مطالعه تجربی و شبیهسازی عددی تولید پودر آبلیمو به روش فوم مت با خشککن هوای داغ تحت مادونقرمز و ارزیابی کیفیت محصول
عنوان اصلي به زبان ديگر
Experimental Study and Numerical Simulation of Lime Juice Powder Production with Foam-Mat Method Using Hot-air Dryer Under Infrared and Evaluation of Product Quality
نام نخستين پديدآور
/عاطفه دانندهاسکویی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: کشاورزی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
نام توليد کننده
، میرزائی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۶۰ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
صنایع غذایی- گرایش صنایع
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۱۱/۱۹
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
خشکصکردن از روشصهای قدیمی نگهداری مواد غذایی میصباشد که با اعمال حرارت به روش کنوکسیونی یا تحت مادونصقرمز و یا روشصهای دیگر، باعث حذف رطوبت و بهبود کیفیت محصول غذایی شده و همچنین زمان نگهداری به دلیل کاهش فساد، افزایش میصیابد .ساختار متخلخل کف خشکصشده به روش فومصمت، باعث می شود رطوبت سریعا از آن حذف گردد، لذا روش مطلوبی از جهت اتمام سریع فرآیند و بهبود محصول تولیدی محسوب میصشود .هدف از این پژوهش نیز بررسی تغییرات شاخص های کمی و کیفی پودر آبلیمو بعد از اتمام فرآیند خشکصکردن و تأثیرات سرعت هوای داغ و توانصصهای مادونصقرمز بر این شاخصصها میصباشد .در این مطالعه کف در ضخامت ۵ میلیصمتر و دمای ثابت ۵۰ درجه سانتیصگراد هوای داغ ، خشک شد .با این حال، تأثیر سرعت هوا از ۱ تا ۳ متر بر ثانیه در توان ۰ وات، روی خشکصکردن فوم مت آبلیمو مورد بررسی قرار گرفت .با افزایش سرعت هوا از ۱ به ۳ متر بر ثانیه، مقادیر مربوط به آنالیز کیفی پودر، اعم از دانسیته تودهصای و ضربهصای و ذرهصای، شاخص جذب آب کاهش و قابلیت جریان یافتن و تخلخل داخل گرانولی، شاخص حلالیت در آب و همچنین محتوای رطوبت پودر افزایش یافت .همچنین، پارامترهای رنگی برای پودر آبلیموی تولید شده به روش فومصمت با افزایش سرعتصهای هوای ۱ به ۳ متر بر ثانیه باعث افزایش اختلاف رنگ کلی و کاهش شاخص قهوهصای شدن به میزان ۶/۱۱ درصد شد .همچنین بیشترین مقدار حفظ و تخریب ویتامینصث موجود در پودر نیز به ترتیب مربوط به سرعت هوای ۱ و ۲ متر بر ثانیه بود .افزایش یا کاهش مقادیر آنالیز شده در این توان بسیار نامحسوس ارزیابی شد که نشان دهنده عدم تأثیر یا تأثیر بسیار جزیی سرعت هوا بر روی تولید پودر آبلیمو با تأثیر مستقل سرعت هوا میصباشد .میکروگرافصهای الکترونی از پودر آبلیمو، ذراتی با سطح صاف و برشصخورده) به دلیل آسیاب کف خشکصشده (را نشان داد و با افزایش سرعتصهوا ذرات با سطحصهای غیرصیکنواخت دیده صشد .شبیهصسازی پدیدهصهای انتقال جرم و حرارت نیز جهت بررسی پخش رطوبت و حرارت در سرعتصهای مختلف هوا انجام شد و بر این اساس ضریب همبستگی نتایج به دست آمده از شبیهصسازی، برابر با ۹۱۸/۰ بود .همچنین، در این مطالعه تأثیر استفاده از توان مادونصقرمز در چهار سطح ۰ و۱۰۰ ، ۲۰۰ و ۳۰۰ وات با ضخامت کف ۵ میلیصمتر و دمای ۵۰ درجه سانتیصگراد در سرعت هوای ۱ متر بر ثانیه، بر شاخصصهای کمی و کیفی پودر آبلیمو در حین انجام فرآیند خشکصکردن بررسی شد .افزایش توان مادونصقرمز، سبب کاهش دانسیتهصهای تودهصای و ضربهصای و ذرهصای، همچنین کاهش شاخص حلالیت در آب، شاخص قهوهصای شدن و محتوای رطوبت پودر شد .در مقابل افزایش توان، منجر به افزایش تخلخل تودهصای، شاخص کار و نسبت هوسنر، شاخص جذب آب، تغییر رنگ کلی و ضریب انتشار مؤثر رطوبت شد .همچنین ویتامینصث پودر آبلیمو نیز با افزایش توان مقادیر بالاتری را نشان داد، این افزایش حاکی از آن است که ویتامین ث در توانصصهای بالاتر، به دلیل افزایش سرعت خشکصشدن بهتر حفظ میصشود .در کل مشاهده میصشود توان ۲۰۰ وات در آزمایشات کیفی، نرخ خشک کردن و ضریب انتشار مؤثر رطوبت، نتایج بهتری را نسبت به توان ۳۰۰ وات نشان داده صاست .ولی به لحاظ کاهش محتوای رطوبت و نسبت رطوبت در توان ۳۰۰ وات نتایج تجربی بهتری بدست آمده است .در این تحقیق شبیهصسازی پدیدهصهای انتقال جرم و حرارت، جهت بررسی پخش رطوبت و حرارت حین فرآیند خشکصکردن کف آبلیمو، در توانصهای مختلف مادونصقرمز نیز انجام شده است .نتایج بدست آمده نشان می دهد که توزیع یکنواخت رطوبت و حرارت طی خشکصکردن کف آبلیمو، باعث بهبود ویژگیصهای کیفی پودر حاصل به دلیل یکنواختی رطوبت آن و در نهایت افزایش کیفیت پودر گردیده است .ضریب همبستگی نتایج به دست آمده از اعتبار سنجی داده های تجربی و شبیهصسازی، برابر با ۸۹۱/۰ بود .ریزساختار پودر آبلیمو تولید شده، ذرات به شکل نامنظم با توزیع غیریکنواخت اندازه منافذ مشاهده شد .علاوه بر موارد ذکر شده، در این تحقیق تأثیر متقابل توان مادونصقرمز در چهار سطح۰ ، ۱۰۰ و ۲۰۰ و ۳۰۰ وات به طور همزمان با تاثیرات سرعت جریان هوا بر خشکصکردن آبلیمو، در سه سطح۱ ، ۲ و ۳ متر بر ثانیه، در دمای ثابت ۵۰ درجه سانتیصگراد، بر چگونگی روند فرآیند نیز بررسی شد .افزایش سرعت هوا، سبب شد شاخص کروما، زاویه هیو، تغییر رنگ کلی، شاخص قهوهصای شدن، دانسیته ذرهصای، تخلخل تودهصای پودر، شاخص جذب آب کاهش یافته و میزان ضریب انتشار مؤثر رطوبت، دانسیته ضربهصای و شاخص حلالیت در آب افزایش یابد .همچنین، افزایش توان مادونصقرمز نیز سبب کاهش ضریب انتشار مؤثر رطوبت، نرخ خشکصکردن، شاخص حلالیت در آب، زاویه هیو، افزایش شاخص کروما، تغییر رنگ کلی، شاخص قهوهصای شدن و شاخص جذب آب گردید .نتایج پژوهش حاضر راه حلی برای تولید پودر آبلیموی با کیفیت تر و حفظ هر چه بیشتر ویتامینصث و در نتیجه بالابردن ارزش غذایی این محصول تولیدی در زمان کوتاهصتر و کاهش نتایج مخرب استفاده از روش کنوکسیونی را پیش رو قرار میصدهد .با افزایش سرعت هوا و توان مادونصقرمز مشاهده میصشود ضخامت ذرات کاهش یافته و چسبندگی ذرات به هم افزایش یافته است .شبیهصسازی پدیدهصهای انتقال جرم و حرارت حین فرآیند خشکصکردن کف آبلیمو و همچنین اعتبارسنجی بین دادهصهای حاصل از آزمایش و شبیهصسازی مورد بررسی قرار گرفت .بیشترین ضریب همبستگی در سرعتص هوای۱ ،۲ ، ۳ متر بر ثانیه و توانصهای۰ ،۱۰۰ ، ۲۰۰ و ۳۰۰ وات مربوط به سرعت ۳ متر بر ثانیه با ضریب همبستگی ۹۴/۰ و توان ۱۰۰ وات با ضریب همبستگی ۹۳/۰ میصباشد .ضریب همبستگی کلی برای تمام دادهصهای حاصل از آزمایش و شبیهصسازی برابر با ۹۱۴/۰ بود که بیانگر تطابق مناسب دادهصهای حاصل از آزمایش با دادهصهای حاصل از شبیهصسازی بود و نشان داد این مدل فرآیند خشکصکردن را بخوبی توصیف میصکند
متن يادداشت
Drying is one of the old methods of preserving food. preservation of food by applying convection or infrared heating or other methods is lowered moisture content, and improves the quality of the food produced and also increases the shelf life of foods. In foam mat drying, the porous structure dried foam is removed quickly the moisture, so a good way to finish the process and the product is improved. The purpose of this study was to investigate the changes of quantitative and qualitative indices of lime juice after drying process and the effects of hot air velocity and infrared power on these indices. In this study, the foam was dried at a thickness of 5 mm at a constant temperature of 50C. However, the effect of air velocity of 1, 2 and 3 m/s at 0 W power on dry Lime Juice foam drying was investigated. By increasing the air velocity from 1 to 3 m/s, the values of powder quality analysis including bulk, tap and particle density, water absorption index. Also Flowability and bulk (intergranular) porosity, water solubility, index moisture content of powder An increase. The study also showed that the color of lime juice produced by Foam Mat at the difference air speeds showed the increase color difference and decrease browning index by 11.6 . Also, the highest amount of vitamin C degradation in the powder was related to air velocity of 2 m/s. The increase or decrease of the analyzed values in this power was considered to be very imperceptible, which indicates the lack of effect or very small effect of air speed on the production of lemon juice powder with independent effect of air speed. Simulation of mass and heat transfer phenomena was also performed to investigate the distribution of moisture and heat at different air velocities and the correlation coefficient was 0.918. Also, in this study the effect of using infrared power at four levels of 0, 100, 200 and 300 Wat with 5 mm foam thickness and 50C at 1 m/s air speed on quantitative and qualitative parameters of lime juice powder, during the drying process was evaluated. Increasing infrared power decreased the bulk, tapped and particle densities, as well as decreasing the water solubility index, the browning rate, the moisture content of the powder. In contrast, this increase in power increased bulk porosity, Carr index and Hausner ratio, water absorption index, the effective moisture diffusion coefficient and overall color difference. Vitamin C also showed higher levels of lime juice with increasing power, suggesting that vitamin C was retained at higher powers due to better drying speed. Overall, the power of 200 wat can be seen in qualitative tests, drying rates and effective moisture diffusion coefficients showed better results than 300 wat. But better experimental results were obtained by reducing the moisture content and moisture ratio at 300 W. In this study, simulations of heat and mass transfer phenomena were used at different infrared power to investigate the distribution of moisture and heat during the drying process of lime juice. The results show that even distribution of moisture and heat during drying of lime juice improves the quality properties of the powder due to its moisture uniformity and ultimately increases the quality of the powder. The correlation coefficient of the results obtained from the validation of the experimental and simulation data was 0.891. In addition to the above, in this study, the interaction of infrared power at four levels of 0, 100, 200 and 300 wat simultaneously with the effects of airflow velocity on drying of lime juice at three levels of 1, 2 and 3 m/s, At a constant temperature of 50 C, the process was also studied. Increasing the air velocity resulted in a decrease in chroma, hue angle, total color difference, browning index, particle density powder, bulk porosity, Water absorption index and increased effective moisture diffusion coefficient, tap density, Water solubility index. Increasing infrared power also reduced effective moisture diffusion coefficient, drying rate, water solubility index, Hue angle and increased chroma index, total color difference and the browning index. The results of the present study provide a solution for producing higher quality lime juice and preserving more vitamin C and thus increasing the nutritional value of this product in shorter time and reducing the harmful effects of using the convectional method. The simulation of the heat and mass transfer phenomena during the drying process of lime juice as well as the validation between the experimental and simulation data were investigated. The highest correlation coefficient at air velocities of 1, 2, 3 m/s and 0, 100, 200 and 300 wat related to 3 m/s with a correlation coefficient of 0.94 and a power of 100 wat with a correlation coefficient of 0.93. The overall correlation coefficient for all test and simulation data was 0.914, which indicated a good agreement between the experimental and the simulation data, indicating that this model describes the drying process well
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Experimental Study and Numerical Simulation of Lime Juice Powder Production with Foam-Mat Method Using Hot-air Dryer Under Infrared and Evaluation of Product Quality
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )