عنوان

مطالعه‌ی تجربی و مدل‌سازی ریاضی خشک‌کردن‌ترکیبی اسمز- جابجایی سیب و بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی

IR

۴۱۱۴پ

فارسی

IR

مطالعه‌ی تجربی و مدل‌سازی ریاضی خشک‌کردن‌ترکیبی اسمز- جابجایی سیب و بررسی تأثیر پارامترهای عملیاتی

[پایان‌نامه]

Experimental study and mathematical modeling of combined osmo- convective drying of apple and investigating the effect of the main operational variables

/احمد اعتمادی

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۹

۱۲۹ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

دکتری

مهندسی شیمی

۱۳۹۹/۱۰/۰۱

صنعتی سهند

در این پژوهش، کاهش رطوبت موجود در سیب زرد با فرایندهای اسمزی، استفاده از هوای مرطوب و هوای خشک و استفاده از تابش مادون قرمز مورد بررسی قرار گرفته است .ابتدا فرایند آب‌زدایی اسمزی به عنوان پیش‌تیمار و با استفاده از ساکارز و سوربیتول به عنوان عامل‌های اسمزی بکارگرفته شده است .سپس فرایند خشک‌شدن نهایی بر روی نمونه‌های سیب اسمزی با به‌کارگیری هوای مرطوب، هوای خشک، تابش مادون‌قرمز وترکیب هوای خشک- مادون‌قرمز صورت گرفته است .نمونه‌های سیب با هندسه‌ی استوانه‌های توخالی و توپر برش داده شدند .بررسی اثر پارامترها بر روی نمونه‌های سیب در فرایند اسمزی نشان داد که افزایش دما و غلظت محلول اسمزی سبب افزایش افت آب و جذب جامد شده است .برای نمونه‌های سیب غوطه‌ور در محلول اسمزی ساکارز با بریکس ۵۰، با افزایش دمای محلول اسمزی از ۴۰ به ۶۰ درجه‌ی سانتیگراد، درنتیجه‌ی افزایش ضریب نفوذ، میزان افت آب ۶۷ درصد و میزان جذب جامد ۳۳ درصد افزایش یافته است .همچنین در دمای ۵۰ درجه‌ی سانتیگراد، با افزایش غلظت محلول اسمزی ساکارز از بریکس ۴۰ به ۶۰ ، میزان افت آب و جذب جامد به‌ترتیب ۵۶ و ۱۲ درصد افزایش پیدا کرده است .برای نمونه‌های غوطه‌ور در محلول اسمزی سوربیتول با بریکس ۵۰، افزایش دمای محلول از ۴۰ به ۶۰ درجه‌ی سانتیگراد سبب افزایش میزان افت آب و جذب جامد به‌ترتیب برابر با ۵۶ و ۳۱ درصد، شده است .بررسی اثر پوشش‌دهی سیب با استفاده از صمغ دانه‌ی ریحان نشان داد که لایه‌ی پوششی به دلیل توانایی بالا در جذب آب سبب افزایش افت آب، کاهش جذب جامد و افزایش ضریب عملکرد نسبت به نمونه‌ی بدون پوشش شده است .برای نمونه‌های پوشش داده شده در محلول صمغ دانه‌ی ریحان با غلظت ۰/۳ درصد وزنی، میزان افت آب ۱۴ درصد افزایش و میزان جذب جامد ۱۳ درصد کاهش یافته است .برازش داده‌های آزمایشگاهی با مدل‌های فیک، پپاس-سالین و فرکشنال نشان داد که در زمان‌های کم، هرسه مدل به‌خوبی رفتار سیستم اسمزی را پیش‌بینی کرده اما برای زمان‌های طولانی، مدل فرکشنال بهترین مدل برای پیش‌بینی رفتار سیستم می‌باشد .مدل پپاس- سالین نشان داد که در اوایل فرایند اسمزی، نفوذ فیک مکانیسم غالب بوده و با گذشت زمان به‌دلیل افزایش چروکیدگی نمونه‌ها، مکانیسم نفوذ از حالت فیک خارج شده و سهم نفوذ آنومالوس افزایش پیدا کرده است .خشک‌شدن نهایی نمونه‌های سیب اسمزی نشان داد که فراوری سیب با فرایند اسمزی زمان فرایند خشک‌کردن نهایی را به مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش داده است .برای نمونه-های سیب فراوری شده، مدت زمان کاهش رطوبت نمونه تا مقدار تعادلی کمتر از دوساعت بوده درحالی‌که برای نمونه‌های بدون فراوری، این زمان حدود ۳ روز می‌باشد .خصوصیات ظاهری و حسی نمونه‌های خشک‌شده با استفاده از هوای محیط بهتر از نمونه‌های خشک شده با سایر روش‌ها بوده اما با توجه به برآورد اقتصادی، زمان فرایند خشک کردن و خصوصیات ظاهری و حسی محصول به‌دست آمده، روش ترکیبی هوای خشک- مادون‌قرمز مناسب‌ترین فرایند جهت خشک‌کردن نهایی سیب می‌باشد .همچنین ضریب نفوذ در فرایند اسمزی از مرتبه‌ی ۱۰-۱۰ و در فرایندهای خشک کردن نهایی از مرتبه‌ی ۱۰-۹ محاسبه گردید

C increased the water loss and solid gain by 56 and 31 , respectively. The influence of coating using basil seed gum showed that the coating layer increased the rate of water loss and performance ratio and decreased the rate of solid gain due to the its high ability to absorb water. The rate of water loss increased by 14 and the rate of solid gain decreased by 13 for samples coated in the basil seed gum solution of 0.3 w/w. The regression of experimental data with Fickian, Peppas-Sahline and Fractional calculus models showed that the behavior of the osmotic system at short times was predicted by all three models as well, however, the Fractional model is the best for predicting the behavior of the system at long times. The Peppas-Sahlin model showed that the osmosis process was done mostly by diffusion mechanism in the early stages and, the anomalos mechanism was dominant over time due to the increase in shrinkage of the samples. The final drying of osmotic apple samples showed that the osmotic process has significantly reduced the time of final drying process. For processed apple samples, the reduction of moisture to equilibrium value took less than two hours, while for unprocessed samples took about 3 days. The superficial and sensory properties of the samples dried by ambient air were better than other methods, however, the combined dry air-infrared process was the most suitable process for final drying of apple according to the economic estimation, process time and product quality. Also, the diffusion coefficient was calculated in the order of 10-10 and 10-9 in the osmotic process and final drying process, respectiviely.░ C, the rate of water loss and solid gain increased by 56 and 12 , respectively with increasing the concentration of osmotic solution from 40 to 60 Bx. Furthermore for samples immersed in the sorbitol solution 50 Bx, increasing the solution temperature from 40 to 60░ C enhanced the water loss and solid gain by 67 and 33 , respectively due to the diffusion coefficient increment. Also at sucrose solution of 50░ In this study, the moisture removal from yellow apple was investigated using osmosis process, moist and dried air and infrared radiation. At first, the osmotic process was done as a pretreatment using sucrose and sorbitol as osmotic agents. Then, the final drying process was performed on the osmotic apple samples using moist air, dry air, infrared radiation and dry air-infrared combination processes. The apple samples were cut into hollow and solid cylinders geometry. The effect of operational parameters on the osmotic process showed that the water loss and solid gain were increased as the temperature and concentration of the osmotic solution increased. For apple samples immersed in the sucrose osmotic solution of 50 Bx, the increase in osmotic solution temperature from 40 to 60

ba

Experimental study and mathematical modeling of combined osmo- convective drying of apple and investigating the effect of the main operational variables

آب‌زدایی اسمزی

مدل فرکشنال

مدل پپاس- سالین

نفوذ فیک

نفوذ آنومالوس

صمغ دانه‌ی ریحان

خشک‌کن مادون‌قرمز

Osmotic dehydration, Fractional calculus model, Peppas-Sahlin model, Fickian diffusion, Anomalos diffusion, Basil seed gum, Infrared dryer

آب‌زدایی اسمزی، مدل فرکشنال، مدل پپاس- سالین، نفوذ فیک، نفوذ آنومالوس، صمغ دانه‌ی ریحان، خشک‌کن مادون‌قرمز

اعتمادی، احمد

علیزاده، رضا، استاد راهنما

سیروس آذر، محمد، استاد مشاور

ایران

20230912

شیمی ،۲۰۹۵۲ ،۱۳۹۹

زمسا ی‌بیکرتن‌درکک‌شخ‍ ی‌ضایر ی‌زاسل‌دم‍ و ی‌برجت‍ ی‌ه‌علاطم‍- ت‍ ی‌سررب‍ و ب‌یس‍ ی‌یاجباجأی‌تایلمع‍ ی‌اهرتماراپ‍ ریث‍.pdf

عادی

عادی

4114.pdf

pch20952.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۱۱۴

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

e

TF

92029

1

a

Y