عنوان پایان‌نامه
مدلسازی انتقال جرم و حرارت در فرآیند خشک کردن بستر سیال مجهز به مایکرویو فندق و بررسی خواص کیفی محصول خشک شده
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7378;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80879;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7378;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80879
- تاریخ دفاع
- ۱۰ تیر ۱۳۹۶
- دانشجو
- نرجس ملک جانی
- استاد راهنما
- زهرا امام جمعه
- چکیده
- در این مطالعه، به منظور بررسی انتقال جرم و حرارت و همچنین تاثیر فرایند خشک کردن بستر سیال مجهز به مایکروویو بر کیفیت محصول، خشک کردن فندق در سه سطح دمایی 40، 50 و 60 درجه سلسیوس و سه سطح توان مایکروویو صفر، 450 و 900 وات انجام شد. برای بررسی توزیع دما و رطوبت داخل نمونه ها، معادلات بقای جرم و انرژی توسعه داده شد و به روش المان محدود با استفاده از نرم افزار کامسول مولتی فیزیک حل شد. همچنین نمونه های خشک شده ازنظر رنگ، بافت و تغییرات کیفی روغن استحصالی در تیمارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل حل شده با دقت خوبی قادر به پیش بینی پروفایل های دما و رطوبت در فندق است. در طی خشک کردن با مایکروویو جهت انتقال جرم و حرارت از داخل به خارج فندق بود در حالی که در خشک کردن بدون مایکروویو جهت انتقال جرم از داخل به خارج بود در حالی که انتقال حرارت در جهت عکس مشاهده شد. استفاده از توان های 450 و 900 وات مایکروویو به ترتیب سبب کاهش زمان خشک کردن تا 77% و 96% شد. افزایش دما و توان مایکروویو باعث افزایش قهوه ای شدن، تغییرات بافت و همچنین تغییرات کیفی در روغن استحصالی از نمونه ها شد. در انتهای فرایند خشک کردن در شرایط مورد بررسی، حتی در تیمار 900 وات، پارامترهای L، a و b به ترتیب برابر با 44/75، 6/6 و 34/29، حداکثر نیروی لازم برای شکست نمونه¬ها 42 نیوتن، عدد پراکسید 0.72 کی والان اکسیژن در هر گرم، اسیدیته 0.62لی گرم KOH در هر گرم و ترکیب اسیدهای چرب هم بدون تغییر قابل توجهی بود که همه مقادیر ذکر شده در محدوده قابل قبول برای فندق قرار داشتند. به‌طورکلی استفاده از مایکروویو برای خشک کردن محصولات دارای رطوبت کم مانند فندق که مکانیسم کنترل‌کننده خشک کردن در آن‌ها نفوذ مولکولی و زمان خشک کردن طولانی است، به‌ویژه برای مراحل نهایی خشک کردن به علت کاهش قابل‌توجه زمان خشک کردن بدون ایجاد تغییرات کیفی نامطلوب محسوس، توصیه می شود.
- Abstract
- Fluidization is one of the best methods of granular material drying. Incorporating microwave heating to fluidized bed dryers have the advantages of time saving and enhancing the quality of some dried products. In order to understand the mechanisms of moisture removal from drying materials, sufficient knowledge about the changes of moisture and temperature inside it is necessary. Hazelnut is one of the most important nuts which is produced in northern parts of Iran extensively. Hazelnut drying is required to preserve it from deteriorative quality changes. In this study microwave assisted fluidized bed drying of hazelnut was conducted at three temperature (40, 50 and 60 ?) and microwave power levels (0, 450 and 900 W). Governing equations of mass and heat transfer were solved using finite element method. To investigate the effects of different drying conditions on quality attributes of the dried hazelnuts, the samples were evaluated for color, texture, peroxide and acid value and fatty acid profile of extracted oil. The results showed that the model could predict the temperature and moisture profile of the samples with a good precision R2> 0.98 and 0.96 respectively. Using the microwave powers of 450 and 900W decreased the drying time up to 77% and 96% respectively. Increment of temperature and microwave power led to increasing of the darkness of the samples and changes in texture and quality parameters of the extracted oil but all of the parameters were in in the acceptable range. Finally, application of microwave assisted drying is suggested for the food and agricultural products with long falling rate drying periods especially for the final stages of the drying process, because of significant reduction of drying time without negative quality changes. Keyword: hazelnut- fluidized bed- microwave- finite element method- computational fluid dynamics
