بهینه سازی فرآیند خشک کردن حلقه های پياز

خشک کردن حلقه های پياز

بهینه سازی فرآیند خشک کردن حلقه های پياز با استفاده از روش ترکیبی هوای داغ و مایکروویو

فصل سوم –  مواد و روش ها خشک کردن حلقه های پياز 

3-1. زمان و مكان تحقيق…………………………… ……………………………………………….   …………………………..

3-2. تجهيزات مورد استفاده در خشک کردن حلقه های پياز ……………………………………………………………………………   …………………………

3-3. رقم مورد آزمايش…………………………………………………………………………………..   ………………………..

3-4. مقدار رطوبت اوليه…………………………………………………………………………………… .   …………………….

3-5. خشك كردن با هواي داغ در فرایند خشک کردن حلقه های پياز ……………………………………………………………………. …………………………..

3-5-1. سينتيك خشک کردن حلقه های پياز  با هوای داغ………………………………………………………….  ……………………..

3-6. خشك كردن با مايكروويو……………………………………………………………………….  ………………………

3-6-1. سينتيك خشك كردن با مايكروويو………………………………………………………   ……………………….

3-7. خشك كردن تركيبي………………………………………………………………………………  ……    …………………

3-8. اندازه گيري رطوبت بر مبناي وزن مرطوب و خشك………………………………..  ……….    ………………

3-9. محاسبه نسبت رطوبت……………………………………………………………………….  ………………………….

3-10. محاسبه شدت خشك شدن……………………………………………… ……………..  …………………………..

3-11. نسبت آبگيري مجدد…………………………………………………….   …………………………………………….

3-12. رنگ……………………………………………………………………….. ……………………………………………….

3-13. مدلسازي خشك كردن پياز………………………………………….  ………………………………………………

3-14. روش تجزيه و تحليل داده ها…………………………………….  ………………………………………………..

فصل چهارم –   نتایج و بحث خشک کردن حلقه های پياز

4-1. مقدار رطوبت…………………………….  ………………………………………………………………………………

4-2. شدت خشك شدن…………………………… ……………………………………………………………………….

4-3. تاثير دما و نوع خشك شدن بر خصوصيات فيزيكوشيميايي پياز………..   …………………………….

4-3-1. رنگ ………………………………………………………………………………………………………………….

4-3-2. جذب مجدد آب………………………………………………………………… ……… ………………………

4-3. فرايند خشك كردن تركيبي…………………………………………………………. ……… ……………………

4-4. مدلسازي خشك كردن پياز……………………………………………………………… ……………………….

فصل پنجم – نتیجه گیری و پیشنهادات خشک کردن حلقه های پياز …………………………………………………… ……………………….

5-1. نتيجه گيري………………………………………………………………………………………. ………………….

5-2. پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………

فصل ششم – منابع…………………………………………………………………………………………………………

خشک کردن حلقه های پياز با هوای داغ

جهت خشک کردن حلقه های پياز  های برش داده شده از یک خشک‌کن غیر مداوم کابینتی هوای داغ (آون)، با مشخصات (iran 50Hz,1500w, behdad,) استفاده شد. دمای خشک‌کن برای نمونه‌ها در 60، 70 و 80 درجه سانتی‌گراد تنطیم شد. سپس نمونه‌های برش خورده را با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 001/0 به مقدار 50 گرم وزن کرده و آنرا درون ظرفی از جنس فویل آلومینیومی خشک که دارای منافذ جهت عبور هوا می‌باشد، قرار داده وسپس آن را به آون منتقل می‌کنیم.

سينتيك خشك كردن با هواي داغ – خشک کردن حلقه های پياز

از ابتدای فرآیند تا 2 ساعت اول هر 10 دقیقه یک بار و پس از دو ساعت هر 30 دقیقه نمونه‌ها را از آون بیرون آورده و پس از بررسی نسبت رطوبت، دوباره آنرا به درون آون برگردانديم. این کار تا زمانی ادامه یافت که در نسبت رطوبت دو نمونه متوالی وزن شده تفاوتی دیده نشد. در این حالت نمونه به حداقل رطوبت خود رسیده است. برای رسیدن به حداقل خطا این آزمایش را سه بار تکرار شد.

خشک کردن حلقه های پياز با مایکروویو

برای خشک کردن حلقه های پياز با استفاده از اشعه مایکروویو، از دستگاهی با مشخصات (moulinex,40 liters) و شدت‌های 100 – 300 – 500 – 800 و 1000 وات استفاده شد. یک ظرف حاوی 50 گرم نمونه را وزن کرده و آنرا در مرکز دستگاه قرار دادیم.

سينتيك خشک کردن حلقه های پياز با مايكروويو

جهت بررسی سینتیک خشک کردن حلقه های پياز دستگاه را روشن کرده و بسته به توان اعمال شده در مایکرویو در فواصل زمانی 300 ثانیه (100 و 300 وات)، 120 ثانیه (500 وات)، 30 ثانیه (800 وات) و 10ثانیه برای شدت 1000 وات نمونه‌ها را خارج و محتوی رطوبت آن شد. همانند خشک کردن با هوای داغ این آزمایش نیز تا رسیدن به حداقل رطوبت انجام داده شد و نیز برای کاهش خطا، این عمل سه بار تکرار شد.

خشك كردن تركيبي

نتایج تحقیقات نشان داده که کاربرد نادرست مایکروویو باعث تولید محصولات با کیفیت پایین شده و نيز به دليل سرعت کم خشك شدن آون در رطوبت‌هاي پايين، پیشنهاد می‌شود که انرژي مایکروویو در مرحله مقداري رطوبتی کم (در انتهاي عمل خشک کردن استفاده شود). برای خشک کردن ترکیبی، برشهای پیاز پس از توزین در آون قرار گرفته و تا رسیدن به رطوبت بحرانی (تقريبا 20 درصد رطوبت اوليه) خشک شدند. در این نقطه، خشک شدن از آهنگ ثابت به آهنگ نزولی تغییر می‌یابد.

همچنین سرعت خروج رطوبت از داخل پیاز به سطح آن کاهش یافته و به طبع آن سرعت تبخیر آب از سطح نیز کاهش می‌یابد. پس از آن نمونه‌ها از آون خارج شده و در ماکروویو قرار گرفت و تا رسیدن به رطوبت نهایی در مایکروویو ماند. اندازه‌گیری نسبت رطوبت در این روش نیز همانند دو روش قبل می‌باشد بدین صورت که زمان وزن کردن آنها در آون هر 10 دقیقه یک بار به مدت 2 ساعت تا رسیدن به رطوبت مورد نظر و برای مایکروویو نیز هر 10 دقیقه این عمل انجام گرفت. نكته ديگر در خشك كردن تركيبي اين است كه براي انجام اين عمل بهترين دماي آون و بهترين توان مايكروويو از نظر خصوصيات فيزيكوشيميايي (70 درجه و 100وات) استفاده مي‌شود. این آزمایش نیز با سه بار تکرار انجام شد.

مقدار رطوبت در خشک کردن حلقه های پياز

شكل‌های (4-1) و (4-2) بيانگر تغييرات محتوی رطوبت در واحد زمان در سه دماي 60، 70و‌80 درجه آون مي‌باشد. با افزايش زمان نگهداري ماده در خشك‌كن، وزن كاهش يافته كه نتيجه خروج آب از ماده است. مشاهده مي‌شود كه با بالا رفتن دماي خشك كردن، زمان خشك شدن کم شده و از حدود 1200 دقیقه در دمای 60 درجه به 800 دقيقه در دماي 80 درجه كاهش يافت. در مراحل ابتدایی، به علت اختلاف دمای نمونه‌ها با دمای اعمال شده در آون رطوبت با سرعت بیشتری تبخیر می‌شود، ولی رفته‌ رفته دمای نمونه‌ها نزدیک به دمای آون می‌شود که باعث کمتر شدن سرعت تبخیر می‌گردد.

همچنین درجات بالاتر به دلیل قدرت جذب بیشتر رطوبت، توانایی بیشتری در دریافت رطوبت از سطح ماده غذایی دارد. اتفاق دیگری که باعث کاهش سرعت تبخیر می‌شود این است که با خروج آب، سطح پیاز خشک می‌شود و ضریب انتقال حرارت آن نسبت به ماده غذایی مرطوب کاهش می‌یابد به همین دلیل ورود گرما از سطح نمونه به قسمتهای درونی و خروج رطوبت از این قسمتها به سطح و در نتیجه تبخیر آن کمتر می‌شود. به همین دلیل است که در دوره سرعت نزولی خشک کردن مواد غذایی بیشترین انرژی و زمان صرف می‌شود در صورتی که بازده کمی دارد. در مورد پیاز نیز تقریبا 80 درصد رطوبت آن در دو سوم ابتدای فرآیند تبخیر می‌شود.

نتایج این پژوهش با نتایج (کایماک و گدیک، 2004؛ سوتار و گوپتا، 2004؛ ارسلان و ازکان، 2010) در مورد پیاز، (آکپینار و همکاران) در زمینه جعفری، (مسکن، 2000) در زمینه کیوی و (آرگپروپولوس و همکاران، 2010) در زمینه قارچ پیرامون تغییرات زمان و آهنگ خشک شدن نسبت به دما مطابقت داشت.

تاثير دما و نوع خشك كن بر ويژگي هاي فيزيكوشميايي خشک کردن حلقه های پياز

رنگ

بسته به شدت حرارتي كه اعمال مي‌شود ميزان تاثير خشک کردن حلقه های پياز روي رنگ محصول متفاوت است‌. در دماهاي بالايي كه در خشك كردن استفاده مي‌شود، احتمال انجام واكنش‌هاي غير آنزيمي قهوه‌اي شدن وجود دارد به اين دليل كه با از دست دادن آب در طي عمل خشك كردن غلظت عواملي كه در واكنش‌هاي غير‌آنزيمي شركت دارند افزايش مي‌يابد و همچنين هر چه دما بيشتر باشد شدت اين واكنش‌ها هم بيشتر مي‌شود البته اين تا رطوبت‌هاي 20-15 % ‌امكان افزايش دارد و هر چه رطوبت از اين كمتر شود امكان بروز واكنش‌هاي غير‌آنزيمي قهوه‌اي شدن كمتر مي‌شود‌.

واكنش‌هاي قهوه‌اي شدن آنزيمي هم در محصولات خشك اتفاق مي‌افتد چرا كه با كاهش آب، بافت محصول دچار تغيراتي مثل چروكيده‌شدن‌، شكافته‌شدن و … مي‌شو‌د، آنزيم و سوبسترا در كنار هم قرار مي‌گيرد و دسترسي به اكسيژن نيز امكان پذير مي‌شود‌. در مورد فعاليت آنزيم‌ها در محصولات در حال خشك شدن و يا خشك شده مي‌توان گفت كه هر چند دماي خشک کردن حلقه های پياز ممكن است بالا باشد، اما دماي محصول به آن دما نمي‌رسد و اين امر به دليل اين است كه خود فرايند تبخير و حرارت كه باعث تبخير آب از سطح محصول مي‌شود همراه با ايجاد سرما در محصول مي‌باشد و با سرماي توليدي دماي قسمت‌هاي سطحي يا داخلي به دماي مورد استفاده در خشك كن نرسيده و دماي آن پايين‌تر است و در نتيجه آنزيم‌ها از بين نرفته و حفظ مي‌شوند و مي‌توانند به فعاليت خود ادامه دهند‌. در اين گونه مواد غذايي قبل از خشك كردن عمل بلانچينگ توصيه مي شود علاوه بر اين چون عمل خشك كردن به تدريج و كند صورت مي‌گيرد احتمال بروز واكنش هاي آنزيمي و تغيير رنگ رخ مي دهد.

آناليز بدست آمده از مولفه‌هاي رنگي نرم‌افزار imagr j نشان داد كه تفاوت رنگ ( (ΔE، در دماي 80 درجه نسبت به دیگر دماها معني‌دار بود. همچنين اين مولفه در توان 100 وات مايكروويو، داراي اختلاف معني‌داري نسبت به ساير توانها بود و نیز مشخص شد كه بين خشك كردن با هواي داغ و تركيب هواي داغ و مايكروويو اختلاف معني‌داري در تفاوت رنگ وجود دارد.

خشک کردن حلقه های پياز

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات ، پیشینه تحقیق و مبانی نظری پایان نامه های علوم بهداشتی کلیک کنید.

نمونه ای از منابع خشک کردن حلقه های پياز

• Akpinar E, Midilli A, Bicer Y. 2003. Single layer drying behaviour of potato slices in a convective cyclone and mathematical modeling. Energ Convers Manag,
• 44: 1689–1705.
• Ali, M., Thomson, M., and Afzal, M. 2000. Garlic and onions, their effect on eicosanoid metabolism and its clinical relevance Prostaglandins. Prostaglandin- Leukotrienes and Essential Fatty Acids,  62: 55-73.
• Arslan, D., and Ozcan, M. M. 2010. Study the effect of sun, oven and microwave drying on quality of onion slices. Food Science and Technology, 7: 1121-1127.
• Azuara, E.R., Cortes, H.S.G., and Berstian, C.I. 1992. Kinetic model for osmotic dehydration and its relationship with Fick’s second law. International Journal of Food Science and Technology, 27: 239–242.
• Barbosa-Canovas, G. V., and Vega-Mercado, H. 1996. Dehydration of foods. Chapman and Hall, New York. 330 p.
• Baker, C. G. J. 1997. Industrial drying of foods. Chapman and Hall, New York, 309.
• Bala, B. K. 1997. Drying and storage of cereal grains. Oxford and IBH Publishing Co, New Delhi, 341.
• Bhandari, B.R., and Howes, 1999. T. Implication of glass transition for the drying and stability of dried foods. Journal of Food Engineering, ,1(2): 71-79.
• Brooker, D. B., and Bakker-Arkema, F. W. 1992. Drying and storage of grains and oilseeds. Van Nostrand Reinhold, New York. 450 p.
• Bruce, D. M. 1985. Exposed thin layer drying, three models fitted to new data up to 150 ºC. Journal of Agricultural Engineering Research. 32:337-347.
• Carbonell, J. V., Pinaga, F., Yusa, V., and Pena, J. L. 1986. Dehydration of paprika and kinetics of color degradation. Journal of Food Engineering. 5(3):179-193.
• Chakraverty, A. 1995. Post harvest technology of cereals, pulses and oilseeds. Oxford and IBH Publishing Co. New Delhi. 324 p.
• Corzo-Martinez, M., Corzo, N., and Villamiel, M. 2007. Biological properties of onions and garlic. Trends Food Science and Technoogyl, 18: 609-25.
• Flood, C. A., Sabbah, M. A., Meeker, D., and Peart, R. M. 1972. Simulation of natural air corn drying. Transactions of ASAE. 15:156-159.
• Fortes, M., and Okos, M. R. 1981. Non-equilibrium thermodynamics approach to heat and mass transfer in corn kernels. Transaction of ASAE. 24:761.
• Gurtas, F. S. 1994. Low temperature drying of cultured mushroom (A. biporus). M. Sc. Thesis, Istanbul Technical University, Istanbul. 152 p.
• Henderson, S. M. 1974. Progress in developing the thin layer drying equation. Transactions of ASAE 17(6):1167-1168.
• …
• …