مقاله تعیین منحنی های هم دمای جذب رطوبت مغز فندق

بخشی از مقاله

چکیده

بهمنظور بهینهسازی فرآیند خشککردن و انبارمانی مواد غذایی آگاهی از مقدار رطوبت تعادلی در رطوبتهای نسبی و دماهای مختلف محیط ضروری میباشد. بنابراین پژوهش حاضر باهدف تعیین منحنیهای همدمای جذب رطوبت مغز فندق انجام گردید . محتوای رطوبت تعادلی جذب مغز فندق به روش وزن سنجی ایستا به دست آمد. آزمایشها در دامنه فعالیت آبی 0/10 الی 0/89 در پنج دمای 40، 50، 60، 70 و 80 درجه سلسیوس انجام گرفت از محلول هشت نوع نمک اشباع جهت تأمین رطوبتهای نسبی مختلف استفاده گردید.

نمودارها در نرمافزار Excel 2013 رسم و از نرمافزارهای Spss22 برای رگرسیون غیرخطی استفاده شد. در این تحقیق از 6 مدل اسمیت، هندرسون، هالسی، بت، ازوین و گب برای برازش دادههای آزمایش و از شاخصهای آماری ضریب تبیین، مربع کای، ریشه میانگین مربعات خطا و متوسط انحراف نسبی برای انتخاب بهترین مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که در دماهای آزمایش مدل اسمیت دارای بیشترین مقدار - R2 - و کمترین مقادیر x 2، P و RMSE بوده و لذا مناسبترین مدل میباشد.

-1 مقدمه

خشکبار در ایران یکی از موارد صادراتی میباشد، در بعضی موارد به دلیل غیربهداشتی بودن طریقه خشککردن آن باعث ایجاد آلودگیهای میکروبی و قارچی میگردد که نمونههایی از آنها توسط بازار جهانی در مورد پسته ایران عنوانشده و باعث بیرونق شدن صادرات خشکبار ایران گردید. فندق یکی از محصولات خشکباری باغی است که دارای ارزش غذایی بالایی بوده و از ارزش صادراتی بالایی نیز برخوردار است .

بنابراین توجه به امر صادرات آن و برنامهریزی جهت حضور در بازارهای جهانی از اهمیت ویژهای برخوردار است. عدم توجه به مسائل مربوط به مسائل بعد از برداشت، اقتصادی و بازاریابی و عرضه صحیح به بازارهای جهانی خسارات جبرانناپذیری برای اقتصاد کشور و برای هزاران باغدار زحمتکش در پی خواهد داشت - مینایی و غلامی پرشکوهی، . - 1384 کشور ایران پس از کشورهای ترکیه، ایتالیا، اسپانیا و آمریکا رتبهی پنجم جهانی تولید فندق در دنیا را دارا است. از مناطق عمدهی تولید فندق در ایران، میتوان منطقهی الموت واقع در شمال استان قزوین و رشتهکوههای البرز - منطقهی اشکورات - استان گیلان را نام برد.

سطح زیر کشت فندق در ایران 24235 هکتار، که میزان تولید آن 18400 تن است، که عملکرد متوسط در هر هکتار 915 کیلوگرم میباشد - آمارنامه کشاورزی، . - 1391 از عوامل مهم در فرآیند رطوبت دهی یا رطوبتگیری، آگاهی از میزان رطوبت تعادلی ماده است. این پدیده تحت تأثیر عوامل گوناگونی از قبیل رطوبت ماده، دما و رطوبت نسبی محیط، رقم، میزان رسیدگی دانه، مسیر رطوبت دهی و رطوبتگیری از ماده قرار دارد - کاظمی آشتیانی، . - 1385 بنابراین با به دست آوردن مقادیر رطوبت تعادلی در دماها و رطوبت نسبیهای مختلف میتوان منحنیهای همدمای جذب رطوبت را تعیین نمود و سپس با استفاده از این منحنیها، ضمن آگاهی از انرژی پیوندی میتوان در شرایط گوناگون محیطی مقدار رطوبت تعادلی را پیشبینی کرد - Kingsly et al., 2007 - از آنجایی که منحنیهای همدما در کنترل رطوبت محصول و رطوبت نسبی محیط اطراف محصول طی دوره نگهداری و همچنین کنترل فرآیند خشک شدن و طراحی خشککن حائز اهمیت و ضروری است.

و همچنین اعمال فرآیند خشککردن و کاهش رطوبت با آگاهی از منحنیهای همدمای محصول در تعیین زمان، سرعت افت رطوبت، نتیجه برآورد ظرفیت خشککن، صرفهجویی در زمان و مصرف انرژی طی مرحله خشککردن میسر است - سلیمانی و شاهدی، . - 1385 از این رو در این تحقیق فرآیند جذب رطوبت مغز فندق بررسیشده و منحنیهای رطوبت تعادلی مغز فندق با استفاده از آزمایشهایی که انجام گرفت تعیین گردید.

-2 مرور ادبیات و سوابق مربوطه

در تحقیقی منحنیهای جذب رطوبت بادام کامل در چهار سطح دمای 5، 15، 25 ، 35 درجه سلسیوس در دامنه فعالیت آبی 0/11 – 0/88 از روش وزن سنجی ایستا مطابق با دستورالعمل COST-90 جهت ارائه مدل ریاضی مناسب انجام گرفت. که مدل GAB بهعنوان بهترین مدل انتخاب گردید و مقادیر K و C در این مدل و ارتباط آنها با دما به دست آمد. همچنین مقدار انرژی پیوندی جذب در محتوای رطوبتی مختلف به دست آمد - بهشتی و همکاران، . - 1386همچنین در پژوهشی، منحنیهای همدمای جذب و دفع رطوبت پودر پسته در دماهای 15، 25، 35 و 40 درجه سلسیوس و مغز پسته و پسته کامل در 15 و 35 درجه سلسیوس تعیین گردیدند.

پدیده پسماند در دامنه فعالی آبی 0/2 تا 0/7 مشاهده شد. میزان پسماند در پسته کامل بیشتر از مغز پسته بیشتر از پودر پسته است. برای ارائه مدل ریاضی مناسب بهمنظور توضیح رفتار تعادلی رطوبت پسته، مدلهای بت - BET - ، گب - GAB - ، اسمیت، ازوین، هالسی و هندرسون موردبررسی قرار گرفتند که از میان آنها، مدل اسمیت، بهترین برازش را نشان داد - توکلی و همکاران، . - 1381در دماهای 15، 25 و 35 درجه سلسیوس روی منحنی همدمای جذبی پسته رقم تربینتوس که یکی از ارقام بومی ترکیه است، تحقیق صورت گرفت.

این رقم مصرف خوراکی دارد و از آن برای استخراج روغن نیز استفاده میشود. برای تعیین همدمایی جذبی از روش استاتیک استفاده شد. دادهها با مدل GAB برازش شدند. نتایج تحقیق نشان داد که مدل بهکاررفته دارای برازش مناسبی با دادههای آزمایش است. همچنین در این تحقیق نتیجهگیری شد که با افزایش فعالیت آبی مقدار رطوبت تعادلی در پسته بیشتر میشود - . - Ayranci and Dalgic, 1992 پژوهشی روی منحنیهای همدمای مغز و پوست سخت یکی از رقمهای پسته یونان به نام اگیناس تحقیق صورت گرفت.

پسته مورد آزمایش در آفتاب خشک و قبل از آزمایش به مدت 3 تا 6 ماه در دمای اتاق نگهداری شد. تحقیق با روش استاتیک، مطابق دستورالعمل COST-90 در محدوده فعالیت آبی 0/11 تا 0/95 اجرا شد. دماهای آزمایش 15، 25 و 40 درجه سلسیوس در نظر گرفته شد. در تحقیق برای برازش دادههای بهدستآمده در حالت جذب و دفع رطوبت پسته از مدل GAB استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که مدل مذکور برازش بسیار خوبی در محدوده فعالیت آبی مورد آزمون دارد.

برای مدل مذکور مدول میانگین انحراف نسبی بین 1 الی 2/8 درصد گزارش شد روی منحنیهای همدمای پسته کامل خندان شده رقم کرمان در سه دمای 10 ، 20 و 30 درجه سلسیوس تحقیق صورت گرفت؛ که با روش استاتیک و فعالیت آبی موردنظر، در دامنه 0/07-0/92 بود. در پژوهش مذکور از معادلات BET، GAB، اسمیت، هندرسون، چانگ-فاست، ازوین و هالسی جهت برازش دادهها استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که در هر سه دمای آزمایش بین دو منحنی بهدستآمده جذب و دفع رطوبت در پسته اختلاف وجود دارد. این اختلاف یا پدیده پسماند با افزایش دما کم میشود. از میان مدلهای برازش شده برای حالت جذب، مدل GAB و در حالت دفع بهترین برازش مربوط به مدل هندرسون گزارش شد - . - Maskan and Karatas, 1997 در تحقیق که همدمای پسته رقم امیری را مطابق با روش استاتیک و دستورالعمل COST-90 بررسی شد.

منحنیهای همدمای جذب و دفع رطوبت در دماهای 15، 25، 35 و 40 درجه سلسیوس برای پودر پسته و دماهای 15 و 35 درجه سلسیوس برای مغز پسته و پسته کامل به دست آمد؛ و برای ارائه مدل مناسب برای توضیح رفتار تعادلی پسته مدلهای GAB، BET، ازوین، اسمیت، هالسی و هندرسون بررسی شدند. نتایج نشان داد که دادههای آزمایش در هر دو حالت جذب و دفع رطوبت با مدل اسمیت دارای بهترین برازش برای پسته کامل، مغز پسته و پودر پسته بود.

-3 مواد و روشها

-1-3 محصول موردمطالعه

در این آزمایش از محصول مغز فندق باغات منطقه گیلان که از واریته - white avelin - است، استفاده گردید. انتخاب این واریته به این دلیل است. که این واریته پرمصرفترین رقم زراعی فندق در کشور است مغز فندقهای مورداستفاده در آزمایش به روش سنتی در مقابل نور خورشید خشکشده و در تعیین منحنی همدمای جذب مغز فندق مورد استفاده قرار گرفتند.

-2-3 شرایط محیطی برای آزمایش

آزمایش در پنج سطح دمای 40، 50، 60، 70 و 80 درجه سلسیوس و در دامنهی فعالیت آبی 0/10-0/89 صورت گرفت. و برای جلوگیری از کپکزدگی نمونهها در فعالیتهای آبی مختلف و یکنواختی شرایط آزمایش در تمام سطوح رطوبت نسبی، از تولوئن - C6H5CH3 - 1 بهعنوان ماده ضد قارچ استفاده شد .

-3-3 شرایط ایجاد فعالیت آبی موردنیاز آزمایش

برای ایجاد فعالیت آبی از هشت محلولهای اشباع نمک که همگی ساخت شرکت مرک2 آلمان که عبارتاند از: کلرید لیتیم - Licl - ، استات پتاسیم - CH3COOK - ، کلرید منیزیم - MgCl2 - ، کربنات پتاسیم - K2CO3 - ، نیترات منیزیم - Mg - NO3 - 2 - ، نیترات سدیم - NaNO3 - ، کلرید سدیم - NaCl - و کلرید پتاسیم - KCI - استفاده شد.