، 1 و 1/3 متر بر ثانیه و دمای 7/2 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شد. متغیرهای سرد شدن شامل فاكتور تأخیر، ضریب سرد شدن از داده‌‌های آزمایشی محاسبه و سپس زمان نیمه سرد شدن و هفت- هشتم سرد شدن در مركز و لایه پوست انار به‌دست آمد. غیریكنواختی سرد شدن، شدت خنك‌‌كنندگی لحظه‌‌ای و ضریب انتقال حرارت همرفتی نیز در این دو لایه و در سرعت‌‌های مختلف تجزیه و تحلیل گردید. نتایج نشان داد كه افزایش سرعت هوا از 0/5 به 1/3 متر بر ثانیه باعث كاهش زمان نیمه سرد شدن و هفت- هشتم سرد شدن می‌‌گردد. بعد از 5000 ثانیه، تغییرات سرعت اثر كمی بر كاهش دمای مركز و پوست انار بر جای گذاشت. غیریكنواختی سرد شدن در سرعت 0/5 متر بر ثانیه كم، در سرعت 1 متر بر ثانیه افزایش و در نهایت، در سرعت 1/3 متر بر ثانیه كاهش یافت. افزایش سرعت جریان هوای سرد باعث افزایش ضریب انتقال حرارت همرفتی شد كه حداكثر این ضریب در سرعت 1/3 متر بر ثانیه به‌دست آمد. نتایج نشان داد كه افزایش سرعت (در این آزمایش از 0/5 تا 1/3 متر بر ثانیه)، می‌تواند دو هدف سرعت خنك‌كاری (كاهش زمان نیمه و هفت- هشتم سرد شدن) و افزایش یكنواختی توزیع دما در انار را تأمین نماید.
چكيده لاتين :
Introduction Pomegranate (Punica grantum L.) is classified into the family of Punicaceae. One of the most influential factors in postharvest life and quality of horticultural products is temperature. In precooling, heat is reduced in fruit and vegetable after harvesting to prepare it quickly for transport and storage. Fikiin (1983), Dennis (1984) and Hass (1976) reported that cold air velocity is one of the effective factors in cooling vegetables and fruits. Determining the time-temperature profiles is an important step in cooling process of agricultural products. The objective of this study was the analysis of cooling rate in the center (arils) and outer layer (peel) of pomegranate and comparison of the two sections at different cold air velocities. These results are useful for designing and optimizing the precooling systems. Materials and Methods The pomegranate variety was Rabab (thick peel) and the experiments were performed on arils (center) and peel (outer layer) of a pomegranate. The velocities of 0.5, 1 and 1.3 m s-1 were selected for testing. To perform the research, the cooling instrument was designed and built at Department of Biosystems Engineering of Tabriz University, Tabriz, Iran. In each experiment six pt100 temperature sensors was used in a single pomegranate. The cooling of pomegranate was continued until the central temperature reached to 10°C and then the instrument turned off. The average of air and product temperatures was 7.2 and 22.2°C, respectively. The following parameters were measured to analyze the process of precooling: a) Dimensionless temperature (θ), b) Cooling coefficient (C), c) Lag factor (J), d) Half-cooling time (H), e) Seven-eighths cooling time (S), f) Cooling heterogeneity, g) Fruit mass loss, h) Instantaneous cooling rate, and i) convective heat transfer coefficient. Results and Discussion At any air velocity, with increasing the radius from center to outer layer, the lag factor decreased and cooling coefficient increased. Also, half-cooling time and seven-eighths cooling time reduced and so cooling rate enhanced. Thus, despite a reduction lag factor, due to a significant increase in cooling coefficient, half and seven-eighths cooling declined. Dimensionless temperature, θ, less than 0.2 and 0.1 in the center and peel and at different velocities had little impact on the rate of cooling in pomegranate. The difference in primary cooling time (0-500 sec) and in high lag factor (greater than 1) occurred, which represents an internal resistance of heat transfer in fruit against the airflow. Cooling the center of pomegranate starts with time delay which causes the beginning of the cooling curve becomes flat. Seven-eighths cooling time is the part of half-cooling time. The range of S was 2.5-3.5H in the present study. At first, cooling heterogeneity at 0.5 m s-1 was low in the center and peel of pomegranate and then with increasing the velocity up to 1 m s-1, it enhanced and again decreased at 1.3 m s-1. After a period of cooling (5000 sec), almost layers of pomegranate reached the same temperature and so heterogeneity reduced. The maximum instantaneous cooling rate was 8.09 × 10-4 ºC s-1 at 1.3 m s-1 in the center of pomegranate. By increasing the airflow velocity from 0.5 to 1.3 m s-1, the convective heat transfer coefficient increased from 11.05 to 17.51 W m-2 K-1. Therefore, the velocity of cold air is an important factor in variation of convective heat transfer coefficient. Conclusions Cooling efficiency is evaluated based on rapid and uniformity of cooling. Cooling curves against time reduced exponentially at the different airflow velocities in the center (aril) and outer layer (peel) of pomegranate. By increasing the air flow velocity, half and seven-eighths cooling time reduced and cooling rate increased that showed direct impact of this variable. The main reason was the variation of convective heat transfer coefficient. The lowest level of uniformity obtained at the highest velocity (1.3 m s-1), which made more uniform temperature distribution in the fruit. The results showed that applied method in this experiment could be used for the fruits which are similar to sphere and could explain the unsteady heat transfer without complex calculations in the cooling process. Based on the results of this research, the airflow velocity of 1.3 m s-1 is recommended for forced air precooling operations of pomegranate.
عنوان نشريه :
ماشين هاي كشاورزي
عنوان نشريه :
ماشين هاي كشاورزي
اطلاعات موجودي :
دوفصلنامه با شماره پیاپی 0 سال 2018
لينک به اين مدرک :
بازگشت