تعیین ضریب نفوذ مؤثر رطوبت و مدل‌سازی ریاضی خشک‌کردن صمغ دانه بالنگو با فروسرخ

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی بهار، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 گروه مهندسی ‌علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی بهار، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

3 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

doi
10.30495/jftn.2022.65896.11190
چکیده

مقدمه: امروزه، خشک‌کردن محصولات کشاورزی روشی توسعه‌یافته است که با حذف بخشی از رطوبت منجر به پایداری فیزیکوشیمیایی محصول شده و همچنین باعث تولید محصولات مختلف با خواص کیفی جدید و با ارزش غذایی و اقتصادی متفاوت می‌شود. ضریب نفوذ رطوبت مهمترین ویژگی در محاسبات خشک‌کردن است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش مدل‌سازی سینتیک خشک شدن صمغ دانه بالنگو در یک خشک‌کن فروسرخ بررسی شد. تأثیر فاصله نمونه‌ها از لامپ پرتودهی در سه سطح 5، 5/7 و 10 سانتی‌متر و اثر ضخامت صمغ درون ظرف در سه سطح 5/0، 0/1 و 5/1 سانتی‌متر بر سرعت انتقال جرم و ضریب نفوذ مؤثر رطوبت در طی فرآیند خشک شدن صمغ دانه بالنگو بررسی شد. مدل‎های استاندارد (ونگ و سینگ، هندسون و پابیس، تقریب انتشار، پیج، پیج اصلاح‌شده، نیوتن، میدیلی و لگاریتمی) جهت بررسی سینتیک خشک شدن بر داده‎های آزمایشی برازش داده شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان‌داد فاصله نمونه‌ها از لامپ پرتودهی و ضخامت نمونه‌ها بر سرعت انتقال جرم هنگام خشک شدن این صمغ اثر معنی‌داری دارند. با افزایش فاصله نمونه‌ها از منبع حرارتی از 5 به 5/7 سانتی‌متر و از 5/7 به 10 سانتی‌متر، زمان خشک شدن صمغ دانه بالنگو به ترتیب 49/21 درصد و 20/15 درصد افزایش یافت. اثر فاصله نمونه از لامپ حرارتی فروسرخ و ضخامت نمونه بر تغییرات ضریب نفوذ مؤثر رطوبت صمغ دانه بالنگو بررسی و نشان‌داد که با کاهش فاصله و افزایش ضخامت نمونه‌ها مقادیر این ضریب افزایش می‌یابد. با کاهش فاصله نمونه از لامپ از 10 به 5 سانتی‌متر، مشاهده گردید که ضریب نفوذ مؤثر رطوبت از m2s-1 9-10×82/4 به m2s-1 9-10×05/7 افزایش یافت. نتیجه‌گیری: در مدل‌سازی فرآیند خشک‌کردن صمغ دانه بالنگو مدل پیج نسبت به سایر مدل‎ها با بزرگ‌ترین مقدار ضریب تبیین و کوچک‌ترین خطا، نتایج نزدیک‎تری به داده‌های آزمایش را داشت.