زمینه مطالعاتی: بروکلی منبع غنی مواد معدنی، تأمین کننده ویتامین ها و منبع آنتی اکسیدان های طبیعی است. با توجه به فسادپذیری بالای بروکلی، جلوگیری از فساد آن برای حفظ ترکیبات زیست فعال حیاتی می باشد. خشک کردن روشی است که برای افزایش عمر ماندگاری محصولات غذایی کاربرد بسیاری دارد. هدف: هدف از این پژوهش بررسی اثر روش خشک کردن (هوای داغ کنوکسیونی (CHA)، مایکروویو (MW)، هوای داغ-مایکروویو (CHA-MW)، مایکروویو-هوای داغ (MW-CHA)) بر پارامترهای سینتیک خشک کردن (محتوای و نسبت رطوبت، نرخ و زمان خشک کردن، ضریب انتشار مؤثر رطوبت و انرژی مصرفی) فوم پالپ کلم بروکلی است. روش کار: فوم از 3 درصد (وزنی/وزنی) سفیده تخم مرغ به عنوان عامل فوم ساز و 5/0 درصد (وزنی/وزنی) محلول متیل سلولز به عنوان پایدارکننده کف تهیه شد. فوم بروکلی (ضخامت 5 میلی متر) با استفاده از روش های هوای داغ (دمای 40 درجه سانتی گراد و سرعت 1 متر بر ثانیه)، مایکروویو (90 وات)، مایکروویو-هوای داغ (MW-CHA) و هوای داغ-مایکروویو (CHA-MW) با همان دما و توان روش تکی، تا رسیدن به وزن ثابت خشک شد. نتایج: ترکیب روش مایکروویو و هوای داغ (در هر دو شکل پیش تیمار و پس تیمار) نسبت به روش مایکروویو به تنهایی، موجب کاهش ضریب انتشار مؤثر و نرخ خشک کردن و افزایش انرژی مصرفی گردید. میانگین محتوا و نسبت رطوبت نیز تحت تأثیر روش خشک کردن و نحوه ترکیب مایکروویو و هوای داغ قرار گرفت؛ به این صورت که در روش خشک کردن مایکروویو-هوای داغ (MW-CHA)، میانگین محتوا و نسبت رطوبت در مقایسه با روش مایکروویو و هوای داغ به تنهایی، بیشتر بود اما میانگین محتوا و نسبت رطوبت در روش خشک کردن هوای داغ-مایکروویو (CHA-MW)، کمترین مقدار بین چهار روش دیگر را داشت. نتیجه گیری نهایی: بر اساس کمترین میزان مصرف انرژی، زمان فرایند، میانگین محتوا و نسبت رطوبت و نیز بیشترین میزان ضریب انتشار مؤثر رطوبت و نرخ خشک شدن، روش مایکروویو با میزان مطلوبیت 88/0 و پس از آن روش CHA-MW با میزان مطلوبیت 7/0 روش بهینه برای خشک کردن فوم بروکلی شناخته شدند.

در این پژوهش یک خشک کن مایکروویو-هوای گرم مجهز به سیستم کنترل توان مایکروویو و سیستم تصویربرداری برخط برای مدل سازی سینتیک خشک کردن برگه توت فرنگی استفاده شد. تیمارهای هوای گرم با دماهای 50، 60 و 70 درجه سلسیوس، سرعت هوای 5/0 متربرثانیه و تیمارهای مایکروویو با چگالی توان 7/2، 5/3 و 5 وات بر گرم و دمای 40 درجه سلسیوس انجام گرفت. نتایج نشان داد که مدل پیج با R2 (9987/0-9945/0) و RMSE (0213/0-0097/0) و مدل لگاریتمی با R2 (9996/0-9984/0) و RMSE (01437/0-006276/0) دارای بهترین برازش به ترتیب بر روی داده های مایکروویو و هوای گرم بودند. همچنین سینتیک تغییرات رنگ کلی (∆ E) نشان داد که در خشک کن مایکروویو بیشترین تغییرات رنگ در ابتدای فرایند رخ می دهد و در انتهای فرآیند تقریباً به10 می رسد. ولی در روش هوای گرم تغییرات رنگ در طول فرآیند بتدریج افزایش می یابد و در انتها به بیشتر از 15 می رسد.

با تعیین همدمای جذب رطوبت و خواص گرمایی پودر سیر می توان پایداری آن را در مدت نگهداری تعیین کرد. نتایج خشک کردن ورقه های 2 میلی متری سیر با دو روش انجمادی و جریان هوای گرم نشان داد که مقدار پیرووات پودر سیر انجمادی بیشتر و دانسیته و تغییرات رنگ آن به صورت معنی داری کمتر از نمونه دیگر بود. منحنی های همدمای جذب تا فعالیت آبی 0.4 تغییرات کمی داشت ولی با افزایش فعالیت آبی محیط، رطوبت جذب شده به وسیله نمونه ها افزایش یافت. دمای انتقال شیشه ای در پودر سیر انجمادی با رطوبت 7.0درصد، 50.4 درجه سلسیوس و برای پودر سیر با جریان هوای گرم با رطوبت 7.7 درصد، 44.5 درجه سلسیوس بود. در هر دو پودر سیر افزایش رطوبت سبب کاهش دمای انتقال شیشه ای شد. فعالیت آبی بالاتر از 0.55 و دماهای بیشتر از 35 درجه سلسیوس، احتمال جذب رطوبت و کلوخه شدن پودر را به شدت افزایش داد.

در این پژوهش قارچ خوراکی دکمه ای به صورت کامل، با استفاده از خشک کن ترکیبی مایکروویو جریان هوای گرم در دو حالت چگالی توان ثابت و متغیر با سطوح چگالی توان (1/5، 2 و 2/5 وات بر گرم) و 3 سطح دمای 23 (محیط)، 50 و 70 درجه ی سلسیوس برای جریان هوای گرم ورودی خشک شد. سپس راندمان خشک کردن و کیفیت نهایی محصول خشک شده (رنگ و ظرفیت بازجذبی) مورد ارزیابی قرار گرفت. بیشترین مقدار راندمان خشک کردن در حالت چگالی توان ثابت 1/5 با دمای 23 درجه ی سلسیوس، 44/44 درصد به دست آمد. نتایج ارزیابی پارامترهای رنگی نشان داد که محصول خشک شده در حالت چگالی توان ثابت کیفیت ظاهری (رنگ) بهتری نسبت به حالت متغیر داشت و افزایش سطوح چگالی توان و کاهش دما باعث کاهش کیفیت محصول از بابت رنگ شد. همچنین محصول خشک شده با چگالی توان ثابت در مقایسه با چگالی توان متغیر و استفاده از هوای گرم نسبت به هوای محیط باعث افزایش ظرفیت بازجذبی محصول شد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این پژوهش یک خشک­کن مایکروویو-جریان هوای گرم با سامانه کنترل برخط چگالی توان برای خشک کردن برگه موز توسعه داده شد. این خشک­کن دارای بخش­های اندازه­گیری برخط جرم، تصویربرداری و مدارکنترل توان مایکروویو می­باشد. کنترل توان مایکروویو توسط یک سامانه شامل برد آردینو، رله حالت جامد (SSR) و برنامه کنترلی در محیط MATLAB انجام گرفت. در این پژوهش آزمایش­ها با پنج سطح چگالی توان ثابت 4، 5، 6، 7 و 8 وات بر گرم برای بررسی سینتیک تغییرات محتوای رطوبتی و توان ورودی به مایکروویو انجام گرفت. همچنین یک الگوریتم پردازش تصویر برای محاسبه درصد سوختگی برگه­های موز توسعه داده شد. برای مدل­سازی تغییرات محتوای رطوبتی از 7 مدل ریاضی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل لگاریتمی با بیشترین مقادیر R2 (9831/0-9966/0) و کمترین مقادیر RMSE (01646/0- 02679/0) دارای بهترین دقت مدل­سازی برای داده­ها آزمایشگاهی می­باشد. همچنین روند تغییرات توان با زمان برای ثابت ماندن چگالی توان در حین فرآیند، مانند تغییرات محتوای رطوبتی در همه تیمارها شکل نمایی به خود گرفت. ارزیابی کیفی محصول نهایی نشان داد که تیمارهای با چگالی توان 6، 7 و 8 بترتیب دارای 12، 24 و 29 درصد سوختگی در مقایسه با تیمارهای 4 و 5 وات بر گرم بدون سوختگی بودند.

در این پژوهش پیش بنی زمان خشک شدن انگور و پارامترهای کیفی محصول نهایی (کشمش) در خشک کردن به روش جریان هوای گرم به کمک شبکه های عصبی مصنوعی انجام شد. دمای هوا، سرعت جریان هوا و نوع آماده سازی اولیه انگور از پارامترهای مهم در خشک کردن انگور با خشک کن های جریان های هوای گرم می باشد که به عنوان پارامتر مستقل برای شبکه های عصبی مصنوعی در نظر گرفته شد. برای ایجاد الگوهای آموزش و ارزیابی فرایند، آزمایش های خشک کردن به کمک یک خشک کن آزمایشگاهی انجام گرفت. با به دست آمدن زمان خشک شدن و کیفیت محصول نهایی از چندین شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم یادگیری لونبرگ-مارکوارت برای آموزش الگوها استفاده شد. نتایج نشان داد که شبکه بهینه پس انتشار المان با توپولوژی 3-6-3 و الگوریتم یادگیری لونبرگ-مارکوارت با تابع آستانه سیگمویید لگاریتمی قادر است زمان خشک شدن و پارامترهای کیفی محصول نهایی (شاخص روشنایی وشاخص نسبت قرمزی به زردی) را به ترتیب با ضرایب تعیین 0.991، 0.973، 0.993 و با خطاهای حقیقی 1.65، 0.39، 0.026 پیش بینی کند. اعمال خطا به متغیرهای ورودی شبکه بهینه نشان داد که عملکرد شبکه به دلیل تولید خطای آموزش کمتر از خطای ورودی، به طور مناسبی قادر به پیش بینی مقادیر خروجی می باشد.

در طرح پیش رو برای بررسی فرایند رطوبت­زدایی از قارچ خوراکی- دارویی شیتاکه، از خشک­کن ترکیبی هوای گرم- فروسرخ استفاده شده است. تأثیر متغیرهای ورودی را که شامل دما، سرعت هوای ورودی و توان در خشک­کن ترکیبی هوای گرم- فروسرخ است، بر زمان خشک­شدن نمونه­ها تا رسیدن به رطوبت نهایی 10 درصد بر مبنای وزن تر، میزان انرژی مصرفی، تغیرات رنگ سطحی نمونه­ها، میزان آنتی­اکسیدان و فسفر استخراجی از عصارۀ قارچ خوراکی- دارویی شیتاکه ­خشک بررسی شد. از نرم افزار طراحی آزمایش به روش سنترال کامپوزیت استفاده شده است. پس از بررسی نحوۀ تأثیر متغیرها بر پاسخ­های فرایند، مشخص شد که با افزایش دما، سرعت و توان میزان آنتی ­اکسیدان افزایش می­یابد و مقدار R2، 9163/0 به دست آمد. افزایش دما تأثیر چشم گیری روی رنگ داشت و میزان تغییرات رنگ سطح نمونه­ها را افزایش داد که مقدار R2، 9041/0 به دست آمد. با افزایش دما، سرعت و توان زمان خشک شدن، کاهش پیدا کرد و مقدار R2، 9969/0 به دست آمد. برای دست یابی به کمینۀ میزان انرژی مصرفی، زمان خشک­شدن نمونه­ها و تغییرات رنگ سطح نمونه­ها و بیشینۀ میزان آنتی اکسیدان و فسفر عصارۀ قارچ شیتاکۀ خشک، فرایند بهینه­سازی شد. شرایط عملیاتی بهینه به ترتیب در دما، سرعت هوای ورودی و توان 88/54 درجۀ سلسیوس، 53/0 متر برثانیه و 1183 وات به دست آمد. در این شرایط میزان انرژی­مصرفی، زمان، تغییر رنگ، میزان آنتی­اکسیدان و فسفر پیش بینی شده به ترتیب برابر 05/1 کیلو­وات ساعت،94/ 40دقیقه،24/32، 42/90 میلی­گرم بر میلی لیتر، 82 درصد، به دست آمد.

آبگیری اسمزی، فرآیندی برای حذف قسمتی از آب مواد غذایی گیاهی و حیوانی با غوطه ور کردن در یک محلول غلیظ یا هیپرتونیک است. این فرایند اغلب به عنوان پیش فرآیند روش های مختلف خشک کردن مانند: خشک کردن با هوای گرم، خشک کردن خلایی، خشک کردن انجمادی، خشک کردن با مایکروویو و ... استفاده می شود. بنابراین، در این تحقیق نیز از این فرآیند به عنوان پیش فرآیند خشک کردن با هوای گرم در هویج استفاده شده است. برای تعیین شرایط بهینه آبگیری اسمزی تاثیر عوامل: دما، زمان، غلظت محلول، میزان کلرید سدیم و شربت گلوکز ورودی به داخل بافت هویج بررسی شد. تیمارهای دمایی شامل 25، 40 و 55 درجه سانتیگراد و زمانها: 15، 30، 60، 120، 240 و 360 دقیقه بود. غلظت های انتخابی برای شربت گلوکز 30، 40 و 50% و غلظت های نمک طعام 5، 10 و 15% بود (برای تهیه محلول ها از نسبت های وزنی استفاده گردید). عمل اسمزی در دمای 40 و درجه سانتیگراد، به مدت 240 دقیقه بهترین نتیجه را از نظر میزان آبگیری و مواد جامد محلول نشان داد. نتایج آزمایشات نشان داد که غلظت 50% شربت گلوکز + 5% نمک طعام بهترین غلظت از نظر آبگیری و کمترین ماده ورودی به بافت را نشان می دهد.