بخشی از مقاله
چکیده:
هدف از این تحقیق تعیین مدل ریاضی مناسب براي تخمین محتواي رطوبتی خربزه درختی در طی خشک کردن با یک خشک کن آزمایشگاهی از نوع کابینی است. فرایند خشک کردن در سه سطح دمایی 40، 50 و 60 درجه سلسیوس صورت پذیرفت. سرعت هواي خشک کن 0/9 متر بر ثانیه و درصد رطوبت مطلق آن در ابتداي فرایند %0/6 بود. ابتدا اثر دما بر تغییرات محتواي رطوبتی بررسی شد و سپس براي مدل کردن نمودار حاصل از تغییرات نسبت رطوبتی - MR - در برابر زمان خشک شدن در هر دما هشت مدل ریاضی استاندارد استفاده شد. براي مشخص کردن بهترین مدل ریاضی جهت مدل سازي از مقایسه فاکتور هاي آماري R2، RMSE و χ2 استفاده شد.
در میان مدل هاي ریاضی مدل Two term در هر سه دما به عنوان بهترین مدل معرفی شد. فاکتور هاي آماري R2، RMSEو χ2 براي این مدل در دماي 40°C به ترتیب 0/998488، 0/0109293 و 0/000129 در دماي 50°C به ترتیب 0/99903، 0/008369 و 7/54E-05 و در دماي 60°C به ترتیب 0/9949802، 0/0197771 و 0/000456 بود. در نهایت از طریق توابع رگرسیونی متفاوت، ثابت هاي این مدل به عنوان تابعی از دما با استفاده از نرم افزار - Curve Fitting Tool box - MATLAB 7 مدل سازي گردیدند.
مقدمه:
خشک کردن از روش هایی می باشد که پس از برداشت محصول اعمال شده و از فساد محصول جلوگیري می کند
پاپایا یا خربزه درختی میوه اي شیرین اشت که داراي ویژگیهایی شبیه خربزه و سیب می باشد. این میوه غنی از ویتامین c و همچنین بتا-کریپتوزانتین می باشد که این ترکیبات در سلامتی نقش مهمی دارند. آنزیم پاپائین موجود در این میوه نوعی پروتئاز می باشد و به همین جهت استفاده از این میوه در تولید ژلاتین سبب جلوگیري از تشکیل ژلی سفت می گردد
برخی از محصولات گرمسیري مانند خربزه درختی از نظر بیولوژیکی پس از فرایند برداشت محصول دچار افت زیادي می شوند و امکان استفاده از فرایند فریز کردن به علت محدودیت کاربرد این روش در نگهداري از این نوع محصولات وجود ندارد. خربزه درختی به طور وسیعی در برخی از کشورها تولید می شود به گونه اي که در سال 2005 بر طبق آمار صادره از FAO، 6/5 میلیون تن خربزه درختی در جهان تولید شده است. کشور هاي گرمسیري مانند برزیل، نیجیریه، هند، مکزیک و اندونزي از بزرگترین تولید کنندگان و همچنین صادر کنندگان این محصول در جهان می باشند
در ایران نیز این گیاه در منطقه سیستان وبلوچستان - باهوکلات - رشد می کند و در چند سال اخیر کشور ما گام هاي مثبتی در جهت تولید این محصول برداشته است. پاپایا در ایران به خربزه درختی و انبه هندي معروف است. در کشورهاي صادر کننده خربزه درختی آن قسمتی از محصول را که داراي حداقل استاندارد هاي لازم براي صادرات نیست، معمولاً پس از برداشت خشک می شوند تا بدین ترتیب ماندگاري آن ها افزایش یافته و محصول وزن کمتري براي تسهیل در حمل ونقل پیدا کرده و همچنین نیاز به فضاي کمتري جهت نگهداري نهایی داشته باشند
امروزه براي مشخص کردن پارامتر هاي دخیل در خشک کردن مواد غذایی به صورت لایه نازك1 و دست یابی به نحوه تغییر این پارامتر ها مثل نسبت رطوبتی و سرعت خشک شدن از روش هاي مدلینگ استفاده می شود. براي مدلینگ فرایند خشک کردن مواد غذایی سه روش کلی وجود دارد. مدل هاي بر پایه تئوري2 که وابسته به ویژگی هاي فیزیکی محصول هستند، مدل هاي نیمه-تئوري - Midilli et al., 2002, Demirats et al., 1998 - 3 که ثابت هاي مدل از داده هاي آزمایشگاهی تعیین شده در حالی که صورت کلی تابع به کار رفته جهت مدل همچنان بر مبناي ویژگی هاي فیزیکی محصول می باشد که این توابع بر اساس قانون دوم فیک تعریف می شوند و همچنین مدل هاي تجربی که تنها برمبناي داده هاي حاصل از آزمایش به دست می آید
محصول:
خربزه درختی مورد استفاده در این تحقیق از بازار محلی منطقه باهوکلات تهیه شد. پاپایاي خریداري شده در سردخانه 4 درجه سانتیگراد بخش علوم و صنایع غذایی نگهداري شد. پس از خارج کردن خربزه درختی از سردخانه دماي آن به حدود دماي آزمایشگاه 24±1ºC رسید. بعد از پوست گیري، از این خربزه درختی قطعاتی با ضخامت 0/5، طول 5 و عرض 2 سانتیمتر تهیه شد. رطوبت اولیه قطعات توسط دستگاه آون - دماي 80 در جه و به مدت 12 ساعت - بر اساس معادله 1 اندازه گیري شد.
که در این معادلهMn رطوبت ماده اولیه - خربزه درختی - بر پایه مرطوب ، Ww وزن نمونه پاپایاي اولیه، Wd وزن نهایی آن پس از خشک شدن می باشد. مقدار رطوبت اولیه خربزه درختی %85/49 بر پایه مرطوب اندازه گیري شد که بر اساس معادله 2 به رطوبت بر مبناي خشک تبدیل شد تا از طریق آن میزان نسبت رطوبتی تعیین گردد.
در این معادله درصد رطوبت بر پایه خشک و درصد رطوبت بر پایه مرطوب می باشد.
اندازه گیري شده براي خربزه درختی %589/18 بود. براي اندازه گیري تغییرات وزن نمونه در طی زمان خشک شدن محصول، قطعات تهیه شده ابتدا توسط ترازوي دیجیتالی با دقت 0/01 وزن شده و سپس درون توري فلزي تعبیه شده در درون خشک کن قرار گرفته که توري مذکور متصل به ترازویی در خارج از دستگاه بود
مطابق با شکل . - 1 خشک کن کابینی استفاده شده در این تحقیق داراي قابلیت کنترل دما و سرعت هوا بوده که این پارامترها توسط نمایشگر هاي تعبیه شده روي دستگاه نشان داده می شد. رطوبت مطلق هواي خشک کن %0/6 و سرعت هوا آن 0/9 متر بر ثانیه بود. تغییرات وزن نمونه ها هر پنج دقیقه ثبت گردید. در این فرایند رطوبت قطعات محصول از رطوبت اولیه %589/18 توسط سه دماي 40، 50 و 60 درجه سانتی گراد به رطوبت %20±1 رسانده شد.
