مدلسازی سینتیک خشک کردن گلبرگ زعفران با استفاده از روشهای مختلف خشک کردن بستر سیال و نیمه سیال

نوآوری در علوم و فناوری غذایی

دوره 13، شماره 3 - شماره پیاپی 49، مهر 1400، صفحه 68-53   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jfst.2021.680650

نویسندگان

موسی الرضا هوشمند دلیر¹؛ حمید توکلی پور^{* 2}؛ حسین چاجی³؛ احمد کلباسی اشتری⁴؛ پروین شرایعی⁵

¹دانشجوی دکتری تخصصی علوم و صنایع غذایی، واحد سبزوار،‌دانشگاه آزاد اسلامی،‌ سبزوار، ‌ایران

²دانشیار،گروه علوم و صنایع غذایی ، واحد سبزوار ، دانشگاه آزاد اسلامی، سبزوار، ایران.

³استادیار، بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران.

⁴دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج،ایران

⁵دانشیار، بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران.

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی و تعیین مناسب‌ترین مدل سینیتیکی نیمه تجربی برای توصیف فرآیند خشک کردن گلبرگ زعفران با استفاده از دو روش بستر نیمه سیال و بستر سیال در دماهای 45 و 55 درجه سانتی گراد انجام شد. آزمایش تجربی خشک کردن گلبرگ زعفران در دماهای (45 و 55 درجه سانتی گراد ) و سرعت هوای خشک کن بستر نیمه سیال و سیال (7/0 و 7/1 متر بر ثانیه) انجام و رفتار خشک‌شدن براساس داده‌هاى آزمایشگاهى مورد برازش قرار گرفت. نتایج نشان داد زمان لازم جهت خشک‌شدن گلبرگ زعفران با افزایش دمای هوای خشک‌کردن از 45 به 55 درجه سانتی گراد و سرعت جریان هوا از 7/0 به 7/1 متر بر ثانیه ، کاهش یافت. به طوری که فرآیند خشک کردن گلبرگ زعفران در دمای 45 درجه سانتی‌گراد با سرعت سیال 7/1 متر بر ثانیه طی زمان 60 دقیقه و با سرعت سیال 7/0 متر بر ثانیه طی زمان 96 دقیقه و در دمای 55 درجه سانتی‌گراد با سرعت سیال 7/1 متر بر ثانیه طی زمان30 دقیقه و با سرعت 7/0 متر بر ثانیه متر بر ثانیه طی زمان 36 دقیقه به پایان رسید. به گونه ای که بیشترین زمان خشک کردن مربوط به جریان هوای 7/0 متر برثانیه در دمای 45 درجه سانتی گراد و کمترین زمان مربوط به جریان هوای 7/1 متر بر ثانیه در دمای 55 درجه سانتی گراد می باشد. در برازش داده‌ها با 11 مدل نیمه تجربی مشخص شد برای برازش داده‌های آزمایشگاهی، مدل‌های دو جمله ای، لگاریتمی واصلاح شده هندرسون و پابیس با داشتن بالاترین ضریب تبیین و کمترین ریشه متوسط خطای داده‌ها و مجموع مربعات خطا، مدل‌های مناسب بودند.

کلیدواژه‌ها

واژه‌های کلیدی‌: گلبرگ زعفران؛ مدل‌سازی.سینتیک خشک کردن؛ ضریب نفوذ؛ انرژی فعالسازی

مراجع

1. بلندی، م. و همکاران 1383. بررسی تاثیر روش های خشک کردن و نور بر ویژگیهای زعفران در طول دوره نگهداری. مجله علوم وصنایع کشاورزی، دوره 18، شماره 2، صفحه 204-197.
2. تسلیمی، ا. و همکاران 1385. مقایسه اثرات فرآیندهای خشک کردن خورشیدی و خلاء با روش سنتی بر ویژگی های زعفران. فصلنامه علوم و صنایع غذایی ایران، دوره3، شماره 3، 17-9.
3. توکلی پور، ح. و همکاران 1390. مدلسازی ریاضی خشک کردن لایه نازک ریحان به د وروش آفتابی و خورشیدی. همایش ملی صنایع غذایی. قوچان: دانشگاه آزاد اسلامی واحد قوچان.
4. خوش تقاضا، م. و همکاران 1386. بررسی فرآیند خشک کردن شلتوک در شرایط بستر ثابت و سیال. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال14، شماره 2، صفحه 127.
5. رفیعی، ش. و مقصودلو، ی. 1384. شبیه‌سازی مدل خشک‌کردن دانه گندم (رقم تجن). مجله علوم و صنایع غذایی ایران، سال2 ، شماره 3، صفحه 58-49.
6. مظلومی، م. و همکاران1386. مقایسه اثرات روشهای خشک کردن به کمک خلاء، انجماد، خورشید، مایکروویو با سنتی بر ویژگیهای زعفران قائن. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، دوره2، شماره 1، صفحه 76-69.
7. Aghbashlo, M., M. Kianmehr and H. Samimi-Akhijahani. 2009. Evaluation of thin-layer drying models for describing drying kinetikc of barberries (barberries vulgaris). Journal of Food Process Engineering, 32 (2): 278-293.
8. Ahrne´, L., Prothon, F., and Funebo, T. 2003. Comparison of drying kinetics and texture effects of two calcium pretreatments before microwave-assisted dehydration of apple and potato. International Journal of Food Science and Technology, 38: 411–420
9. Akpinar, E.K., Bicer, Y. and Yildiz, C. 2003. Thin layer drying of red pepper. Journal of Food Engineering, 59:99-104.
10. Brennan, J. G. and Grandison, A. S. 2006. Food processing handbook: John Wiley online library.
11. Chimi, H., Cillard, J., Cillar, P., and Rahmani, M. 1991. The peroxyl and hydroxyl radical scavenging activity of some natural phenolic antioxidant. Journal of the American Oil Chemists Society 68: 307.
12. Delgado, J.M.P. and Silva, M. V. 2014. Food Dehydration: Fundamentals, Modelling and Applications. In Transport Phenomena and Drying of Solids and Particulate Materials, 69-94: Springer
13. Doymaz, I. 2004. Convective air drying characteristics of thin layer carrots. Journal of Food Engineering, 61: 359–364.
14. Doymaz, I. 2004. Drying kinetics of whitemulbgerry. Journal of Food Engineering, 61: 341- 346
15. El-Beltagy, A., Gamea, G., and Essa, A. A. 2007. Solar drying characteristics of strawberry. Journal of Food Engineering, 78(2): 456-464.
16. Ertekin, C and Yaldiz, O. 2004. Drying of eggplant & selection of a suitable thin layer drying model. Journal of Food Engineering, 63: 349–359.
17. Fernandes, F., Rodrigues, S., Gaspareto, O., and Oliveira, E. 2006. Optimization of osmotic dehydration of papaya followed by air-drying. Food Research International, 39(4):492- 498.
18. Gil, M.I., Tomás-Barberán, F.A.,Hess-Pierce, B. and Kader, A.A. 2002. Antioxidant capacities, phenolic compounds, carotenoids, and vitamin C contents of nectarine, peach, and plum cultivars from California. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50: 4976-4982.

 

19. HemmatiKakhki, A. and Rahimi, S.K. 1994. Extraction of anthocyanin from petals of saffron (Crocus sativus L.) and its stability in a model beverage. Iranian Research Organization for Science.
20. Katsube, t., Tsurunaga, Y., Sugiyama, M., Furuno, T. and Yamasaki, Y. 2009. Effect of air-drying temperature on antioxidant capacity and stability of polyphenolic compounds in mulberry (Morus alba L.) leaves.Food Chemistry, 113: 964–969.
21. Kaleemullah, S. Kailappan, R. 2007. Monolayermoisture, free energy change and fractionation ofbound water of red chillies. Journal of StoredProducts Research, 43: 104-110.
22. Madamba, P. S., Driscoll, R. H. and Buckle, K. A. 1996. The thin-layer drying characteristics of garlic slices. Journal of Food Engineering, 29: 75–97.
23. Math, R.G., Velu, V., Nagender, A. and Rao, D. G. 2004. Effect of frying conditions on moisture, fat, and density of papad. Journal of Food Engineering, 64: 429-434.
24. Mortazavi, S.A., ShaffafeiZenozian, M., Arianfar, A., Niyazmand, R. and Asadinazhad, Sh. 2008. Dehydration of foods. Ferdowsi University.272.
25. Motevali, A., Minaei, S., Khoshtaghaza, M.H., Kazemi, M. and Nikbakht, A.M. 2010. Drying of pomegranate arils: comparison of predictions from mathematical models and neural networks. Journal of Food Engineering, 6(3): 1556-3758.
26. Mwithiga, G. and Olwal, J.O. 2005. The drying kinetics of kale (Brassica oleracea) in a convective hot air dryer. Journal of Food Engineering, 71: 373-378.
27. Newman, P. 1931. The drying of pours solids diffiusion calculations. American Institute of Chemical Engineering, Transactions, 27: 310-333.
28. Noshad, M., Mohebbi, M., Shahid,i F.and Mortazavi, S.A. 2012. Kinetic Modeling of Rehydration in Air-Dried Quinces Pretreated with Osmotic Dehydration and Ultrasonic. Journal of Food Processing and Preservation, 36(5): 383-392.
29. Pahlavanzadeh, H. 1999. Drying: Principles, Application and Design. Tarbiat Modares University, Tehran.321
30. Pangavhane, D.R., Sawhney, R.L. and Sarvahandia, P.N. 1999. Effect of dipping pretreatment on drying kinetics of thompsonseedles grapes. Journal of Food Engineering, 39:211-216.
31. Parker, J.C. 1999. Developing Herb and Spice Industry in Callide Valley, Qeensland. A report for the Rural Industries Research and Development Corporation, RIRDC Publication No: 99/45, RIRDC Project No: DAQ-194A. Available online at http://www.rirdc.gov.au.
32. Ponkham, K., Meeso, N., Soponronnarit, S. and Siriamornpun, S. 2011. Modeling of combined far-infrared radiation and air drying of a ring shaped-pineapple with/without shrinkage. food and bioproducts processing. 238.
33. Sacilik, K., Keskin, R. and Elicin, A.K. 2006. Mathematical modeling of solar tunnel drying of thin layer organic tomato. Journal of Food Engineering, 73:231-238.
34. Sacilik, K. and Elicin, A. 2006. The thin layer drying characteristics of organic apple slices. Journal of Food Engineering, 73:281-289.
35. Simal, S., Femenia, A., Garau, M.C., and Rossello, C. 2005. Use of exponential, Page’s and diffusional models to simulate the drying kinetics of kiwi fruit. Jornal of Food Engineering, 66:323–328.
36. Togrul, İ. T. and Pehlivan, D. 2003. Modelling of drying kinetics of single apricot. Journal of Food Engineering, 58(1): 23-32.
37. Yaldiz, O. and Ertekin, C. 2001. Thin layer solar drying of some vegetables. Drying Technology, 19: 583-596.
38. Yaldiz, O., Ertekin, C. and Uzun, H. I. 2001. Mathematical modeling of thin layer drying ofsultana grapes. Energy, 26: 457-465.

 

39. Zielinska, M. and Markowski, M. 2010. Air drying characteristics and moisture diffusivity of carrots. Chemical Engineering and Processing, 49: 212–218.
40. Zomorodian, A. and Moradi, M. 2010. Mathematical modeling of forced convection thin layer solar drying for cuminumcyminum. Journal of Agricultural Sciences and Technology, 12: 401-408.