پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

بررسی سینتیک خشک کردن و اسانس استخراجی اسطوخدوس در خشک‌کن خورشیدی تحت خلاء

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه کردستان، سنندج
چکیده
در این پژوهش با توجه به اهمیت گیاهان دارویی در صنایع غذایی و دارویی و نقش غیرقابل انکار فرآیند خشک‌کردن در فرآوری آن‌ها، یک سامانه خشک‌‌کن خورشیدی-خلائی برای خشک‌کردن گیاهان دارویی پیاده‌سازی و ارزیابی شد. دستگاه شامل یک محفظه خشک‌کن، محفظه آب سرد، پمپ خلاء، حسگرهای دما، فشارسنج، مدار پایشی آردوینو، پمپ آب، چگالنده و شیرهای پایشی است. به منظور ارزیابی خشک‌کن و سینتیک خشک کردن، آزمایش‌ها بر روی محصول اسطوخودوس در فشار 30 کیلو پاسکال در خشک‌کن خورشیدی-خلائی و خشک کردن در مقابل خورشید، سایه و آون انجام شد. نتایج بررسی سینیتیک خشک-کردن نشان داد که کم‌ترین و بیش‌ترین زمان خشک شدن به ترتیب مربوط به خشک‌کن خورشیدی-خلائی با 188 دقیقه و سایه با 1620 دقیقه بود. سینتیک خشک کردن در خشک‌کن توسعه داده شده مدل‌‌سازی شد. مدل اصلاح یافته هندرسون و پابیس با مقادیر "R" ^"2"  بیش‌تر از 96/0 و مقدار خطای RMSE کم‌تر از 05/0 به عنوان مدل با بهترین عملکرد انتخاب شد. از اسپکترومتر جرمی (GC-MS) جهت ارزیابی کیفیت اسانس خشک شده در آزمایش‌های مختلف استفاده شد. ترکیب‌های اصلی اوکالیپتول و بورنئول بیش‌ترین مقادیر را داشتند، به‌طوری‌که بیش‌ترین مقدار اوکالیپتول برای تیمار خشک کردن در مقابل خورشید 9/30 درصد و بیش‌ترین مقدار بورنئول مربوط به تیمار سایه 6/24 درصد به دست آمد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Bakhtiarizade, M. & Souri, M. K. (2019). Beneficial effects of rosemary, thyme and tarragon essential oils on postharvest decay of Valencia oranges. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 6, 9. https://doi.org/10.1186/s40538-019-0146-3
Chograni, H., Riahi, L. & Messaoud, C. (2021). Variability of qualitative and quantitative secondary metabolites traits among wild genetic resources of Lavandula stoechas L. Biochemical Systematics and Ecology, 98, 104327. doi.org/10.1016/j.bse.2021.104327
Ezzoubi, Y., Bousta, D. & Farah, A. (2020). A Phytopharmacological review of a Mediterranean plant: Lavandula stoechas L. Clinical Phytoscience, 6, 9. doi.org/10.1186/s40816-019-0142-y
Pacifico, I., De Gara, L., Stellari, A., Marinoni, L. & Cattaneo, T. M. P. (2022). The application of solar drying process for the valorisation of papaya fruit. European Food Research and Technology, 248, 857-867. doi.org/10.1007/s00217-021-03932-6
Seiiedlou, S., Nalbandi, H., & Bodaghi, A. (2020). Determination of performance parameters of infrared dryer to increase drying performance and uniformity of heat distribution. Innovative Food Technologies, 7(2), 313-326. (in Persian). doi. 10.22104/jift.2019.3700.1883
Calín-Sánchez, Á., Lipan, L., Cano-Lamadrid, M., Kharaghani, A., Masztalerz, K., Carbonell-Barrachina, Á. A. & Figiel, A. (2020). Comparison of traditional and novel drying techniques and its effect on quality of fruits, vegetables and aromatic herbs. Foods, 9, 1261. https://doi.org/10.3390/foods9091261
Nukulwar, M. R. & Tungikar, V. B. (2021). A review on performance evaluation of solar dryer and its material for drying agricultural products. Materials Today. Proceedings, 46, 345-349. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.354
Kumar, P. & Singh, D. (2020). Advanced technologies and performance investigations of solar dryers: A review. Renewable Energy Focus, 35, 148-158. https://doi.org/10.1016/j.ref.2020.10.003
Pagukuman, B. N. & Wan Ibrahim, M. K. (2022). A review of the significance effect of external factors of the solar dyer design to dried foods product quality. Journal of Engineering, Design and Technology, 20(6), 1765-1786. https://doi.org/10.1108/JEDT-01-2021-0033
Mohana, Y., Mohanapriya, R., Anukiruthika, T., Yoha, K. S., Moses, J. A. & Anandharamakrishnan, C. (2020). Solar dryers for food applications: Concepts, designs, and recent advances. Solar Energy, 208, 321-344. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.07.098
Gulcimen, F., Karakaya, H. & Durmus, A. (2016). Drying of sweet basil with solar air collectors. Renewable Energy, 93, 77-86. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.02.033
Dalda Şekerci, A., Çetin, N., Beyzi, E., Karaman, K. & Gülşen, O. (2023). Drying Methods Affect the Drying Kinetics, Bioactive Characteristics and Essential Oil Composition of Lavender (Lavandula angustifolia Mill.) and Lavandin (Lavandula hybrida). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 26(1), 1-18. DOI: 10.1080/0972060X.2022.2160280.
Hafezi, N., Sheikhdavoodi, M. J., Sajadiye, S. M. & Ferdavani, M. (2014). Evaluation of energy consumption of potato slices drying using vacuum-infrared method. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 2, 2651-2658. (No Doi)
Dash, K. K., Shangpliang, H., Bhagya Raj, G. V. S., Chakraborty, S. & Sahu, J. K. (2021). Influence of microwave vacuum drying process parameters on phytochemical properties of sohiong (Prunus nepalensis) fruit. Journal of Food Processing and Preservation, 45, e15290. https://doi.org/10.1111/jfpp.15290
Nguyen, T. P. & Songsermpong, S. (2022). Microwave processing technology for food safety and quality: A review. Agriculture and Natural Resources, 56, 57–72. doi.org/10.34044/j.anres.2021.56.1.06
Zhang, W., Pan, Z., Xiao, H., Zheng, Z., Chen, C. & Gao, Z. (2018). Pulsed vacuum drying (PVD) technology improves drying efficiency and quality of Poria cubes. Drying Technology, 36, 908-921. https://doi.org/10.1080/07373937.2017.1362647
Vu, H. T. & Tsotsas, E. (2018). Mass and Heat Transport Models for Analysis of the Drying Process in Porous Media: A Review and Numerical Implementation. International Journal of Chemical Engineering, 2018, Article ID 9456418. https://doi.org/10.1155/2018/9456418
Buzrul, S. (2022). Reassessment of Thin-Layer Drying Models for Foods: A Critical Short Communication. Processes, 10(1), 118. https://doi.org/10.3390/pr10010118
Kuan, M., Shakir, Y., Mohanraj, M., Belyayev, Y., Jayaraj, S. & Kaltayev, A. (2019). Numerical simulation of a heat pump assisted solar dryer for continental climates. Renewable Energy, 143, 214-225. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.04.119
Argyropoulos, D. & Müller, J. (2014). Changes of essential oil content and composition during convective drying of lemon balm (Melissa officinalis L.). Industrial Crops and Products. 52, 118–124. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.10.020
Homayounfar H, Amiri Chayjan R, Sarikhani H, Kalvandi R. (2022). Optimization of different drying systems for lavender leaves applying response surface methodology. Journal of Agricultural Science and Technology. 22(3): 679-692. https://doi.org/20.1001.1.16807073.2020.22.3.9.9
Baur, F.J. & Ensminger, L.G. (1977). The Association of Official Analytical Chemists (AOAC). Journal of the American Oil Chemists’ Society. 54, 171–172. https://doi.org/10.1007/BF02670789
Abri, A., & Noroozi, M. (2022). Extraction and identification of Gallic acid and some active ingredients in Lavandula angustifolia plant and synthesis of silver nanoparticles by green method from the extract of this plant. Applied Chemistry, 17(63), 165-178. https://doi.org/10.22075/chem.2021.20160.1824
Liu, Z.-L., Xie, L., Zielinska, M., Pan, Z., Deng, L.-Z., Zhang, J.-S., Gao, L., Wang, S.-Y., Zheng, Z.-A. & Xiao, H.-W. (2022). Improvement of drying efficiency and quality attributes of blueberries using innovative far-infrared radiation heating assisted pulsed vacuum drying (FIR-PVD). Innovative Food Science & Emerging Technologies, 77, 102948. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2022.102948
Ghasemi Pirbalouti, A., Mahdad, E. & Craker, L. (2013). Effects of drying methods on qualitative and quantitative properties of essential oil of two basil landraces. Food Chemistry, 141, 2440-2449. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.05.098
Salehi, B., Sharifi-Rad, J., Quispe, C., Llaique, H., Villalobos, M., Smeriglio, A., Trombetta, D., Ezzat, S. M., Salem, M. A., Zayed, A., Salgado Castillo, C. M., Yazdi, S. E., Sen, S., Acharya, K., Sharopov, F. & Martins, N. (2019). Insights into Eucalyptus genus chemical constituents, biological activities and health-promoting effects. Trends in Food Science & Technology, 91, 609-624. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.08.003