بخشی از مقاله
چکیده
خشک کردن یکی از شاخصترین عملیات فرآوری محصولات کشاورزی است که در نتیجه کاهش میزان رطوبت محصول باعث تقلیل در سرعت فعل و انفعالات شیمیایی نامطلوب شده و ماندگاری محصولات را افزایش میدهد. ترکیب مایکروویو-جریان هوایگرم سبب بهبود عمل خشک-کردن میشود چراکه امواج مایکروویو باعث تبخیر شدن آب آزاد درون محصول و حرکت آن به طرف سطح بر اثر افزایش فشار میگردد؛ جریان هوایگرم نیز در حذف آّب آزاد و بخارات موجود در سطح محصول مؤثر است .
در این تحقیق به منظور کاهش زمان و انرژی مصرفی و افزایش کیفیت محصول خشکشده، خشککن مایکروویو- جریان هوای گرم ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت تولید امواج مایکروویو یک مدار برای تغذیه لامپ مگنترون با فرکانس 2/45 گیگاهرتز و توان نامی 1/3 کیلووات طراحی و ساخته شد و برای ایجاد جریان هوای گرم نیز از 6 هیتر 700وات به همراه فن 1750 دور در دقیقه استفاده گردید .
جنبه با ارزش بودن این خشک کن در اختیار قر ار دادن دادههای مربوط به خشک کردن بصورت پیوسته در طی فرآیند است و میتوان توان اعمالی امواج مایکروویو، دما و سرعت هوای ورودی را کنترل نمود. به منظور ارزیابی خشککن از برگههای میوه کیوی استفاده گردید . نتایج نشان داد که ترکیب مایکروویو-جریان هوایگرم سبب افزایش آهنگ خشک - شدن، کاهش زمان صرف شده و از همه مهمتر سبب افزایش بازده انرژی میشود. همچنین نتایج حاکی از این است که کیفیت محصول خشک شده از جمله میزان چروکیدگی، تغییر رنگ و تغییر حجم در مقایسه با روش های مرسوم خشککردن مانند جریان هوای گرم بسیار مطلوب تر است.
مقدمه
خشککردن یکی از مهمترین روشهای نگه داری محصولات کشاورزی است که با آبزدایی و حفظ شکل ظاهری آنها مدت انبارداری محصولات را افزایش میدهد - گوکسوٌ و همکاران، . - 2004 وزن و حجم موادغذایی نیز در طی فرآیند خشککردن کاهش مییابد که سبب سهولت در بستهبندی، حمل و نقل و انبارداری میگردد
بشر در طول سالیان متمادی از انرژی خورشید برای خشککردن محصولات کشاورزی استفاده کرده است. علیرغم مزایای استفاده از انرژی خورشیدی در فرآیند خشک کردن، این روش دارای معایبی از قبیل عدم کنترل کافی در فرآیند خشککردن، طولانی - بودن زمان خشک شدن و غیر بهداشتی بودن محصول خشک شده میباشد. این معایب نیاز به خشککنهای صنعتی را آشکار میسازد. معمولترین نوع خشککنهای صنعتی، خشککن جریان هوای گرم میباشد. این نوع خشککنها نیز دارای معایبی نظیر ایجاد سوختگی سطحی در محصول ، بالا بودن مدت زمان خشکشدن و همچنین بالا بودن انرژی مصرفی میباشند
بعلت معایب خشککنهای جریان هوای گرم و همچنین ضرورت افزایش راندمان بهرهوری از انرژی در سالهای اخیر تحقیقات زیادی بر روی خشککن های خلائی، انجمادی، مادون قرمز، مایکروویو و خشککنهای ترکیبی مانند مادون قرمز-جریان هوای گرم و مایکروویو- جریان هوای گرم صورت گرفته است.
در خشککنهای مایکروویو از تشعشع امواج مایکروویو برای خشککردن محصول استفاده میشود. این امواج دارای فرکانس بالا و طول موج کوتاهی هستند که با نفوذ به درون محصول و ایجاد اصطکاک بین مولکول ها بر اثر تغییر قطبیت آن ها حرارت بالایی ر ا تولید میکنند
استفاده از مایکروویو در فرآیند خشک کردن سبب کاهش مصارف انرژی و افزایش کیفیت محصول خشک شده می شودمضافاً. در استفاده از مایکروویو، بدلیل قطع چرخش مولکول ها پس از قطع تشعشع امواج، کنترل سریع دمای داخل محصول امکانپذیر است
علیرغم مزایای ذکر شده در استفاده از مایکروویو در فرآیند خشک کردن ، این روش می تواند بسته به خواص حرارتی و دی الکتریک محصول، باعث گرمادهی غیریکنواخت شود - عباسی سوراکی و مولا ُ، . - 2008 همچنین بدلیل سرعت بالای انتقال جرم در این روش، دفع رطوبت خارج شده از محصول مشکل بوده و سبب ایجاد میعان بخار در داخل محفظه می شود
برای فایق آمدن بر مشکلات ذکر شده می توان از ترکیب مایکروویو با جریان هوای گرم ، اعمال پالسی جریان مایکروویو و همچنین روش ترکیبی مایکروویو - خلاء در فرآیند خشک کردن استفاده کرد
علیرغم تحقیقات فراوان انجام شده در زمینه خشککردن محصولات کشاورزی به روش های مختلف از قبیل خشک کردن توت فرنگی با جریان هوای گرم ، سینتیک خشک کردن گوجه فرنگی توسط روش مایکروویو ، خشک کردن کیوی و قارچ با روش ترکیبی مایکروویو- جریان هوای گرم - فونب و السون ٌ - 1998، تا کنون در زمینه ساخت خشککنهای ترکیبی مایکروویو - جریان هوای گرم اطلاعات کافی در اختیار محققان نیست.
مواد و روشها
خشککن ساخته شده - شکل - 1 دارای مولد امواج مایکروویو، کانال ورود و خروج جریان هوای گرم ، محفظه محصول، و تابلوی کنترل کننده دستگاه میباشد.
شکل-1 شمای کلی خشککن ساخته شده
در خشککن موردنظر از یک لامپ مگنترون با توان نامی 1/3 کیلووات و فرکانس 2/45 گیگاهرتز برای تولید امواج مایکروویو استفاده شده است. مدار طراحی شده برای تغذیه این لامپ - شکل - 3، شامل یک ترانسفورماتور با بهره 10 و همچنین یک مدار سلفی- خازنی با بهره 2 میباشد که برق 220 ولت شهری بعد از عبور از ترانسفورماتور و مدار سلفی-خازنی تقریباً به 4500 ولت که ولتاژ آستانه لامپ مگنترون است، افزایش مییابد.
شکل-2 شماتیک لامپ مگنترون شکل-3 شماتیک مدار های-ولتاژ
