نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 دانشجوی کارشناسی، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

بررسی ضریب انتقال جرم داخلی و خارجی می‌تواند یک ابزار سودمند برای کنترل بهتر شرایط فرایند خشک‌کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی باشد. درهمین‌راستا در این پژوهش به بررسی تأثیر پیش‌تیمارهای مختلف (پیش‌تیمار حرارتی با عملیات بلانچینگ، پیش‌تیمار پالسی با اشعۀ مایکروویو پالسی، پیش‌تیمار مکانیکی با امواج اولتراسوند و پیش‌تیمار شیمیایی با آب‌گیری اسمزی) بر ضرایب انتقال جرم داخلی (ضریب نفوذ رطوبت)، ضرایب انتقال جرم خارجی و همچنین انرژی فعال‌سازی پرداخته شد. آزمایش‌ها در 3 سطح دمایی (45، 55 و 65 درجۀ سلسیوس) و در پیش‌تیمارهای مختلف شامل پیش‌تیمار حرارتی بلانچینگ با آب داغ (در دمای 70، 80 و 90 درجۀ سلسیوس)، پالسی با مایکروویو (90، 180 و 360 وات)، شیمیایی با اسمز (با غلظت 30، 50 و 70 درصد) و مکانیکی با فراصوت (با زمان‌های 15، 30 و 45 دقیقه) انجام گردید. نتایج نشان داد که پیش‌تیمار مایکروویو بیشترین تأثیر و پیش‌تیمار اسمز کمترین تأثیر را بر پارامترهای انتقال جرم داخلی و خارجی نسبت به تیمار شاهد داشت. بالاترین میزان ضریب انتقال جرم داخلی و خارجی با استفاده از پیش‌تیمار مایکروویو با توان 360 وات و دمای خشک‌کردن 65 درجۀ سلسیوس به‌ترتیب به میزان 10-10×36/21 (مترمربع بر ثانیه)، 6-10×13/21 (کیلوگرم بر مترمربع ثانیه) و پایین‌ترین میزان این پارامترها در تیمار شاهد و دمای خشک‌کردن 45 درجۀ سلسیوس و به‌ترتیب به میزان 10-10×7/61 (مترمربع بر ثانیه)، 6-10×3/49 (کیلوگرم بر مترمربع ثانیه) بود. همچنین گسترۀ تغییرات انرژی فعال‌سازی در این پژوهش با استفاده از پیش‌تیمار و دماهای مختلف از 18/52 تا 32/04 کیلوژول بر مول بود.

کلیدواژه‌ها

احمدی چناربن، ح. 1389. پارامترهای کمی وکیفی موثر در فرآیند خشک کردن و نگهداری گیاه دارویی علف چای Hypericum perforatum L. به منظور کاهش ضایعات و مصرف انرژی. رساله دکتری دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.

احمدی، ک.، قلی‌زاده، ح.، عبادزاده،  ح.ر.، حسین‌پور، ر.، حاتمی، ف.، عبدشاه، ه.، رضایی، م.م.، کاظمی‌فرد، ر. و فضلی استبرق، م. 1393. آمارنامه کشاورزی، محصولات باغی. وزارت جهادکشاورزی، معاونت برنامه ریزی و اقتصادی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات.

اصل‌نژادی، س. و  پیغمبردوست، س. ه. 1395. مطالعه سینتیک خشک کردن قارچ خوراکی پیش تیمار شده با آبگیری اسمزی. مهندسی بیوسیستم ایران، 47 (3): 575-569. 

باقرى، ه.، سیدآبادى، م.م. و کاشانى نژاد، م. 1393. مدل سازى سینتیک خش کشدن لایه نازک کمه (کشک محلى). فصلنامه علوم و فناوری‌های نوین غذایی، 2 (5): 3-16.

پورفلاح، ز.، نهاردانی، م.، سلامی‌نیا، م.، نوریان، س. و محمدی، م. 1390. سینتیک خشک کردن برش های سیب زمینی ترشی (Helianthus tuberosus L)  با روش جابه جایی هوای داغ. فصلنامه نوآوری در علوم و فناوری غذایی، 3 (4): 1-13.

شهیدی، ف.، محبی، م.، نوشاد، م.، احتیاطی، ا. و فتحی، م. 1390. بررسی تأثیر پیش تیمار اسمز و فراصوت بر برخی ویژگی های کیفی موز خشک شده به روش هوای داغ. نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران، 7 (4): 263-272.

طباطبایی یزدی، ف.، محبی، م.، مرتضوی، س.ع.، قیطران‌پور، آ. و علیزاده بهبهانی، ب. 1393. مطالعه ضریب نفوذ موثر، انرژی فعال‌سازی و رفتار خشک‌شدن فرمولاسیون‌های مختلف ترخینه در خشک‌کن هوای داغ. نشریه پژوهش‌های علوم و صنایع غذایی ایران. 10 (3): 219-223.

مصباحی، غ. و جمالیان، ج. 1385. فرمولاسیون سس سیب متناسب با ذائقه ایرانی. علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی). 10 (2): 203-214.

Adedeji, A.A., Gachovska, T.K., Ngadi, M.O. & Raghavan, G.S.V. 2008. Effect of Pretreatments on Drying Characteristics of Okra, Drying Technology, 26(10): 1251-1256.

Aghbashlo, M., Kianmehr, M.H. & Samimi-Akhijahani, H. 2008. Influence of drying conditions on the effective moisture diffusivity, energy of activation and energy consumption during the thin-layer drying of berberis fruit (Berberidaceae). Energy Conversion and Management, 49(10): 2865-2871.

Amami, E., Khezami, L., Vorobiev, E. & Kechaou, N.  2008. Effect of Pulsed Electric Field and Osmotic Dehydration Pretreatment on the Convective Drying of Carrot Tissue. Drying Technology, 26 (2): 231-238.

Beigi, M. 2016. Influence of drying air parameters on mass transfer characteristics of apple slices. Heat Mass Transfer, 52(10): 2213–2221.

Bon, J., Rosselló, C., Femenia, A., Eim, V. & Simal, S. 2007. Mathematical Modeling of Drying Kinetics for Apricots: Influence of the External Resistance to Mass Transfer. Drying Technology, 25 (11): 1829-1835.

Doymaz, I. 2010. Effect of citric acid and blanching pre-treatments on drying and rehydration of Amasya red apples. Food and Bioproducts Processing, 88(2): 124-132.

Doymaz, I. 2004.  Drying kinetics of white mulberry. Journal of Food Engineering, 61(3): 341-346.

Eren, I., Yıldız-Turp, G., Kaymak-Ertekin, F. & Serdaroglu, M. 2008. The Effect of External Mass Transfer Resistance during Drying of Fermented Sausage. Drying Technology, 26(12): 1543-1551.

Jurendić, T. & Tripalo, B. 2011. Biot number-lag factor (Bi-G) correlation for tunnel drying of baby food. African Journal of Biotechnology, 10(59): 12676-12683.

Kaya, A., Aydin, O. & Demirtas, C. 2007.  Drying kinetics of red delicious apple. Biosystem Engineering, 96(4): 517-524.

Krokida, M.K. & Maroulis, Z.B. 1997. Effect of Drying Method on Shrinkage and Porosity. Drying Technology, 15(10): 2441-2458.

Lin, Y.L., Li, S.J., Zhu, Y., Bingol, G., Pan, Z. & Tara H.M. 2009. Heat and Mass Transfer Modeling of Apple Slices under Simultaneous Infrared Dry Blanching and Dehydration Process. Drying Technology, 27 (10): 1051-1059.

Maskan, M. 2001. Drying Shrinkage and Rehydration Characteristics of Kiwifruits during Hot Air and Microwave Drying. Journal of Food Engineering, 48 (2): 177-182.

Minaei, S., Motevali, A., Najafi, G. & Mousavi Seyedi, S.R. 2011. Influence of drying methods on activation energy, effective moisture diffusion and drying rate of pomegranate arils (Punica Granatum). Australian Journal of Crop Science, 6(4): 584-591.

Mujumdar, A.S. 2000, Drying Technology in Agriculture and Food Science. Science Publisher, Inc. 313P.

Sacilic, K. & Elicin, A. 2006.  Mathematical modeling of solar tunnel drying of thin layer organic tomato. Journal of Food Engineering, 173(3): 231-238.

Singh, B. & Gupta, A.K. 2007. Mass transfer kinetics and determination of effective diffusivity during convective dehydration of pre-osmosed carrot cubes. Journal of Food Engineering, 79(2): 459-470.

Sledz, M.,  Wiktor, A.,  Rybak, K.,  Nowacka, M.  & Witrowa-Rajchert, D. 2016. The impact of ultrasound and steam blanching pre-treatments on the drying kinetics, energy consumption and selected properties of parsley leaves. Applied Acoustics, 103: 148-156.

Tao, Y., Wang, P., Wang, Y., Kadam, S.U., Han, Y., Wang, J. & Zhou, J. 2016. Power ultrasound as a pretreatment to convective drying of mulberry (Morus alba L.) leaves: Impact on drying kinetics and selected quality properties. Ultrasonics Sonochemistry, 31: 310-318.

Tunde-Akintunde, T.Y. & Ogunlakin, G.O. 2011. Influence of drying conditions on the effective moisture diffusivity and energy requirements during the drying of pretreated and untreated pumpkin. Energy Conversion and Management, 52(2): 1107-1113.

Wang, Z., Sun, J., Liao, X., Chen, F., Zhao, G., Wu, J. & Hu, X. 2007.  Mathematical modeling on hot air drying of thin layer apple pomace. Food Research International, 40(1): 39-46.

Zielinska, M. & Michalska, A. 2016. Microwave-assisted drying of blueberry (Vaccinium corymbosum L.) fruits: Drying kinetics, polyphenols, anthocyanins, antioxidant capacity, colour and texture. Food Chemistry, 212: 671-680.