عنوان پایان‌نامه
توسعه و ارزیابی خشک کن لایه نازک مجهز به سامانه تولید امواج مایکروویو و تصویر برداری برخط
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5992;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64872
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- ابوالفضل قلیخانی
- استاد راهنما
- شاهین رفیعی
- چکیده
- استفاده از امواج مایکروویو در خشک کن‌ها یکی از روش‌های نوین خشک‌کردن می‌باشد. اشعه مایکروویو در عمق مواد غذایی نفوذ کرده و با ساز و کارهایی نظیر حرکت ذرات باردار (یون‌ها) و چرخش مولکول‌های قطبی (به ویژه مولکول‌های آب) سبب ایجاد گرما در ماده غذایی می¬شود. در این پژوهش با توسعه یک دستگاه خشک کن هوای داغ، دستگاه خشک کن هوای داغ-مایکروویو مجهز به سیستم تصویر برداری برخط، طراحی و ساخته شد. سپس جهت ارزیابی این سامانه، از خشک کردن لایه نازک سیب تحت سه نوع آزمایش هوای داغ تنها، مایکروویو تنها و هوای داغ-مایکروویو همزمان استفاده شد. به طور کلی تیمارها شامل سرعت‌های 1، 5/1 و 2 متربرثانیه، دماهای 40، 50، 60، 70 و 80 درجه سلسیوس و مایکروویو با توان‌های تابشی 200، 400 و 600 وات بود. ضخامت نمونه‌ها و وزن میوه قرار داده شده در دستگاه در همه آزمایش‌ها یکسان در نظر گرفته شد.7 مدل ریاضی خشک شدن بر داده‌های آزمایشگاهی برازش داده شد که در میان آنها مدل هندرسون و پابیس اصلاح شده با میانگین مقدار R2، 95/99% برای آزمایش هوای داغ تنها، 11/99% برای آزمایش مایکروویو تنها و 39/99% برای آزمایش هوای داغ- مایکروویو همزمان بهترین همخوانی را با داده‌ها داشت. انرژی فعال‌سازی و ضریب پخش رطوبت برای تیمارها محاسبه شد.مقادیر ضریب پخش رطوبت در آزمایش هوای داغ تنها 9-10×073/0 تا 9-10×273/0 (m2/s) و در آزمایش مایکروویو تنها 9-10×188/ 0 تا9-10×824/1 (m2/s) و در آزمایش هوای داغ-مایکروویو از 9-10×267/0 تا 9-10×055/2(m2/s) تغییر کرد. به منظور بررسی و مقایسه کیفیت نمونه‌های خشک شده، با استفاده از تصاویر گرفته شده در طی آزمایش، سینتیک تغییرات برخی شاخص‌های رنگ (L*، a*، b*، کل رنگ، قهوه‌ای شدن و کیفیت خلوص رنگ) و شکل (تغییر قطرها، تغییر مساحت، قطر دایره هم سطح، کشیدگی و گردی) استخراج گردید. در نهایت با توجه به سه شاخص زمان خشک شدن، کیفیت محصول خشک شده و مصرف انرژی کمتر، از بین تیمارهای مورد آزمایش در این پژوهش، روش هوای داغ- مایکروویو همزمان با توان تابشی 200 وات (حدود 54/1 وات بر گرم محصول تر)، دمای 60 درجه سلسیوس و سرعت 1 متربرثانیه برای خشک کردن ورقه‌های نازک سیب بهترین نتایج را به همراه داشت.
- Abstract
- Using of microwave power is a new method for drying. Microwave radiation penetrates through the depth of food and causes molecular-dipoles rotation and ions movement. Finally it causes to warm-up food material. In this study a thin dryer was developed and hot air-microwave dryer equipped to imaging system was designed and fabricated. In order to evaluate the system, thin layers of apple were used with three treatments, Hot-Air drying (HA), Microwave drying (MW) and Hot air-Microwave drying (HM).The experiments were conducted in triplicate at three levels of velocity of 1, 1.5, 2 (m/s2) and at five levels of temperature of 40, 50, 60, 70 and 80 ( ?C) as well as three levels of microwave power of 200, 400 and 600 (W).The thickness of samples and their total weight were same in all experiments. In order to estimate the drying curve, seven different thin layer mathematical drying models were fitted to experimental data (according to their coefficients of correlation) and according to the obtained results, Modified Henderson and Pabis modelcould satisfactorily describe the drying curve with average R2 of, 99.95% for HA, 99.11% for MW and 99.39% for HM .Activation energy and moisture diffusion of apple slice were calculated for all experiments. Moisture diffusion were changed from 0.073×10-9 to 0.273×10-9 for HA, 0.188×10-9 to 1.834×10-9 for MW and 0.267×10-9 to 2.055×10-9 for HM. During drying process, the qualities of the dried samples were compared by the taken pictures. Kinetic of some color parameters (L*, a*, b*, ?E, browning index and chroma) and some appearance parameters (diameter, area, feret diameter, elongation and roundness) were achieved. Eventually according to the three parameter of drying time, quality and energy consumption, the combined Hot air-microwave drying with 200W microwave power (1.54 (W/gr) wet samples) and inlet air with temperature of 60 ( ?C) and velocity of 1 (m/s) was the best treatment for drying of apple slices amongst all treatments.
