بخشی از مقاله
چکیده
بیشترین ضایعات برنج در مرحله خشک کردن و تبدیل شالی به برنج سفیداتفاق می افتد که کاهش آن از طریق بهینه کردن شرایط تبدیل ممکن میباشد. دراین کار تحقیقاتی، شلتوك برنج پس از خارج شدن از خشک کن در داخل محفظه خلا با سطوح مختلف فشارهاي زیر اتمسفري قرار گرفت تا دانه برنج بدون ایجاد گرادیان حرارتی بالا در لایه هاي سطحی، به آرامی با محیط به تبادل حرارتی و رطوبتی بپردازد. با توجه به نتایج بدست آمده، ایجاد خلا در دوره استراحت دهی تاثیر معنی داري در مقدار شکستگی دانه برنج دارد. بهترین حالت خشککردن برنج نعمت در دماي 60 درجه،مدت 5 ساعت و خلاء 0/6 اتمسفر بدست آمد.
مقدمه
از آنجاییکه در مرحلهي پس از برداشت مهمترین عامل ضایعات برنج ناشی از خشک کردن نادرست آنهاست - خوشحال، - 1382، لذا در عملیات فرآوري و تبدیل شلتوك به برنج سفید، مرحلهي خشک کردن یک مرحلهي حساس محسوب میشود.
دو پارامتر دما و زمان خشک کردن در پایین آوردن رطوبت شلتوك نقش بسزایی ایفا میکنند. چنانچه این دو عامل به دقت و تحت شرایط کنترل شده اعمال نشود، موجب افزایش تنشهاي حرارتی و رطوبتی در دانه برنج گشته و درصد شکستگی برنج را افزایش می دهد,
فن و همکاران - 2000 - عوامل مختلفی چون رطوبت، زمان برداشت، مکان برداشت و زمان خشک شدن را که در ایجاد ترك در دانه برنج نقش دارند را بر شمردند همچنین یکی از دلایلی که براي ایجاد ترك در دانه برنج بسیار مشهور شده،این است که جذب رطوبت غیر کنترل شده توسط دانه برنج از محیط اطراف باعث بوجود آمدن این تركها میگردد
جذب مجدد رطوبت سطحی در دانههاي خشک شده برنج مانند دیگر غلات یک امر هیگروسکوپیاست بطوریکه دانه خشک از هر منبعی که در معرض آن قرار گیرد رطوبت را جذب میکند. رطوبت جذب شده از طریق سطح دانه باعث گسترش سلولها و ایجاد تنشهاي فشاري در آن میشودو تا زمانی که دانه در شرایط آزاد قرار دارد این تنش فشاري توسط تنش کششی مخالف برابر با آن در مرکز دانه خنثی میگردد.
زمانیکه تنش فشاري در سطح دانه بیشتر از استحکام کششی در مرکز دانه گردد ایجاد ترك در دانه شروع می شود. این شکافها در مراحل بعدي موجب شکستگی دانه میشوندخشک کردن در شرایط خلا و نگهداري در خلا یکی از کارهایی است که در سالهاي اخیر براي خشک کردن محصولات مختلف کشاورزي و غذایی استفاده شده است. - قادري و هکاران، - 1390، لذا در کار تحقیقاتی حاضر به بررسی فشار محیطی پایین - خلا - اعمال شده در زمان استراحت پس از خشک شدن شلتوك برنج پرداخته شده است.
مواد و روشها
برنج مورد استفاده در این کار تحقیقاتی رقم نعمت از ارقام پر محصول داخلی انتخاب و از پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوري طبرستان تهیه گردید. سپس آزمایش هاي مورد نیاز بصورت کرتهاي دو بار خرد شده در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی با 3 تکرار انجام پذیرفت.
فاکتور اصلی مربوط به "فشار محفظه نگهداري نمونهها در زمان استراحت" و در 4 سطح اتمسفر، 0/8 ، 0/6 و 0/4 اتمسفر بود. فاکتور فرعی شامل 4 سطح دماي خشککن 40، 50، 60 و 70 درجه سانتیگراد و فاکتور فرعی در فرعی 3 بازهي زمانی 1 ساعت، 3 ساعت و 5 ساعت، زمان نگهداري نمونهها در خشککن بوده است.
نمونههاي برنج در شرایط بستر نازك و به کمک آون آزمایشگاهی مجهز به - PID Controller -Atbin, Korea - با دقت 0/5 درجه سانتیگراد خشک شدند. اندازه گیري رطوبت با استفاده از دستگاه رطوبت سنج دیجیتالی - GMK-303 G-Won, Korea - و توزین با ترازوي دیجیتال - Jadever-Sky 600, Japan - و به روش وزن تر محاسبه شد.
رطوبت اولیه نمونهها 21 - 1 درصد و رطوبت در زمان پس از خارج شدن از خشککن و پس از دوره استراحت در محفظه خلا اندازهگیري شدند. زمان دوره استراحت با توجه به مطالعات پیشین 90 دقیقه - بین 1 تا 2 ساعت - در نظر گرفته شد
دوره استراحت پس از خارج شدن نمونهها از خشککن به دلیل نیاز به تعادل رسیدن رطوبت و دماي سطحی دانه با محیط اطراف میباشد تا در اثر تنشهاي حرارتی و رطوبتی ناشی از جذب و دفع رطوبت سطحی شکستگی و ترك در دانه ایجاد نشود.
نمونهها پس از خروج از خشک کن و در مرحله استراحت به یک محفظه خلا استوانهاي از جنس پلی اتیلن به قطر 250 وارتفاع 600 میلیمتر انتقال پیدا کردند - شکل. - 1 یک دستگاه پمپ خلا مدل - Platinum JB- DV-42N-250, USA - به این محفظه جفت شده و محیط خلا مورد نیاز را توسط شیرهاي کنترل مکانیکی تامین و خلا سنج دیجیتال - Autonics PSA-01, Korea - با دقت یک هزارم اتمسفر خلا موجود در محفظه را کنترل نمود.
شکل-1 محفظه پلی اتیلنی و پمپ خلا مورد استفاده در این آزمایش
پس از طی شدن زمان استراحت، نمونهها از محفظه خارج شده رطوبت آنها اندازهگیري و سپس به منظور تعیین شکستگی در هر تکرار بصورت جداگانه 100 عدد دانه انتخاب و در دستگاه پوستکن آزمایشگاهی پوستکنی شدند. در انتها نسبت تعداد دانههاي شکسته به کل دانهها مشخص و بهصورت درصد بیانگر میزان شکستگی در هر تکرار آزمایشی گردید.
نتایج بهدست آمده وارد نرم افزار SAS شده و اثر متقابل میانگین مربعات توسط نرم افزار MStat-C محاسبه و نمودارها با نرم افزار Slidewrite ترسیم گردید.
نتایج و بحث
با توجه به نتایج به دست آمده از جدول 1 و معنیدار بودن میانگین مربعات تیمارهاي فشار در حرارت در زمان در سطح احتمال یک درصد، با افزایش دماي خشکشدن و نیز با افزایش زمان خشکشدن شکستگی دانه برنج افزایش مییابد. ولی تغییرات فشار در مرحله استراحت موجب تغییر معنیدار در افزایش شکستگی دانه برنج گردیده است.
جدول-1 منابع تغییرات، درجه آزادي و میانگین مربعات درصد شکستگی برنج
همانطور که از نمودارهاي اثر متقابل دما در زمان در فشارهاي مختلف ملاحظه می گردد - شکل - 2، با کاهش فشار در طول دوره استراحت درصد شکستگی دانه برنج کاهش می یابد.
شکل-2 اثر متقابل حرارت و زمان بر روي شکستگی دانه برنج در فشارهاي مختلف در مرحله استراحت
