مدل‏ سازی ریاضی فرایند خشک ‏کردن با هوای گرم برش ‏های به با پیش‏ تیمار آبگیری اسمزی: تعیین ضریب نفوذ موثر و انرژی فعال‏ سازی

Abstract

پیش ‏تیمار آبگیری اسمزی در فرآیند خشک‏ کردن با هوای گرم با هدف بهبود ویژگی‏های تغذیه‌ای، حسی و کیفی محصول نهایی خشک‏ شده به کار می‌رود. در تحقیق حاضر، پیش‏ تیمار آبگیری اسمزی برش‏های به و سپس خشک‏ کردن آن با استفاده از هوای گرم انجام شد. آبگیری اسمزی در غلظت‏ های 40، 45 و 50 % (w/w) ساکاروز و دمای خشک کردن با هوای گرم 40، 50 و C° ۶۰ صورت پذیرفت. نسبت نمونه به محلول اسمزی 1:10 و دمای محلول اسمزی C° 30 در نظر گرفته شد. مدل‏ سازی ریاضی با استفاده از مدل‏ های نیوتن، پیج، هندرسون و پابیس اصلاح ‏شده، نفوذ فیک ساده‏ شده، معادله دوم پیج اصلاح‏ شده، دوجمله‏ای نمایی، ونگ و سینگ، آغباشلو و لجستیک بررسی گردید. برازش داده‏ های تجربی با مدل‏ ها به منظور تعیین مدل بهینه جهت توصیف فرایند خشک‏ کردن، تعیین ضریب نفوذ و انرژی فعال ‏سازی انجام شد. زمان خشک‏ کردن برای نمونه‏ های تیمار نشده در دمای 40، 50 و C° ۶۰ به ترتیب برابر با 527/1±671/509، 732/1±491 و 707/0±459 min بود. همچنین، برای نمونه‏ ها با پیش ‏تیمار آبگیری اسمزی، زمان خشک‏ کردن در دماهای تحت بررسی خشک‏کردن با هوا با افزایش غلظت ساکاروز در محلول اسمزی کاهش یافت. مدل پیج به عنوان بهترین مدل جهت توصیف سینتیک انتقال جرم طی خشک‏ کردن به تعیین گردید. غلظت محلول اسمزی ۵۰% و دمای °C۶۰ منجر به ضریب نفوذ موثر (m2/s) 10-10×۸۱۷/۲ و زمان خشک‏کردن 413/1±286 min شد. علاوه‏ براین، ضریب نفوذ موثر با افزایش دمای خشک‏کردن افزایش یافت. غلظت محلول اسمزی نیز با انرژی فعال ‏سازی رابطه عکس داشت. ارزیابی حسی نشان داد افزایش غلظت محلول اسمزی منجر به افزایش امتیاز پذیرش کلی گردید.