عنوان

مدلسازی عددی فرآیند خشک‌کردن پالپ سیب‌زمینی تولید شده به روش فوم‌مت با استفاده از خشک‌کن هیبریدی (هوای داغ-مایکروویو) و ارزیابی ویژگی‌های کیفی و عملکردی محصول

شماره

پ۲۴۳۰۶

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مدلسازی عددی فرآیند خشک‌کردن پالپ سیب‌زمینی تولید شده به روش فوم‌مت با استفاده از خشک‌کن هیبریدی (هوای داغ-مایکروویو) و ارزیابی ویژگی‌های کیفی و عملکردی محصول

نام نخستين پديدآور

آیناز غفاریان

نام ناشر، پخش کننده و غيره

کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۳۴ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

علوم و مهندسی صنایع غذایی-گرایش صنایع غذایی

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۱۰/۲۲

متن يادداشت

خشک‌کردن از جمله رایج‌ترین فرآیندهای مورد استفاده جهت نگهداری مواد غذایی بوده و همچنین تکنولوژی مناسبی برای تولید محصولات کشاورزی پودر مانند می‌‌باشد. می‌توان از این روش برای کاهش ضایعات، از طریق تولید یک ماده‌ اولیه کم هزینه برای صنعت غذا استفاده کرد. در همین راستا سیب‌زمینی محصولی استراتژیک و پر استفاده در تهیه انواع غذاها و یکی از محصولات مهم کشاورزی به شمار می‌آید. هدف از این پژوهش تولید پودر سیب‌زمینی به روش فوم‌مت و بررسی ویژگی‌های کیفی، شبیه‌سازی پدیده‌های انتقال جرم و حرارت در طول خشک‌کردن با استفاده از خشک‌کن ترکیبی هوای داغ – مایکروویو می‌باشد. آزمایشات مربوط به پژوهش با خشک‌کن هوای داغ– مایکروویو با سرعت هوای ثابت 1 متر بر ثانیه، در دمای 40 درجه سانتی‌گراد و توان‌های مایکروویو 90، 360 و 600 وات صورت گرفت. عامل فوم‌ساز در این آزمایش پودر ساپونین با غلظت‌های 5/0، 1 و 5/1 درصد (وزنی/وزنی) بوده و از متیل سلولز تحت عنوان پایدار‌کننده کف در غلظت 5/0 درصد (وزنی/وزنی) برای فوم با ضخامت 5 میلی‌متر استفاده شد. در این پژوهش تأثیر متغیرهای فرایند که شامل توان مایکروویو و غلظت عامل فوم‌ساز روی میزان رطوبت، نسبت رطوبت، نرخ خشک‌کردن، ضریب انتشار مؤثر رطوبت، پارامترهای رنگ، فعالیت آبی، حلالیت در آب و جذب آب، قابلیت جریان یافتن، جزء حجمی هوا، تخلخل داخل گرانولی، ریز ساختار، ویژگی‌های حرارتی پودر سیب‌زمینی، حجم آب‌اندازی، پایداری و انبساط و همچنین دانسیته فوم و نیز انرژی مصرفی مورد بررسی قرار گرفت. در آخر، معتبرسازی داده‌های حاصل از شبیه‌سازی با داده‌های آزمایشی انجام گرفت. طبق نتایج، افزایش غلظت ساپونین سبب کاهش دانسیته فوم و افزایش میزان انبساط، تخلخل و پایداری فوم گردید. بیشترین سرعت خروج رطوبت و کمترین زمان خشک‌شدن در توان 360 وات مایکروویو مشاهده گردید، همچنین در روش‌هایی که در آنها از انرژی مایکروویو استفاده شد (تکی یا ترکیبی)، سرعت خشک‌شدن افزایش و زمان فرآیند کاهش یافت. افزایش توان مایکروویو باعث افزایش ضریب انتشار مؤثر رطوبت گردید. همچنین کاربرد مایکروویو برای خشک‌کردن (تکی یا ترکیبی) نسبت به روش هوای داغ، باعث افزایش قابل ملاحظه‌ای در میزان انتشار مؤثر رطوبت گردید. بیشترین انرژی مصرفی مربوط به روش هوای داغ تکی و کمترین آن مربوط به روش مایکروویو تکی است هرچند با افزایش توان مایکروویو، انرژی مصرفی افزایش یافت. همچنین با افزایش غلظت ساپونین نیز انرژی مصرفی افزایش یافت. با افزایش توان مایکروویو در غلظت‌های مختلف ساپونین میزان حلالیت در آب و میزان جذب آب نمونه‌های پودر سیب‌زمینی افزایش یافت. کمترین میزان حلالیت در آب و بازجذب آب در روش هوای داغ مشاهده شد. با افزایش توان مایکروویو در غلظت های مختلف ساپونین شدت تغییرات رنگ افزایش یافت و نمونه های خشک شده با مایکروویو توان 360 وات کیفیت به مراتب بهتری داشتند. در نهایت نتایج بهینه‌سازی از میان کلیه غلظت‌ها، توان‌ها و روش‌های مورد استفاده در این پژوهش، غلطت 5/1 درصد ساپونین و توان 360 وات مایکروویو را بهترین ترکیب برای خشک‌کردن نمونه‌های فوم سیب‌زمینی معرفی کرد. پس از مدلسازی انتقال جرم و حرارت برای هوای داغ و مایکروویو توان 90 وات نیز مشخص گردید که داده‌های حاصل از مدل و داده‌های تجربی همبستگی بالایی دارند، به طوری که میزان همبستگی برای هوای داغ 40 درجه و مایکروویو توان 90 به ترتیب 965/0 و 9498/0 بدست آمد.

متن يادداشت

Abstract:Drying is one of the most common processes used to preserve foods and also a suitable technology for the production of powder-like agricultural products. This method can be used to reduce wastes by producing a low-cost raw material for the food industry. In this regard, potato is a strategic and widely used product in the preparation of various foods and one of the important agricultural products. The purpose of this study is producing potato powder by foam mat method and investigation of the quality characteristics, simulation of heat amd mass transfer phenomena during drying using a combined hot air-microwave dryer. The experiments were performed at a constant air velocity of 1m/s, at a temperature of 40°C and microwave powers of 90, 360 and 600 watts. The foaming agent in this experiment was saponin powder with concentrations of 0.5, 1 and 1.5% (w/w) and methyl cellulose was used as a foam stabilizer at a concentration of 0.5% (w/w) for a foam with 5 mm thickness. In this study, the effect of process variables including microwave power and foaming agent concentration on moisture content, moisture ratio, drying rate, effective moisture diffusion coefficient, color parameters, water activity, water solubility and water absorption, flowability, intra-granular porosity, microstructure, thermal properties of potato powder, stability and expansion as well as foam density and energy consumption were investigated. Finally, the simulation data were validated with experimental data. Increasing the concentration of saponin decreased the foam density and increased the expansion, porosity and stability of the foam. The highest moisture removal rate and the lowest drying time were observed in 360watt microwave power. Also, in the methods in which microwave energy was used (as single or combined method), the drying speed was increased and the processing time was reduced. Increasing the microwave power increased the effective moisture diffusion coefficient. Also, the use of microwave for drying (as single or combined method) caused a significant increase in effective moisture diffusion coefficient. Increasing the power of the microwave increased the energy consumption so that the highest energy consumption is related to single hot air and the lowest is related to single microwave method. Also, with increasing concentration, energy consumption increased. With increasing microwave power in different concentrations of saponin, the solubility in water and the amount of water absorption increased. The lowest solubility in water and water reabsorption is related to hot air. With increasing the microwave power at different concentrations of saponin, the intensity of color changes increased and samples dried in the microwave power of 360 watts had much better quality. After modeling the mass and heat transfer for hot air and microwave power 90, it was found that the data obtained from the model and experimental data have a high correlation. So that the correlation rates for hot air of 40 degrees and microwave power of 90 were 0.965 and 0.9498, respectively.

عنوان گونه گون

Numerical Modeling of Potato Pulp Produced by Foam Mat Drying Using Hybrid Dryer (Convective Hot Air – Microwave) and Investigation of the Product Qualitative and Functional Characteristics

عنصر شناسه اي

‏غفاریان،

ساير عناصر نام

‏آیناز

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏خاکباز حشمتی،

عنصر شناسه اي

دهقان‌نیا،

عنصر شناسه اي

داداشی،

ساير عناصر نام

‏مریم

ساير عناصر نام

‏ جلال

ساير عناصر نام

‏ سعید

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز