بخشی از مقاله
چکیده
حرارت دهی یکی از مهمترین روش های فراوری ماده غذایی است در مایکروویو انتقال انرژی توسط هدایت و جا به جایی انجام نمی پزیرد بلکه از روش تشعشع است از مایکروویو به طور گسترده در فراوری ماده غذایی استفاده می شود. در این مقاله کاربردهای مختلف مایکروویو در خشک کردن مانند خشک کردن ماکارونی، خشک کردن دوره پایانی برای میوه ها و سبزیجات، خشک کردن قارچ، خشک کردن دانه ها، و مواد غذایی مختلف بررسی قرار گرفت.
همچنین مزایا و معایب استفاده از مایکروویو در خشک کردن و اثر ترکیبی مایکروویو با سایر روش های خشک کردن از قبیل خشک کردن ترکیبی مایکروویو با هوای گرم و خشک کردن ترکیبی مایکروویو با روش خشک کردن انجمادی و در نهایت خشک کردن مایکروویو در شرایط خلا مورد بررسی قرار گرفتو مشخص شد که این استفاده از مایکروویو همراه با سایر روش های خشک کردن منجر به بهبود فرایند خشک کردن و اقتصادی بودن فرایند می شود.
در خشک کردن با مایکروویو اثر - - case hardening مشاهده نمی شود که به این دلیل است که اثر پمپ شدن رطوبت اتفاق نمی افتد بنابراین افزایش سرعت خشک کردن بدون افزایش دمای سطح صورت می گیرد که منجر به بهبود کیفیت محصول می شود. در روش های معمول خشک کردن مواد غذایی به دلیل افزایش دما در قسمت های سطحی محصول منجر به ایجاد بد طعمی و بد رنگی و سطح سوخته طی فاز نهایی خشک کردن می شود بدلیل اینکه دما در فاز نهایی همانند خشک کردن در هوا به سختی کنترول می شود بنا براین از مایکروویو برای خشک کردن مواد غذایی که بخشی از رطوبت آنها گرفته شده است بسیار مناسب است.
مقدمه
گرمایش مایکروویو کاربرد گسترده ای را در زمینه فراوری مواد غذایی در طول چند دهه گذشته داشته است. از کاربردهای آن می توان به غیرفعال نمودن آنزیمها - بلانچینگ - خشک کردن ، بالا بردن دمای مواد غذایی منجمد به زیر نقطه انجماد - تمپرینگ - ، پاستوریزان ، استریلیزاسیون و پختن مواد غذایی اشاره کرد - - . از جمله دلایلی که باعث کاربرد گسترده مایکروویو در فراوری مواد غذایی شده می توان به سرعت گرمایش بالا، کاهش زمان پخت ، گرمایش یکنواخت، عملیات فراوری آسان، یک فرایند سالم اشاره کرد
مایکروویو قسمتی از امواج الکترو مغناطیسی است که در محدوده ی فرکانسی 300مگا هرتز تا 300 گیگا هرتز و طول موج 1میلی متر تا 1 متر قرار می گیرد. در مایکروویو های خانگی فرکانس 2.45گیگا هرتز کاربرد دارد این در حالی است که در ماکروویو های صنعتی از فرکانس های 915مگا هرتز و 2.45گیگا هرتز استفاده می شود.
. یکی از کاربردهای گسترده مایکروویو در خشک کردن مواد غذایی است. روش های خشک کردن رایج به تنهایی در حذف آب آزادی که در سطح یا نزدیک به سطح ماده غذایی است موثر هستند. به طور که حذف کردن آب از قسمت های مرکزی ماده غذایی مشکل و زمان بر است. انرژی مایکروویو این مشکل را حل می کند به این صورت که امواج مایکروویو به داخل ماده غذایی نفوذ کرده و ایجاد حرارت می کنند
همچنین به منظور بهبود کارایی و اقتصادی بودن فرایند می توان از ترکیبی از مایکروویو و سایر روش های خشک کردن استفاده کرد. روش های رایج خشک کردن به عنوان مثال خشک کردن با هوای گرم به دلیل دمای بالا فرایند و مدت زمان طولانی باعث ایجاد آسیب های جدی به طعم ، رنگ و مواد مغذی می شود همچنین ظرفیت باز جذب آب و دانسیته توده ای ماده غذایی خشک شده کاهش می یابد. به منظور جلوگیری از این مشکلات و دستیابی به یک روش سریع در خشک کردن و یک فرایند حرارتی موثر ، استفاده بیشتر از مایکروویو در خشک کردن پیشنهاد می شود. در سال های توجه کسترده ای به مایکروویو صورت گرفته به عنوان یک جایگزین مناسب برای خشک کردن در مقایسه با سایر روش های رایج در خشک کردن در محصولات غذایی به طوری که می توان از خشک کردن میوجات توسط Maskan2000 ، خشک کردن سیزیجات توسط Sharma andParasa 2001 ، خشک کردن فراورده های ابنی توسط Al-Duri 1992 ، خشک کردن ماکارونی توسط Berteli 2005 ، اشاره کرد
هدف اصلی در خشک کردن مواد غذایی حذف رطوبت، بدون تغییر فیزیکی و شیمیایی بر روی ترکیبات و اجزای مواد غذایی، میباشد. البته افزایش زمان ماندگاری ماده غذایی و حفظ و نگهداری ماده غذایی نیز حائز اهمیت است.
فرآیند ابگیری از مواد غذایی به روشهای مختلفی انجام میشود که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1 خشک کردن خورشیدی 2 دودی کردن 3 خشک کردن غلطکی 4 خشک کردن بستر سیال 5 خشک کردن انجمادی 6 conventional 7 drying خشک کردن به روش افشانهای 8 خشک کردن اسمزی 9 خشک کردن پُفکی
خشک کردن خورشیدی و دودی کردن هزینه کمتری دارند که برای خشک کردن گوشت و فرآوردههای دریایی مورد استفاده قرار میگیرد. برای عملیاتهای مداوم و پیوسته از خشککن های غلطکی و convection استفاده میشود. بهطور مشابه از خشککن های افشانهای برای خشک کردن مایعات، چای فوری و قهوه که فرآورده نهایی آنها بصورت spherical است، استفاده میشود. همچنین خشککن های بستر سیال نیز برای خشک کردن حبوبات مثل نخود و محصولات لبنی مورد استفاده قرار میگیرند
از مزایای خشک کردن با مایکروویو میتوان به سرعت خشک کردن بالا و همچنین بهبود کیفیت بعضی از مواد غذایی اشاره کرد. قابلیت جذب انرژی مایکروویو کنترل شده به این صورت که نقاط مرطوب که در بخشهای داخلیتر فرآورده مرطوب هستند انرژی بیشتری را دریافت میکنند و گرمایش انتخابگر را بدون تاثیر بر نقاط بیرونی داریم. در طول دوره خشک کردن، در مرحله ای که سرعت خشک کردن کاهشی است، میزان انتشار محدود است که این امر باعث چروکیدگی در ساختار و کاهش محتوای رطوبت میشود.
به هرحال در خشک کردن با مایکروویو به دلیل گرمایش حجمی، عمل تبخیر رطوبت در داخل مادهغذایی رخ میدهد که باعث بالا رفتن فشار بخار در داخل مادهغذایی شده و ایجاد گرادیان غلظتی نموده که منجر به خروج آب ماده غذایی میشود. و به این ترتیب در طول دوره خشک کردن با مایکروویو از چروکیدگی مادهغذایی جلوگیری میشود. استفاده از مایکروویو در کنار سایر روشهای خشک کردن میزان اثربخشی فرآیند را بالا میبرد. بعلاوه اینکه در این حالت کیفیت ماده غذایی فرآیند شده نیز بالا میرود
خشک کردن جعفری با استفاده از مایکروویو که توسط - 2004 - Soyal انجام گرفت شامل دو مرحله اساسی سرعت ثابت و سرعت کاهشی است. مشاهده شد که با افزایش توان خروجی زمان خشک کردن کاهش یافت، همچنین در این روش جعفری رنگ بهتری را نشان داد
در مطالعه دیگری که بر روی خشک کردن قطعات هویج با استفاده از مایکروویو صورت گرفت، مشاهده شد که در توانهای بالاتر مایکروویو به دلیل تولید حرارت بیشتر، انتقال جرم از مرکز ماده غذایی به سطح آن با سرعت بیشتری اتفاق میافتد. همچنین دیده شد که هرچه ضخامت قطعات بیشتر شود سرعت بازجذب آب و محتوای بتاکاروتن کاهش مییابد.
Ozkan,Akbudak و همکاران در سال 2007 خشک کردن برگهای اسفناج را با مایکروویو مورد بررسی قرار دادند. عملیات خشک کردن در توان 750w و به مدت 350s بسیار موثر بود. در واقع این یک شرایط ایدهآل برای خشک کردن اسفناج با مایکروویو میباشد که براساس زمان خشک کردن، انرژی مصرفی، رنگ محصول خشک شده و سطح اسید آسکوربیک، بدست آمده است
Rodrigaez, Lombrana در سال 2010 خشک کردن قطعات قارچ را با مایکروویو مورد بررسی قرار داد؛ تمامی مراحل خشک کردن تحت شرایط کنترلی دما و فشار انجام شد. نمونه های خشک شده در مراحل بعد مورد بررسی قرار گرفتند به طوریکه وقتی پروب نوری در نمونه قرار گرفت مشاهده شد که میزان چروکیدگی در حد مناسبی بود بدون .Large void البته این زمانی مشاهده شد که پروب در وسط ماده غذایی قرار داده شد، اگر پروب را در چهار گوشه ماده غذایی قرار دهیم در قطعات قارچ Large void دیده میشود که این بخاطر عمل تبخیر بیشتری است که رخ میدهد. بعلاوه چروکیدگی بیشتر در این سطح منجر به تشکیل ساختاری ناهمگن میشود.
حضور آب در مرکز ماده غذایی باعث میشود که بیشترین میزان حرارت تولیدی توسط امواج مایکروویو در مرکز ماده غذایی نسبت به زاویهها و گوشهها ایجاد شود.
