پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

تغییرات رنگ و سینتیک خشک شدن برگه‌های نازک موسیر در خشک‌کن جت برخوردی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مکانیزاسیون، دانشکده کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2 دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
با توجه به مصرف عمده موسیر بصورت پودر در صنایع غذایی، خشک کردن آن ضروری است. امروزه به دلیل استریل نبودن و کیفیت پایین محصول خشک شده بوسیله روش قدیمی استفاده از نور خورشید، از این روش استفاده نمی‌شود و برای خشک کردن محصولات از خشک‌کن‌های صنعتی استفاده می‌شود. در میان روش‌های خشک کردن، بکارگیری روش جت برخوردی در سال‌های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از مزیت‌های این نوع خشک‌کن می‌توان به انتقال حرارت بالا، کاهش مدت زمان خشک کردن و افزایش کیفیت محصول نهایی اشاره کرد. در پژوهش حاضر تاثیر دمای هوا در سه سطح 50، 60 و 70 درجه سلسیوس، سرعت هوای خروجی از نازل‌ها در سه سطح 7، 10 و 13 متر بر ثانیه و نسبت فاصله نازل تا سطح محصول به قطر نازل یا همان نسبتH/D ‌ در سه سطح 4، 5 و 6 در خشک‌کن جت برخوردی بر روی نرخ خشک شدن و تغییرات رنگ برگه‌های موسیر بررسی گردید. آزمایشات به روش سطح پاسخ ( Response Surface Method) و طرح مرکب مرکزی (Central Composite Design) در حالت مرکز وجهی انجام و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که دست‌یابی به نرخ خشک شدن بالا در دما و سرعت‌های بالای هوا و نسبتH/D ‌ های پایین روی می‌دهد. همچنین اثر دو متغیر دما و سرعت بر تغییر شاخص‌های تغییر رنگ معنی‌دار بوده اما نسبتH/D ‌ بر این شاخص‌ها اثر معنی‌دار نداشت. همچنین تاثیر دمای هوا بر نرخ خشک شدن برگه‌های موسیر بیشتر از سرعت هوا بود. اثر دما و سرعت هوا بر شاخص های 〖∆L〗^* و 〖∆b〗^* تغییر رنگ در سطح 1 درصد معنی‌دار بود ولی نسبتH/D ‌ اثر معنی‌داری بر این شاخص‌ها نداشت. شرایط بهینه برای خشک شدن برگه‌های موسیر با خشک‌کن جت برخوردی دمای 69 درجه سلسیوس، نسبتH/D ‌ برابر با 1/5 و سرعت هوای 4/10 متر بر ثانیه پیشنهاد گردید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Abbasi, H., Layeghinia, N., Bibak, F., Karimi, S. (2020) Investigation of mass transfer and drying kinetics of shallot by Combined microwave-hot air drying of peeled longan. Journal of Food Engineering, 81(2), 459-468. DOI: 10.29252/fsct.18.01.10
 
Akpinar, E. K., & Toraman, S. (2013). Estimation of the moisture diffusivity and activation energy in thin layer drying of ginger slices. International Journal of Nutrition and Food Engineering, 7(6), 415-418. DOI:10.5281/zenodo.1075372
 
ASAE Standards. (2003). Moisture Measurement – Forages. ASAE, S358.2.
 
Cárcel, J. A., Benedito, J., Rosselló, C., & Mulet, A. (2007). Influence of ultrasound intensity on mass transfer in apple immersed in a sucrose solution. Journal of food engineering, 78(2), 472-479. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2005.10.018
 
Chakroun, W. M., Abdel-Rahman, A. A., & Al-Fahed, S. F. (1998). Heat transfer augmentation for air jet impinged on a rough surface. Applied thermal engineering, 18(12), 1225-1241. DOI:10.1016/S13594311(97)00100-2
 
Dikbasan, T. (2007). Determination of effective parameters for drying of apples (Master's thesis, Izmir Institute of Technology (Turkey)).
 
Doymaz, İ. (2018). Effect of pre-treatment and air temperature on drying kinetics and quality of Jerusalem artichoke. Scientific Study & Research. Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry, 19(4), 395.
 
Farzad, M., El Ferouali, H., Kahraman, O., & Yagoobi, J. (2022). Enhancement of heat transfer and product quality using jet reattachment nozzles in drying of food products. Drying Technology, 40(2), 352-370. DOI:10.1080/07373937.2020.1804927
 
Huang, D., Li, W., Shao, H., Gao, A., & Yang, X. (2017). Colour, texture, microstructure and nutrient retention of kiwifruit slices subjected to combined air-impingement jet drying and freeze drying. International Journal of Food Engineering, 13(7), 20160344. DOI:10.1111/1541-4337.13175
 
Jin, W., Zhang, M., & Mujumdar, A. S. (2024). A high-efficiency radio-frequency-assisted hot-air drying method for the production of restructured bitter melon and apple chips. Foods, 13(2), 197. DOI:10.3390/foods13020197
 
Ju, H. Y., Zhao, S. H., Mujumdar, A. S., Zhao, H. Y., Duan, X., Zheng, Z. A., ... & Xiao, H. W. (2020). Step-down relative humidity convective air drying strategy to enhance drying kinetics, efficiency, and quality of American ginseng root (Panax quinquefolium). Drying Technology. DOI:10.1080/07373937.2019.1597373
 
Karimi, S., Bibak, F., Layeghiniya, N., & Abbasi, H. (2021). Determination of drying kinetics of Allium stipitatum under a proposed combined microwave-hot air method and investigation of effect of operating conditions on its color parameters. Journal of food science and technology , 18(110), 99-115. DOI:10.29252/fsct.18.01.10
 
Li, W., Wang, M., Zhang, B., & Yang, X. (2015). Effects of air-impingement jet drying on drying kinetics, nutrient retention and rehydration characteristics of onion (Allium cepa) slices. International Journal of Food Engineering, 11(3), 435-446. DOI:10.1515/ijfe-2014-0269
 
Ljung, A. L., Andersson, L. R., Andersson, A. G., Lundström, T. S., & Eriksson, M. (2017). Modelling the evaporation rate in an impingement jet dryer with multiple nozzles. International Journal of Chemical Engineering,(1), 57-62. DOI:10.1155/2017/5784627
 
Omidifar, N., Nili-Ahmadabadi, A., Gholami, A., Dastan, D., Ahmadimoghaddam, D., & Nili-Ahmadabadi, H. (2020). Biochemical and Histological Evidence on the Protective Effects of Allium hirtifolium Boiss (Persian Shallot) as an Herbal Supplement in Cadmium Induced epatotoxicity. Evidence Based Complementary and Alternative Medicine, (1), 74-85.  DOI: 10.1155/2020/7457504
 
Poorgharib, M., Mehrjerdi, M. Z., & Arabhosseini, A. (2023). Effect of different drying methods on antioxidant and phytochemical yield of Allium hirtifolium Boiss. 27-44. IOP Conference Series Earth and Environmental Science. DOI:10.1088/1755-1315/1413/1/012081
 
Rad, M., Goli, H., & Mirahmadi, F. (2021). Effects of Air Impingement Jet Drying on Drying Kinetics and Some Quality Attributes of Strawberry Slices. Journal of Agricultural Machinery, 11(2), 409-422. DOI:10.22067/jam.v11i2.83943
 
Sagar, V. R., & Suresh Kumar, P. (2010). Recent advances in drying and dehydration of fruits and vegetables: a review. Journal of food science and technology, 47, 15-26. DOI: 10.1007/s13197-010-0010-8
 
Sarkar, A., Nitin, N., Karwe, M. V., & Singh, R. P. (2004). Fluid flow and heat transfer in air jet impingement in food processing. Journal of food science, 69(4), 113-122. DOI:10.1111/j.1365-2621.2004.tb06315.
 
Sasongko, S. B., Hadiyanto, H., Djaeni, M., Perdanianti, A. M., & Utari, F. D. (2020). Effects of drying temperature and relative humidity on the quality of dried onion slice. Heliyon, 6(7). DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e04338
 
Wae-hayee, M., Tekasakul, P., & Nuntadusit, C. (2013). Influence of nozzle arrangement on flow and heat transfer characteristics of arrays of circular impinging jets. Songklanakarin Journal of Science & Technology, 35(2).
 
Wang, D., Dai, J. W., Ju, H. Y., Xie, L., Xiao, H. W., Liu, Y. H., & Gao, Z. J. (2015). Drying kinetics of American ginseng slices in thin-layer air impingement dryer. International Journal of Food Engineering, 11(5), 701-711. DOI:10.1515/ijfe-2015-0002
 
Xiao, H. W., GAO, Z. J., Lin, H. A. I., & YANG, W. X. (2010) a. Air impingement drying characteristics and quality of carrot cubes. Journal of Food Process Engineering, 33(5), 899-918. DOI:10.1111/j.1745-4530.2008.00314.x
 
Xiao, H. W., Law, C. L., Sun, D. W., & Gao, Z. J. (2014). Color change kinetics of American ginseng (Panax quinquefolium) slices during air impingement drying. Drying Technology, 32(4), 418-427. DOI:10.1080/07373937.2013.834928
 
Xiao, H. W., Pang, C. L., Wang, L. H., Bai, J. W., Yang, W. X., & Gao, Z. J. (2010)b. Drying kinetics and quality of Monukka seedless grapes dried in an air-impingement jet dryer. Biosystems Engineering, 105(2), 233-240. DOI:10.1016/j.biosystemseng.2009.11.001
 
Zheng, X., Xiao, H., Wang, L., Zhang, Q., Bai, J., Xie, L., ... & Gao, Z. (2014). Shorting drying time of Hami-melon slice using infrared radiation combined with air impingement drying. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 30(1), 262-269. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.01.033
 
Zheng, Q., Li, X., Liu, T., Zhang, Y., Liu, J., Zhang, H., ... & Gao, X. (2021). Effects of airimpingement jet drying on drying kinetics, color, polyphenol compounds, and antioxidant activities of Boletus aereus slices. Journal of Food Science, 86(5), 2131-2144. DOI: 10.1111/1750-3841.15702