بخشی از مقاله
چکیده
تولید ورقه هاي سیب خشک شده یکی از راه هاي کاهش ضایعات زیاد سیب در کشور محسوب می شود. کیفیت محصول خشک شده به وسیله معیار چروکیدگی ارزیابی می گردد. در این تحقیق، با ساخت یک دستگاه خشک کن خورشیدي، ورقه هاي سیب در آن خشک شده و با روش سنتی خشک کردن خورشیدي مقایسه گردید با خشک کردن ورقه هاي سیب در یک دستگاه خشک کن خورشیدي و در روش خشک کردن سنتی آفتابی نتیجه گیري شد که سرعت خشکشدن در خشک کن خورشیدي 39 درصد بیشتر از روش سنتی است. بررسی تغییرات درصد چروکیدگی طی خشک کردن در دماهاي مختلف هوا نیز نشان داد که اثر دماي هواي خشک کن روي چروکیدگی محصول معنی دار نیست.
مقدمه
در صنعت مواد غذایی تمایل فزاینده اي براي توسعه روش هاي اقتصادي به منظور تهیه محصولات غذایی با ارزش تغذیه اي بالا وجود دارد. خشک کردن یکی از گسترده ترین روش هاي مورد استفاده براي نگه داري میوه ها و سبزي هاست.طی خشک کردن، براي رسیدن به یک فعالیت آبی نهایی که پایداري میکروبی محصول را تضمین و تغییرات فیزیکی و شیمیایی را به حداقل برساند، درصد آب ماده غذایی تا حد معینی کاهش می یابد - صیاد،. - 1384 خشک کردن، فرایند کاهش رطوبت از طریق انتقال هم زمان حرارت و جرم است.
انتقال حرارت از هواي اطراف به ماده غذایی موجب کاهش فشار بخار آب در سطح و تبخیر رطوبت سطحی می شود. در اثر این فرایند، گرادیان فشار بخار آب در ماده غذایی به وجود می آید که نیروي رانشی لازم براي خارج کردن آب از ماده غذایی را تأمین می کند . - Fellows ,1990 - از میان انواع مختلف منابع انرژي تجدید پذیر، انرژي خورشیدي از مهم ترین آنهاست. استفاده از این نوع انرژي زمانی بیشتر اهمیت پیدا میکند که توجه بیشتري به بحران پایان یافتن منابع انرژي تجدیدناپذیر و مسأله آلودگی محیط زیست وجود داشته باشد - زارع و همکاران،. - 1384 در کشور ایران بیشتر از روش هاي خشک کردن خورشیدي - آفتابی - سنتی استفاده می شود، ولی مشکلات روش خشک کردن سنتی شامل افت کمی، رشد میکروارگانیسم ها و ایجاد فساد، حمله حشرات، پرندگان و جوندگان، بارش ناگهانی باران، شرایط جوي نامطلوب و ... است که موجب افت کمی و کیفی در محصول می شود.
در بسیاري از مناطق روستایی کشورهاي در حال توسعه، خرید خشک کن هاي صنعتی براي کشاورزان از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نیست و کشاورزان خرده پا به ندرت از این تجهیزات استفاده می کنند - مهدیزاده و کیهانی،. - 1385 لذا استفاده از انرژي خورشیدي به صورت کنترل شده بسیار جذاب خواهد بود. با توجه به دسترس بودن انرژي لایزال خورشیدي در کشور ما که در فصل برداشت اغلب محصولات کشاورزي با شدت مناسبی وجود دارد و متمرکز نبودن بیشتر مناطق کشاورزي و روستایی و هم چنین اقتصادي نبودن استقرار صنایع در این گونه مناطق، استفاده از خشک کن هاي خورشیدي مناسب از لحاظ قیمت، کاربرد و انعطاف پذیري براي محصولات مختلف، باعث افزایش کمی و کیفی محصولات خشک می شود.
به طور عمومی خشک کن هاي خورشیدي بر اساس نحوه جریان هوا به دو دسته فعال با همرفت اجباري و دیگري غیرفعال با همرفت طبیعی تقسیم می شوند. در خشک کن هاي فعال جریان هوا با استفاده از مکنده یا دمنده برقرار می شود و اغلب این خشک کن ها علاوه بر انرژي خورشیدي از انرژي کمکی دیگري مانند سوخت هاي فسیلی یا انرژي الکتریکی بهره می گیرند، ولی در خشک کن هاي غیرفعال، جریان هوا در اثر اختلاف چگالی هواي سرد و گرم در داخل خشک کن ایجاد می شود . - Ekechukwu,1999 - این دو نوع خشک کن خورشیدي فعال و غیر فعال نیز هر کدام به سه دسته مستقیم، غیر مستقیم و تلفیقی تقسیم می شوند.
در انواع مستقیم، محصول در محفظه خشک کن در معرض مستقیم نور خورشید قرار می گیرد که در برخی از محصولات نور مستقیم خورشید نوعی رنگ رسیدگی مطلوب ایجاد می کند. در انواع غیر مستقیم، دیوارهاي محفظه خشک کن مات بوده و از کلکتور - جمع کننده - مجزا استفاده می شود. در این نوع خشک کن ها، عمل جذب انرژي خورشید توسط کلکتور انجام گرفته و هواي گرم شده در کلکتور به سمت محفظه خشک کن حرکت کرده و محصول در محفظه خشک می شود. نوع تلفیقی خشک کن ها ترکیبی از دو نوع مستقیم و غیر مستقیم است یعنی هم هواي گرم شده در کلکتور از سرتاسر بستر محصول در محفظه عبور می کند و هم خود بستر در معرض تابش مستقیم نور خورشید قرار دارد . - Ekechukwu,1999 -
بانوت و همکاران، عملکرد طرح جدید یک خشککن خورشیدي دو مسیره را با خشککن کابینتی و خشک کردن سنتی آفتابی در هواي باز براي خشک کردن فلفل قرمز بررسی و مقایسه کردند. زمان خشک کردن براي رسیدن به محتواي رطوبت مطلوب محاسبه شده و بازده خشک کردن کلی براي هر سه نوع خشک کردن مقایسه شده است. نتایج آنها، بازده بیشتري را براي خشک کن خورشیدي دو مسیره نسبت به دو روش خشک کردن دیگر نشان داده است. آنها همچنین ارزیابی اقتصادي را انجام دادند و در نهایت نشان دادند که خشک کردن خورشیدي دو مسیره هم از نظر تکنیکی و هم از نظر اقتصادي براي خشک کردن فلفل قرمز مناسب میباشد - . - banout et al,2011
پانگاوان و همکاران، یک خشک کن خورشیدي با جریان طبیعی هوا طراحی کرده و آن را براي خشک کردن انگور استفاده نمودند. نتایج مطالعه آنها نشان داد که سرعت خشک کردن با این روش به طور قابل توجهی بیشتر از خشک کردن خورشیدي باز یا خشک کردن در سایه است . - Pangavhane,2002 - ایسوارامورسی، کارایی کلکتور خشک کن خورشیدي تخت را با مجاري V شکل را بررسی نمودند و به این نتیجه رسیدند که کارایی این نوع کلکتور بیشتر از کلکتور صفحه تخت با طراحی مشابه است - . - eswaramoorthy,2015
موهانراج و چاندراسکار، یک خشککن خورشیدي جابهجایی اجباري براي خشک کردن مغز نارگیل را طراحی، ساخته و ارزیابی نمودند. آنها گزارش دادهاند که این خشککن براي تولید مغز نارگیل با کیفیت بالا مناسب است. همچنین بازده گرمایی متوسط گرمکن هواي خورشیدي در این کار محاسبه شده است - 2008،. - Mohanraj and Chandrasekar آبن و همکاران، تأثیر اضافه کردن موانع مختلف روي سطح کلکتور خشک کن خورشیدي را بررسی نمودند. نتایج آنها نشان داد که موانع مذکور، با ایجاد اغتشاش در مسیر جریان هواي گرم، عامل بسیار مهمی در جهت بهبود کارایی کلکتور محسوب می شوند ولی شکل، ابعاد، جهت و موقعیت این موانع به طور قابل توجهی در کارایی کلکتور تأثیر گذار هستند - Abene et. - al,2004
دیسا و همکاران، مدلسازي ریاضی یک خشککن خورشیدي دو مرحلهاي غیرمستقیم انجام گرفته است. آن ها با شبیهسازي انتقال حرارت در قسمت هاي مختلف خشککن به یک دیاگرام الکتریکی، مدل ریاضی براي خشککن را تهیه کردند. همچنین آزمایشهایی به منظور بررسی دقت و صحت مدل براي محصول انبه در خشککن مذکور انجام گرفته است - Dissa et . - al,2009 السباي و شالابی، یک خشککن خورشیدي جابهجایی اجباري نوع غیرمستقیم طراحی و ساخته اند و عملکرد گرمایی خشککن به صورت آزمایشگاهی توسط آنها ارزیابی شده است.
سیستم شامل یک گرمکن هواي خورشیدي دو مسیره متصل به محفظه خشک کردن و دمنده براي گردش اجباري هواي گرم شده به محفظه خشک کردن می باشد. چهارده مدل ریاضی لایه نازك در این کار بررسی شده و مدل مناسب براي توصیف رفتار خشک شدن محصولات ارائه شده است - El-Sebaii and . - Shalaby,2013 فرایند خشک کردن باعث ایجاد تغییراتی در بافت، عطر و طعم، ارزش تغذیه اي و رنگ محصول می شود که بررسی میزان این تغییرات و سعی در کاهش آثار فرایند از نکات قابل توجه در خشک کردن محصولات غذایی است.
از بین مواد مذکور، محصولات خشکعمدتاً توسط سه ویژگی درصد چروکیدگی، رنگ و جذب آب ارزیابی می شوند . - Fellows ,1990 - یکی از مهم ترین تغییرات فیزیکی که طی فرایند خشک کردن مواد غذایی ایجاد می شود، کاهش حجم آن است. از دست دادن آب و گرم شدن باعث ایجاد تنش در ساختار سلولی مواد غذایی می گردد که نتیجه این حالت، تغییر شکل و کاهش ابعاد آن است. تغییر شکل و کاهش حجم در اکثر موارد یک ویژگی منفی در نظر مصرف کننده است . - Mayor and Sereno, 2004 - مواد غذایی خشک شده اغلب قبل از مصرف در معرض جذب آب قرار می گیرند. سرعت و میزان جذب آب ممکن است به عنوان شاخصی از کیفیت مواد غذایی خشک استفاده شود.
مواد غذایی که تحت شرایط بهینه خشک می شوند، صدمه کمتري متحمل شده و سریع تر و کامل تر جذب آب می کنند - . - Lee et al, 2006 خشک کردن، خصوصیات سطحی ماده غذایی را تغییر می دهد. در نتیجه قابلیت انعکاس نور و رنگ تغییر می کند. گرما و اکسیداسیون طی خشک کردن باعث ایجاد تغییرات شیمایی در رنگدانه هاي کلروفیل و کارتنوئیدها می شودمعمولاً. زمان هاي طولانی تر و درجه حرارت هاي بالاتر خشک کردن، اتلاف بیشتر رنگدانه ها را به همراه دارد . - Fellows ,1990 -
