بخشی از مقاله
چکیده
بقولات امروزه در اکثر کشورهای دنیا تامین کنندهی بیشترین مقدار کالری، پروتئین، فیبر، ویتامین ها و مواد معدنی در انسان میباشد. عملیات پس از برداشت انجام شده بر روی بقولات، برای حفظ رطوبت بهینه، به منظور حداقل نمودن آسیب دیدگی دانه در حین برداشت و کاهش مصرف انرژی طی نگهداری مفید میباشد. فرآیند خشک کردن بایستی بنحوی صورت می گیرد که کمترین تغییرات را در شاخصهای کیفی محصول ایجاد نماید .
انواع مدل های خشک شدن لایه نازک به 3 دسته مدل های تجربی، نظری و نیمه نظری لایه نازک تقسیم می شود و خشک کردن طی دو مرحله ی نرخ ثابت و نرخ نزولی انجام می گیرد. در عملیات خشک کردن سه اصل کلی انتخاب بهترین نوع خشک کن برای محصول، انتخاب بهترین تیمار در هر یک از مکانیسم های خشک کردن و حفظ خواص کمی و کیفی محصول حین خشک کردن مورد اهمیت می باشد.
مقدمه
بقولات جزء اولین محصولات کشاروزی میباشند که انسان بعنوان غذا مورد استفاده قرار داده است و امروزه در اکثر کشورهای دنیا تامین کنندهی بیشترین مقدار کالری، پروتئین، فیبر، ویتامین ها و مواد معدنی در انسان میباشد - امام ، . - 1390 بقولات، گیاهانی هستند که کشت آنها در کشورهای آفریقایی و آسیایی به منظور تغذیه انسان معمول بوده و در قسمت های مختلف اروپا و جزایر بریتانیا کشت آنها هم زمان با عصر مفرغ دیده شده است.
در سال های اخیر در بعضی نقاط اروپا، آمریکای شمالی و استرالیا به کشت بقولات به عنوان منبع پروتئین در تغذیه انسان توجه زیادی شده است. عملیات پس از برداشت انجام شده بر روی بقولات، برای حفظ رطوبت بهینه، به منظور حداقل نمودن آسیب دیدگی دانه در حین برداشت و کاهش مصرف انرژی طی نگهداری مفید میباشد - صارم نژاد نمینی، . - 1388 در میان عملیاتهای مختلف پس از برداشت، خشک کردن که اولین و یکی از مهمترین عملیات محسوب میشود از اهمیت خاصی برخوردار است. فرآیند خشک کردن بایستی بنحوی صورت می گیرد که کمترین تغییرات را در شاخصهای کیفی محصول ایجاد نماید .
این شاخصها می توانند شامل تغییرات فیزیکی نظیر ابعاد و اندازه، شکل بافت، چروکیدگی، سختی و تغییرات شیمیایی نظیر واکنشهای قهوهای شدن، تغییر رنگ، تغییرات در ویتامینها، اسیدهای آمینه، چربی ها، و اکسیداسیون در مواد باشند - . - Okos et al ., 1992 از سوی دیگر رطوبت دانه که پس از برداشت عمدتاً 40 درصد است، تا حد معقول، به منظور جلوگیری از کپک زدگی پایین بیاورد.
طی فرآیند خشک کردن، خروج آب از سلول باعث کاهش تنشی میگردد که از طرف مایع به دیوارهی سلول اعمال گردیده است این کاهش تنش باعث چروکیدگی دانه میگردد که بایستی روش خشک کردن بنحوی صورت گیرد و عوامل موثر در آن بنحوی باشد که این چروکیدگی را به حداقل ممکن برساند. از طرفی خشک کردن دانهها به مشخصات مربوط به انتقال جرم و حرارت محصول وابسته است.
ضریب انتشار رطوبت یکی از مشخصات محصولات کشاورزی است که مقدار آن وابسته به شرایط داخل دانه و خشک شدن آن است. با عنایت به اینکه %5 مردم ایران دارای سوء تغذیه بوده همچنین %1/5-%10/9 از اطفال کمتر از 5 سال نیز دارای سوء تغذیه و پایینتر از وزن طبیعی میباشند لذا ضرورت افزایش تولید و مصرف حبوبات و بقولات برای تأمین کالری و پروتئین از اهمیت بالایی برخوردار است - بینام، . - 1392
اصول خشک کردن و نرخ آن
فرآیندهای مختلف بکار رفته در صنایع تبدیلی میتوانند محصولات فاسد شونده را به فرآورده های با پایداری بالا تبدیل کنند. با استفاده از این فناوریها، محصولات میتوانند انبار شده و در تمام طول سال به بازارهای مصرف منتقل شوند و در نتیجه زمان دسترسی به آنها افزایش یافته و ارزش غذایی و ویژگیهای کیفی آنها محفوظ میماند.
پایداری انباری فرآوردههای کشاورزی تابع دو عامل فیزیکی، دمای محیط و رطوبت محصول میباشد. با کاهش رطوبت یا دما و یا هر دو میتوان به میزان قابل ملاحظهای طول این دوره را افزایش داد - توکلی پور، . - 1388 کاهش رطوبت به وسیله عملیات خشک کردن ممکن می باشد. در واقع خشککردن، راهی مناسب و مطمئن برای نگهداری و ذخیرهسازی محصولات است - زمردیان، . - 1383
در گذشته میوهها و سبزیها را با استفاده از نور خورشید خشک میکردند تا در خارج از فصل تولید به مصرف برسانند اما زمان خشک شدن با استفاده از این روش طولانی و رطوبت تا حد مورد نظر قابل کاهش نبود. همچنین عوامل جوی و مخرب غیر قابل کنترل بودند لذا کیفیت محصولات تولید شده با این روش پائین بود و از سوی دیگر به فضای زیادی احتیاج داشت و گرد و غبار حشرات و جوندگان به آن صدمه میزدند. در این راستا اهمیت روی آوری به فرآیند خشک کردن مصنوعی بیش از پیش احساس گردید. به این معنی که به جای نور خورشید از یک منبع حرارتی کوچکتر استفاده شد تا خشک کردن در محیطی کوچکتر و با کنترل بیشتر همراه شود . - Heldman, 1975 -
بطور خلاصه اهداف خشک کردن محصولات کشاورزی عبارتند از:
-1 نگهداری و ذخیره سازی مواد غذایی برای مدت طولانی با حداقل امکانات
-2 کاهش حجم و وزن مواد غذایی بمنظور سهولت و کم نمودن هزینههای بسته بندی حمل و نقل و انبارداری
-3 جلوگیری از کاهش ویژگیهای کمی و کیفی برای مواد غذایی مانند: طعم، رنگ، بو، و ارزش غذایی آن
-4تولید محصولی مناسب و سهل المصرف مانند میوه خشک، پودر سیب و شیر خشک - ملکی، . - 1374 بطور کلی در عملیات خشک کردن محصولات کشاورزی، سه اصل کلی میبایست مورد نظر قرار گیرد تا بتوان محصولی را با کیفیتی مناسب خشک کرد و از آسیبهای کمی و کیفی محصول طی فرآیند خشک کردن جلوگیری نمود که این سه اصل عبارتند از:
-1 انتخاب بهترین نوع خشک کن برای دانه
-2 انتخاب بهترین تیمار در هر یک از مکانیسم های خشک کردن
-3 حفظ خواص کمی و کیفی دانه حین خشک کردن . - Pala, 2003 -
به طور کلی رطوبت موجود در مواد غذایی به سه گروه تقسیم بندی می شوند:
-1 رطوبت آزاد: به آبی که به شکل لایه ای نازک سطح ماده را پوشانده، آب آزاد یا رطوبت آزاد گفته میشود و مقدارآن بیشتر از رطوبت تعادلی ماده است - پهلوان زاده،
-2 . - 1377 رطوبت غیر پیوندی:1 رطوبتی است که فشار بخار تعادلی آن، برابر با فشار بخار مایع در همان دما میباشد . - Treybal, 1990 - این رطوبت در خلل و فرج محصول قرار میگیرد و تحت تاثیر نیروهای کششی سطحی است
-3 رطوبت پیوندی:2 رطوبتی است که فشار بخار تعادلی آن، کمتر از فشار بخار مایع در همان دما میباشد. این رطوبت تحت اثر پیوند هیدروژنی و جاذبه مولکولی قرار دارد - . - Treybal, 1990
فرآیند خشک کردن محصولات غذایی طی دو مرحله انجام میگیرد:
-1 مرحله ی نرخ ثابت: در این مرحله، خروج رطوبت از سطح ماده انجام می شود و شبیه به تبخیر رطوبت از سطح آزاد آب است. در این مرحله، برای تبخیر رطوبت از مواد، انتقال حرارت از هوای داغ به محصول، فاکتور مهم تری نسبت به انتقال جرم درون ماده است
-2 مرحله ی نرخ نزولی: زمانی که انتقال رطوبت از داخل ماده به سطح آن، نتواند سطح ماده را اشباع نگهدارد، نرخ خشککردن شروع به کاهش کرده و رطوبت به صورت بخار به سطح ماده میرسد. در این حالت مرحلهی نرخ نزولی شروع میشود و سطح غیر اشباع ماده خشک میگردد و رطوبت پیوندی تبخیر میشود. ممکن است در بعضی مواد چندین مرحله نرخ نزولی وجود داشته باشد.
اگر ضریب انتقال حرارت ثابت فرض شود، کاهش نرخ تبخیر در این مرحله، باعث افزایش دمای مواد و نزدیک شدن آن به دمای هوای ورودی میشود. بیشترین زمان لازم برای خشک کردن مواد، مربوط به این مرحله است. نرخ خشککردن را میتوان با توزینهای پیاپی نمونهای از ماده مرطوب که در جریان عبور هوای گرم قرار گرفته، اندازهگیری کرد. داده های حاصل را می توان براساس مقدار رطوبت در برابر زمان رسم نمود.
