پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

مدل‌سازی ریاضی خشک کردن لایه نازک ورقه‌های برش خورده سیب در یک خشک کن مجهز به پمپ حرارتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده
در این پژوهش، پارامترها و سینتیک خشک کردن ورقه‌های برش خورده سیب رد دلیشز در یک خشک کن مجهز به پمپ حرارتی در دماهای (30، 40، 50، 60 و 70 درجه سلسیوس) و سرعت‌های هوا (1، 5/1 و 2 متر بر ثانیه) بررسی شد. آنالیز واریانس برای تعیین اثرات دما و سرعت باد بر روی پارامترهای تغییر رنگ، چروکیدگی و شدت جذب مجدد استفاده شد. پنج مدل ریاضی برای توصیف و مقایسه سینتیک خشک کردن ورقه‌های سیب انتخاب شد و ضریب تعیین (R2)، مربع کای (χ2)، و(RMSE) برای ارزیابی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که دما و سرعت هوای خشک کردن تاثیر معنی داری بر رفتار خشک کردن برش های سیب داشت. زمان خشک کردن با افزایش دما و سرعت خشک کردن کاهش یافت. دما و سرعت هوا تاثیر کمی بر تغییرات کل رنگ، نرخ چروکیدگی و شدت جذب مجدد ورقه‌های خشک شده سیب داشتند. در میان مدل-های ریاضی، مدل پیج اصلاح شده با کمترین خطا و بیشترین ضریب تعیین بهترین برازش را داشت. انتقال رطوبت از ورقه‌های سیب با اعمال مدل انتشار فیک توصیف شد. ضریب نفوذ موثر (Deff) با افزایش دمای خشک کردن افزایش یافت و در محدوده 10- 10×32/2 تا 10-10×18/5 مترمربع بر ثانیه بدست آمد. وابستگی دمای نفوذ موثر با رابطه آرینیوس توصیف شد و انرژی فعال سازی برای نفوذ رطوبت در برش های سیب 4/28 کیلوژول بر مول تعیین شد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات