بخشی از مقاله
چکیده
شرایط خشک کردن محصول بر خواص فیزیکی و مکانیکی محصول خشک شده تاثیر میگذارد .در این تحقیق، با انجام آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملأ تصادفی، اثر دمای خشک کردن در سه سطح 40 - ، 50 و60 درجه سانتیگراد - و سرعت جابجایی هوا در دو سطح 2 - و3 متر بر ثانیه - بر روی خواص مکانیکی - شامل تغییر طول در نقطه شکست، نیروی شکست، انرژی شکست و توان شکست - مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تاثیر خشک کردن دو مرحله ای نیز بر خواص مکانیکی فوق بررسی شد .نتایج نشان داد که تاثیر دمای هوای خشک کردن بر نیروی شکست به عنوان خصیصه ای مکانیکی معنی دار بود. خشک کردن دومرحله ای تاثیری نیروی شکست دانه سویا نداشت.
مقدمه
سویا یکی از بقولات است. نیام و دانه آن لوبیا غذای میلیون ها نفر را فراهم می کنند و در تهیه مواد شیمیایی نقش عمده دارند. سویا احتمالاً حاصل اهلی سازی گیاهی وحشی در شرق آسیا است .روغن استخراج شده از دانه های سویا یکی از مهم ترین انواع روغنها است. این روغن حاوی اسیدلیِونیک بسیار بالایی است و به همین دلیل از آن نمی توان برای تهیه روغن سرخ کردنی استفاده کرد.
خشک کردن مهم ترین روش نگهداری مواد کشاورزی بوده و یک عملیات حساس و با اهمیت در چرخه برداشت، نگه داری و حمل و نقل آنهاست. در این فرآیند با استفاده از انرژی گرمایی، آب موجود در ماده تبخیر می گردد و یک ماده جامد، مایع و نیمه جامد به یک ماده جامد با میزان رطوبت کمتر تبدیل میشود و همراه با فرآیندهای پیچیده انتقال جرم و حرارت می باشد که اغلب باعث واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی می گردد
یکی از نیازهای مکانیزه نمودن صنعت فرآوری، طراحی دقیق ماشینهای فرآوری و حمل و نقل است. گام نخست در طراحی دقیق و بهینه این ماشین ها دانستن خواص فیزیکی و مکانیکی میوه می باشد که دانستن این خصوصیات تأثیر عمده ای روی عملکرد و بازده ماشین ها و دستگاه های خط فرآوری دارد
خواص فیزیکی و مکانیکی همچون ویژگی های ابعادی، کرویت، میانگین قطر هندسی، میانگین قطر حسابی، مساحت سطح رویه، واحد جرم، حجم حقیقی، چگالی حقیقی، چگالی توده، خلل و فرج، ضریب اصطکاک استاتیکی، سرعت حد، نیروی شکست، تغییر شکل شکست و انرژی شکست از عواملی هستند که در مسایل مربوط به طراحی ماشینهای فرآوری و یا تحلیل رفتار مواد در نگهداری، حمل و نقل موثر هستند
از آنجا که شرایط خشک کردن محصول بر خواص فیزیکی و مکانیکی محصول خشک شده تاثیر می گذارد، هدف از انجام این تحقیق ارزیابی تاثیر تغییرات دو عامل دمای خشک کردن و سرعت جابجایی هوای گرم در فرایند خشک کردن دانه سویا بر برخی خواص مکانیکی آن می باشد.
مواد و روش ها
آزمایش ها بر روی دانه سویا واریته L17 انجام گردید. دانه سویا موردنیاز از شهرستان پارس آباد مغان تهیه شد. رطوبت اولیه توسط دستگاه رطوبت سنج محصول و آزمایشگاه تعیین شد. نمونه ها در یخچال و دمای حدود 4±1 درجه سانتیگراد در مدت آزمایش - 35 روز - نگهداری شدند . در این تحقیق ابتدا محصول در سه دمای مختلف 40 - ، 50 و 60 درجه سانتی گراد - و با دو سرعت هوا - 2 و 3 متر بر ثانیه - خشک شد - سطح رطوبت تمامی محصول خشک شده یکسان می باشد - . همچنین در آزمایشات جداگانه محصول به صورت دو مرحله ای خشک شد. برای انجام این کار ابتدا در دمای 60 درجه سانتیگراد، عملیات خشک کردن انجام و پس از یک ساعت دما به 50 و 40 درجه سانتیگراد تغییر یافت.
برای انجام این تحقیق از یک دستگاه خشک کن ساخته شده در دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان استفاده شد - سیدعلیخانی،. - 1393 خشک کن از نوع جریان با جابجایی هوای داغ بود. خشک کن مورد استفاده برای خشک کردن میوه ها و سبزیجات مناسب بوده و دارای یک صفحه مشبک می باشند که جریان هوا به صورت متقاطع به محصول در حال خشک شدن برخورد می نماید. قبل از انجام آزمایشات قسمت های مختلف دستگاه نظیر لودسل، ترمومتر و دمنده توسط دستگاه های مخصوص کالیبره شدند.
قبل از انجام آزمایش نمونه از یخچال خارج و به مدت 2 ساعت در دمای محیط قرار داده شدند تا به حالت تعادل با محیط برسند .سپس حدود 300 گرم از هر نمونه را بر روی سینی خشک کن به صورت تک لایه قرار داده شد. 10 دقیقه پس از روشن کردن دستگاه و تنظیم دما و سرعت جریان هوا، نمونه در داخل دستگاه قرار داده شد. آزمایشات در سه تکرار - طرح آماری کامل تصادفی در قالب فاکتوریل - اجرا شد. رطوبت نهایی محصول خشک شده در حدود %15 خشک پایه بود.
پس از خشک کردن محصول در شرایط فوق، نمونه ها در داخل کیسه های نایلونی دو لایه نگهداری و سپس خواص مکانیکی - نیروی شکست - آن ها تعیین شد.
برای اندازه گیری نیرو و تغییر شکل شکست از ماشین آزمون کشش فشار مدل Santam - MRT-5 - استفاده شد. سرعت بارگذاری 10 mm/min انتخاب شد. اندازه گیری خواص مکانیکی به ازای هر تیمار، 10 بار تکرار گردید. بارگذاری در جهت عرضی دانه سویا اعمال گردید.
پس از این که منحنی نیرو-تغییر شکل هر نمونه در آزمایش بارگذاری فشاری تک محوری استخراج گردید، خواص مکانیکی تعیین شد. آنالیز داده ها توسط نرم افزار استاتیستیکا انجام شد، سپس مقایسه میانگین های صفات مورد بررسی توسط آزمون دانکن صورت پذیرفت.
نتایج
نتایج تجزیه واریانس نیروی شکست دانه سویا در جدول 1 آورده شده است. از تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده نتیجه گیری شد که تاثیر دمای هوا، سرعت جابه جایی هوای خشک کردن بر نیروی شکست در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود و اثرات متقابل آن دو معنی دار نبود.
از تجزیه واریانس تاثیر دمای دو مرحله ای چنین نتیجه گیری شد که تاثیر دما بر نیروی شکست دانه سویا معنی دارنبود - جدول . - 2 با استفاده از روش آزمون چند دامنه دانکن، مقایسه میانگین ها انجام و نتایج آن در جدول های - 3 - و - 4 - آمده است.شکل های - 1 - تا - 3 - ، تاثیر دما و سرعت هوای خشک کردن بر میزان نیروی شکست را نشان می دهد.
جدول:1 تجزیه واریانس تاثیر دما و سرعت جابه جایی هوای خشک کردن بر خواص مکانیکی دانه سویا
جدول:2 تجزیه واریانس تاثیر خشک کردن دو مرحله ای بر خواص مکانیکی دانه سویا
جدول:3 آزمون مقایسه میانگین خواص مکانیکی دانه سویا در روش های مختلف خشک کردن
