بخشی از مقاله
چکیده
عناب به عنوان یک گیاه دارویی با خواص بالا به صورت تازه و خشک مصرف می شود . خشک کردن میوه عناب باعث نگهداري طولانی مدت آن ودر نتیجه استفاده طولانی تر آن در صنعت داروسازي و پزشکی می شود .در این مطالعه تاثیرات شرایط مختلف خشک کردن بر روي ضریب نفوذ موثر، انرژي فعال سازي، میزان انرژي مصرفی و انرژي مخصوص مورد نیاز براي خشک کردن گیاه دارویی عناب با استفاده از خشک کن آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت .
آزمایشها در سه سطح دمایی 50 ، 60 و 70 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت هواي داغ 0/5 و 1 و 1/5 متر بر ثانیه انجام شد .ضریب نفوذ موثر میوه عناب درطی خشک کردن بین 5/766×10-10 تا 37/48×10-10 متر مربع بر ثانیه بدست آمد. همچنین انرژي فعال سازي 17/22 تا 23/83 کیلوژول بر مول محاسبه شد. میزان انرژي مصرفی براي 79/1 تا 92/46کیلووات بر ساعت و میزان انرژي مخصوص مورد نیاز براي خشک کردن عناب بین 203/59 تا 900/08 کیلووات بر کیلوگرم محاسبه شد.
مقدمه
میوه عناب با نام علمی zizyphus jujube mill متعلق به خانواده rhamnaceae است . عناب به عنوان یک گیاه دارویی با خواص بالا به صورت تازه و خشک مصرف می شود. shi jegen دانشمند چینی در قرن 16 میلادي در کتاب گیاهان دارویی ذکر کرد که عناب در 2000 سال قبل مصرف دارویی داشته و در کشورهاي شرق آسیا از میوه ، بذر ، برگ ، شاخه ، پوست وریشه آن براي معالجه بیماريها از جمله کاهش تب استفاده می شود
خشک کردن یکی از قدیمی ترین روشها براي حفظ محصولات کشاورزي و غذایی می باشد. خشک کردن مواد غذایی به دلیل کاهش حجم و وزن بعد از پروسه خشک شدن قابل حمل ونقل می سازد
در زمانهاي قدیم، انژري خورشید جهت خشک کردن استفاده می شد. اما مشکلات زیادي در استفاده از این روش وجود دارد از جمله: تغییرات نامناسب در کیفیت غذا، عدم کنترل کافی در پروسه خشک کردن، طولانی بودن زمان خشک شدن و غیر بهداشتی بودن محصول. در مقابل، خشک کنهاي صنعتی مزایایی نسبت روش سنتی دارند از جمله: برداشت به موقع محصول، کاهش تلفات در مزرعه، برنامه ریزي براي برداشت در شرایط نامطلوب آب وهوایی، افزایش مدت انبارداري مواد غذایی، استفاده مجدد از تلفات مواد غذایی، بدست آوردن محصول مطلوب، کاهش هزینه ها و کاهش مدت زمان فرآوري.
مصرف مقدار زیادي از انرژي در صنعت خشک کردن، خشک کردن را یک عملیات با مصرف انرژي زیاد ولی با اهمیت زیاد صنعتی مطرح می سازد به خشک شدن دانه ها تحت شرایط ثابت دمایی و رطوبتی به صورت تک لایه گسترده خشک کردن به روش لایه نازك گویند
خشک کردن لایه نازك به فرآیند خشک کردن دانه ها بر میگردد که بایستی تمام دانه ها درشرایط یکسان هواي داغ - در یک دما و رطوبت ثابت - قرار گیرند. تمام خشک کنهاي هواي داغ بر اساس خشک شدن لایه نازك مدل سازي می شوند
خشک کردن میوه ها به مشخصات مربوط به انتقال جرم و حرارت در محصولی که خشک می شود، بستگی دارد .دانستن پخش رطوبت و دماي محصولات، براي طراحی پروسه، کنترل کیفی، انتخاب نوع انبار کردن مناسب و چگونگی جا به جایی مناسب محصولات، لازم می باشد. ضریب پخش یکی ازمشخصات محصولات کشاورزي است و مقدار آن بستگی به شرایط داخل ماده، دارد. دانستن درباره پخش رطوبت موثر براي طراحی و مدل سازي فرآیند انتقال جرم، مثل آب زدایی، جذب سطحی و دفع رطوبت در طول انبارداري، لازم می باشد.
تحقیقات زیادي در مورد ضریب نفوذ موثر، انرژي فعال سازي و انرژي مصرفی بر روي لایه نازك محصولات از جمله سبزي جات و میوه هاي مختلف مانند انجیر - Babalis and Belessiotis, 2004 - ، ذرت - - Doymaz and Pala, 2003، گلابی - Goyal et al., 2007 - ، انگور - - Ozdemir and Devres, 1999 و زرشک - Aghbashlo et al., 2008 - انجام شده است.
اما در مورد خشک کردن گیاه دارویی عناب اطلاعات بسیار کمی دردست است که ضرورت تحقیق حاضر را ایجاب می- کند . بنابراین هدف از تحقیق حاضر تعیین ضریب نفوذ موثر ، انرژي فعال سازي و انرژي مصرفی در طی خشک شدن گیاه دارویی عناب می باشد .
مواد و روشها
عناب تازه از شهرستان فاروج، استان خراسان شمالی - شمال شرقی ایران - تهیه شد و براي انجام آزمایشها در یخچال در دماي +5 درجه سلسیوس نگهداري شد. محتواي رطوبت اولیه عناب ، به روش خشک کردن در آون بدست آمد. نمونه هاي 30 گرمی در آون در دماي105 ±1 درجه سلسیوس قرار گرفتند. بطوریکه تغییر وزنی بین دو توزین متوالی مشاهده نشد. این روند در 5 مرتبه تکرار شد و محتواي رطوبتی عناب تازه در حدود - %62/5 - بدست آمد.
براي انجام آزمایشها ازیک خشک کن هواي داغ آزمایشگاهی براي آزمایشها مورد استفاده قرار گرفت. بخشهاي اصلی سیستم خشک کن عبارتند از یک دمنده گریز ازمرکز، محفظه گرم کننده هوا، محفظه خشک کن، سیستم کنترل دما، اینورتور و سبد خشک کردن.
آزمایشات در سه سطح دمایی 70،60،50 درجه سلسیوس و در سه سرعت هواي داغ 0/5 و 1 و 1/5 متر بر ثانیه انجام شد.
مقدار رطوبت نسبی محیط در طی آزمایشها %37-30 ودماي محیط بین28-23 درجه سلسیوس بود.
میایگین قطر هندسی عناب می تواند از معادله زیر محاسبه شود که در آن L قطر بزرگ و W قطر متوسط و T قطر کوچک دانه هاي عناب است که با استفاده از فرمول بالا می توان میانگین قطر هندسی عناب را بدست آورد. قطر هندسی بدست آمده براي بدست آوردن ضریب نفوذ موثر به کار می رود.
به طور معمول خشک شدن محصولات در دو مرحله رخ می دهد مرحله اول با سرعت ثابت و مرحله دوم نرخ کاهنده ، که اکثر زمان خشک شدن در مرحله دوم صورت می گیرد.
قانون دوم فیک که توسط کرنک براي شرایط ناپایدار نفوذ در اشکال کروي ارائه شد با نادیده گرفتن تاثیرات دما و مجموع گرادیان فشار می تواند انتقال رطوبت در مرحله نزولی پروسه خشک کردن را توصیف کند - Crank, 1975 - با فرض اینکه در پروسه خشک کردن پخش رطوبتی موثر، ثابت و شعاعی است می توان مقدار آن را با استفاده از فرمول زیر محاسبه نمود که در آن n تعداد ترمهاي خشک شدن 1 - و2و3و.. - در نظر گرفته شده از معادله، t زمان خشک شدن، ضریب پخش موثر، ro شعاع کره که در پروسه خشک شدن ثابت فرض شده است.
زمانی که t افزایش می یابد، تمام ترمهاي به غیر از ترم اول، صفر می شوند. با صرف نظر کردن از ترمهاي بالا داریم بعد از ساده شدن، معادله بالا را می توان به صورت خطی نوشت. با - LN - گیري از طرفین معادله بالا می توان آن رابه صورت خطی در آورد.
با رسم لگاریتم طبیعی داده هاي بدست آمده در طول آزمایش نسبت به زمان ، خطی با شیب k1 بدست میآید که از مساوي قرار دادن این شیب با ضریب t دررابطه - 8 - ، ضریب نفوذ موثر را می توان از رابطه - 9 - محاسبه کرد.
