فصل پنجم – نتيجه گيري و پيشنهادات…………………………………………………… ……………………….52
5-1. نتيجه گيري………………………………………………………………………………………. ………………….52
5-2. پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………53
فصل ششم – منابع…………………………………………………………………………………………………………55
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل:4-1 نمودار تغييرات مقدار رطوبت در فرآيند خشک کردن پياز با هواي داغ……………………………..32
شکل:4-2 نمودار تغييرات نسبت رطوبت درفرآيند خشک کردن پياز با هواي داغ……………………………..33
شکل:4-3 نمودار تغييرات مقدار رطوبت (وزن مرطوب) در فرآيند خشک کردن پياز با مايکروويو… ….34
شکل:4-4 نمودار تغييرات نسبت رطوبت در فرآيند خشک کردن پياز با مايکروويو …………………………34
شکل:4-5 نمودار شدت خشک شدن درخشک کردن پياز با هواي داغ………………………. ………………….35
شکل:4-6 نمودار شدت خشک شدن درخشک کردن پياز با ماكروويو……………………… …………………..36
شکل:4-8 نمودار مقادير مولفه هاي L، aو b در خشك كردن هواي داغ…………………. ………………….38
شکل:4-9 نمودار مقادير مولفه هاي L، aو b در خشك كردن مايكروويو……………….. ………………….38
شکل:4-10: پياز خشک شده با آون(70 درجه)……………………………………………………. ………………….39
شکل: 4-11. پياز خشک شده توسط مايکروويو(100 وات)………………………………….. ………………….39
شکل:4-12. نمودار نسبت رطوبت در خشک کردن ترکيبي……………………………………. ………………..41
شکل:4-13. نمودار تغييرات شدت خشک شدن در مقابل نسبت رطوبت در خشک کردن ترکيبي.. .42
شکل:4-14. نمودار مقادير مولفه هاي L، aو b در خشك كردن تركيبي…………………………………….42
شکل4-15. مقدار رطوبت نسبي پيش‌بيني شده توسط مدل پيج در برابر مقدار رطوبت واقعي در دماي 70 درجه سانتي‌گراد…………………………………………………………………………………………………………………..43
شکل4-16. مقدار رطوبت نسبي پيش‌بيني شده توسط مدل پيج در برابر مقدار رطوبت واقعي در توان 100 وات……………………………………………………………………………………………………………………………………44
شکل4-17. مقدار رطوبت نسبي پيش‌بيني شده توسط مدل پيج در برابر مقدار رطوبت واقعي خشک کردن ترکيبي…………………………….. ……………………………………………………………………………………………….44
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول: 3-1 مدل‌هاي منتخب جهت توصيف فرآيند خشک شدن پياز……………………………………….27
جدول: 4-1 تاثير دما و نوع خشك كن بر جذب مجدد آب……………………………………………………..40
جدول: 4-2 نتايج آماري حاصل از مدل‌ پيج در خشک کردن ترکيبي پياز…………………………………..44
جدول: 4-3 نتايج آماري حاصل از مدل‌هاي مختلف در خشک کردن پياز با هواي داغ………………..45
جدول4-4 نتايج آماري حاصل از مدل‌هاي مختلف در خشک کردن پياز با مايکروويو…………………46
جدول: 4-5 مقادير ثابت مدل‌ها براي دماهاي مختلف در خشک کردن پياز با هواي داغ ……………..48
جدول: 4-6 مقادير ثابت مدل‌ها براي شدت هاي مختلف در خشک کردن پياز با مايکروويو…………49
فصل اول
مقدمه
1-1. کليات
امروزه حفظ و نگهداري محصولات غذايي با توجه به رشد جمعيت و كمبود مواد غذايي بسيار مورد توجه قرار گرفته‌ است و روز به روز اهميت جلوگيري از اتلاف مواد غذايي و طولاني نمودن زمان ماندگاري آنها بدليل رشد صادرات و بدست آوردن بازارهاي پايدار بيشتر نمايان مي‌گردد. از جمله راههاي جلوگيري از اتلاف مازاد محصول و افزايش طول عمر آن، خشك كردن مواد غذايي مي‌باشد .بوسيله خشك نمودن، علاوه بر اينكه زمان ماندگاري محصول طولاني مي‌گردد، همچنين محصول توليدي فضاي كمتري اشغال نموده و به تبع آن هزينه‌هاي حمل و نقل و انبارداري آن بطور قابل ملاحظه‌اي کاهش مي‌يابد (بانداري و هووس، 1999). طبق آمار ارائه شده ميزان ضايعات فرآورده‌هاي كشاورزي در حدود 30 تا 35 درصد برآورد شده است كه بخشي از آن به دليل كمبود صنايع تبديلي مي‌باشد (عباسي و همكاران، 1389). تاريخچه توليد فراورده‌هاي خشک در ايران به دوران بسيار قديم باز مي‌گردد. با گذشت ساليان طولاني در بخش فراوري اين محصولات، تغيرات عمده‌اي پديدار نشده و هنوز هم به طور غالب در ايران از روش‌هاي سنتي (آفتابي) استفاده مي‌گردد که اين روش داراي نارسايي‌هايي است، مانند قرار گرفتن محصولات در محيطي که روي پارامترهاي آن کنترلي وجود ندارد. در مقابل روش صنعتي آن با هزينه کمتري صورت مي‌پذيرد. فرآورده‌هاي توليدي در اين روش از لحاظ بهداشتي و اقتصادي مطلوب نبوده و قادر به برآورده کردن شاخص‌هاي کيفي مورد انتظار نمي‌باشد. فرآيند خشک کردن در شرايط کنترل شده (سيستم صنعتي) روند رو ‌به ‌رشدي را نشان مي دهد که ريشه در انتظارات مصرف کنندگان دارد (مسكن، 2001).
1-2. تاريخچه
پياز يكي از سبزي‌هاي مهم و مشهور دنيا است. اين سبزي در بيشتر نقاط دنيا كشت مي‌شود. پياز گياه بومي جنوب غربي آسيا و احتمالا مربوط به ناحيه‌اي بين فلسطين و هندوستان و يا منطقه شرق مديترانه مي‌باشد. بعضي ايران را موطن اصلي پياز مي‌دانند. كشور مصر به خاطر كاشت نوعي پياز مشهور بوده که قدمت كشت آن در اين كشور به 5000 سال قبل از ميلاد مسيح مي‌رسد و در اهرام مصر پياز كشف گرديده است. در نوشته روميان و يونانيان مطالبي در مورد پياز به چشم مي‌خورد، و نيز در كتاب مقدس مسيحيان از آن نام برده شده است. پياز يکي از گياهاني است که به طور مستقيم در قران به آن اشاره شده از جمله در سوره بقره آيه 61 مورد اشاره قرار گرفته و به نام (بصل)‌ از آن صحبت به ميان آمده است. پياز يكي از موادي بود كه قوم بني اسرائيل در موقع مهاجرت از مصر در بيابان‌هاي عربستان خواهان آن بودند (نوتيلا و همكاران، 2003؛ شات و همكاران، 1998؛ ژاكوبفسكي،2003).

1-3. آمار توليد پياز
برطبق آمار وزارت جهاد کشاورزي ايران در زمره ده کشور عمده توليد کننده پياز قرار دارد. ايران با 52 هزار هکتار اراضي زير کشت، 2 درصد کل سطح زير کشت پياز جهان را دارا بوده و با يک ميليون و نهصد هزار تن توليد و 36 تن عملکرد متوسط در هر هکتار، 4 درصد توليد پياز در دنيا را از آن خود ساخته است. در کشور نيز استان آذربايجان شرقي با 24 درصد توليد پياز کشور رتبه نخست توليد را دارا مي‌باشد (وزارت صنايع و معادن، 1386). پياز با توليد سالانه 47 ميليون تن در سال رتبه سوم بالاترين ميزان توليد درميان هفت سبزيجات عمده يعني پياز، سير،‌ گل‌کلم، نخود سبز، کلم، گوجه‌فرنگي و لوبيا سبز در جهان مي‌باشد (كايماگ و گديك؛ 2005).
1-4. گياهشناسي پياز
نام علمي پياز آليوم سپا1 است و از خانواده سوسنيها2 است. پياز با وجود اينكه گياهي دو يا چند ساله است، در سبزي‌كاري به عنوان محصول يك ساله كاشته مي‌شود. جنس آليوم سپا داراي گونه‌هاي زيادي است‌ كه اغلب توليد غده پياز كرده‌. گونه‌هاي وحشي در اين جنس يافت مي‌شود،‌ كه به جاي توليد بذر،‌ توليد پيازچه‌هاي كوچك در خوشه گل مي‌كنند كه براي تكثير از آن استفاده مي‌شود (شاس، 1998).
گل پياز داراي سه پرچم و يك تخمدان 6 برچه‌اي مي‌باشد‌. ساقه گل دهنده همانند توپ به نظر مي‌رسد. پياز داراي ساقه پهن ‌نازك،‌ مدور،‌‌ سفيد رنگ و زير‌زميني است. درقسمت زيرين، ريشه پياز نسبتا ضخيم، گوشتي و ساده است که از قسمت‌هاي تحتاني ساقه زير‌زميني خارج مي‌شود‌. طول اين ريشه‌ها نسبتا كوتاه و انتشار آن در 10 يا 20 سانتيمتر قسمت فوقاني خاك مي‌باشد. و نيز از قسمت‌هاي فوقاني آن برگهاي ضخيم‌تر‌،‌ متورم و فلس مانند‌،‌ كه سفيد يا قرمز رنگ بوده و كلروفيل خود را از دست داده‌اند و از مواد غذايي ذخيره شده اند، خارج مي‌گردد (زرگري،1993)‌.
1-5. ترکيبات شيميايي پياز
برگ‌هاي متورم پياز كه قسمت حجيم آن را تشكيل مي‌دهد‌،‌ داراي مقدار زيادي اينولين است‌. اينولين نوعي نشاسته است كه بر اثر تجزيه در بدن به فروكتوز و مقدار كمي گلوكز تبديل مي‌گردد‌.
تركيبات موجود در 100 گرم پياز شامل87%‌ آب ،‌ 11%‌ كربوهيدرات ،‌ 2/1 %‌ پروتئين ،‌ 4/0 %‌ املاح معدني،‌ 6/0%‌ تركيبات فيبري و عناصري كه در پياز در حد وفور يافت مي‌شود عبارت است از كلسيم ،‌ فسفر ،‌ پتاسيم ،‌ منيزيم و آهن است پياز تازه حاوي مقدار بسيار زيادي پتاسيم (82/696-55/16357 ميلي‌گرم بر کيلوگرم)، کلسيم (64/69-03/340 ميلي‌گرم / کيلوگرم)، سديم(72/37-43/1895 ميلي‌گرم / کيلوگرم)، منيزيم (31/3- 77/964 ميلي‌گرم / کيلوگرم) و فسفر(47/46-3،07/384 ميلي‌گرم / کيلوگرم) مي‌باشد (مارتينز،2007؛ لانزوتي، 2006) و نيز ترکيبات ديگري از جمله پروستاگلاندين‌ها، پكتين، آدنوزين، كوئرستين، ويتامين‌هاي E،C ،B6 ،B2 ،B1 و بيوتين، اسيدهاي چرب و اسيدهاي آمينه ضروري است (نوتيلا و همكاران، 2003؛ شات و همكاران، 1998).
مزه و طعم و تندي پياز به رقم شرايط آب و هوايي بستگي دارد و مربوط به روغن فراري به نام آليل پروپيل دي سولفايد است. در پياز و ساير گونه‌هاي جنس آليوم1 بخصوص سير، تركيبات امينواسيد قابل حلي در آب به نام آلين2 وجود دارد. آلين توسط آنزيم آليناز3 به آليسين4 تبديل مي‌گردد. تركيبات آليسين خاصيت ضد‌باكتريايي دارند. بنابراين پياز به عنوان يك داروي آنتي بيوتيك مصرف مي‌شود همچنين در درمان سرماخوردگي و گريپ5 استفاده مي‌كنند.
1-6. تئوري خشك كردن
Drying اصطلاحا به معني خشكاندن و dehydration به معني خشكانيدن به كار مي‌رود. تفاوت اين دو را مي‌توان در روش آبگيري دانست به طوري كه drying به خشك كردن طبيعي گفته مي‌شود كه گاهي اصطلاحا sun_drying هم گفته مي‌شود در حاليكه dehydration به روش‌هاي صنعتي گفته مي‌شود و توسط دستگاههاي خشك كن صورت مي‌گيرد. همانطور كه از تعريف خشك كردن مشخص است اصول نگهداري مواد غذايي به صورت خشكبار بر اساس تبخير آب و كم كردن رطوبت مواد غذايي جهت جلوگيري از فساد مي‌باشد. خشك كردن موادغذايي يكي از قديمي‌ترين روش‌هاي نگهداري است، چرا که آب در يك ماده غذايي عامل اصلي واكنش‌هاي شيميايي و بيولوژيكي است. در اثر كاهش رطوبت ماده غذايي امكان فساد ميكروبي از بين مي‌رود و از سرعت واكنش‌هاي مضر نيز به مقدار قابل توجهي كاسته مي‌شود. خشک كردن ضمن اين كه در محصول اثر محافظتي دارد، وزن و حجم آن را نيز به مقدار چشمگيري كاهش مي‌دهد، در نتيجه از هزينه‌هاي حمل و نقل، ذخيره‌سازي محصول و قيمت تمام‌ شده محصول مي‌كاهد .خشك كردن فرآيند پيچيده‌اي است كه غالبا با واكنشهاي شيميايي و بيوشيميايي و تغيير حالت مانند كريستاليزاسيون، شيشه‌اي شدن و چروكيدگي همراه است)بيکر،????).
در ابتدا عمل خشك كردن تنها با استفاده از عوامل طبيعي مانند آفتاب و باد انجام مي‌شد اما به دليل مشكلات موجود مانند طولاني بودن زمان خشك كردن، استفاده از ديگر انواع خشك‌كن رايج گرديد. براي خشك كردن مواد غذايي از خشك‌كن‌هاي هواي داغ، خشک كن انجمادي، خشك‌كن مادون قرمز و خشك‌كن مايكروويو استفاده مي‌شود. حرارت لازم براي خشك كردن ممكن است از طريق جابجايي (خشك‌كن‌هاي مستقيم)، هدايتي (خشك‌كن‌هاي غيرمستقيم) و يا تشعشعي (تابشي) به ماده غذايي منتقل شود. معمولا در خشك‌كن‌ها، ابتدا حرارت توليد و سپس به ماده غذايي از طريق هدايت، جابجايي و يا هر دو منتقل مي‌گردد ولي در خشك‌كن‌هايي كه انتقال حرارت به صورت تشعشعي )خشك‌كن مايكروويو) صورت مي‌گيرد، گرمايش نتيجه واكنش بين انرژي مايكروويو و يك ماده دي‌الكتريك در ماده غذايي است، بنابراين سرعت گرمايش سريعترخواهد بود (كاشاني‌نژاد، ????(. با افزايش تقاضا براي غذاهايي كه سريع آماده مي‌شوند، پيشرفت‌هاي اخير در زمينه تكنولوژي مايكروويو جهت آبگيري مي‌تواند مناسب باشد. از مزاياي اين روش گرم شدن سريع اوليه تا حدود دماي تبخير، بدون حرارت‌دهي بيش از حد و يا خشك شدن بيش از حد سطح خارجي ماده است. بنابراين محصول خشك شده با كيفيت بهتري توليد مي‌شود. امواج مايكروويو بخشي از طيف الكترومغناطيس با فركانس حدود ??????-??? مگاهرتز و طول موج 1- 001/0 در هوا هستند كه بين طيف دي‌الكتريك و مادون قرمز قرار دارند و از ماده عبور کرده و با تحريك پيوندهاي بين تركيبات شيميايي به خصوص آب، حرارت توليد مي‌كنند (پرکش و همکاران،2004(. در صنعت غذا از اين انرژي به منظور گرم کردن، خشك كردن، انجمادزدايي، نرم كردن، استريليزاسيون و … استفاده مي‌گردد. در سالهاي اخير نيز خشك كردن با استفاده از امواج مايکروويو گزينه مناسبي در صنعت غذا محسوب مي‌شود (کويي و همکاران، 2004 ). علت سرعت بالاي خشك كردن در مايكروويو ايجاد گراديان فشار است (کرايشي و همکاران، 2004). در فرآيند خشك كردن انتقال جرم و حرارت به طور همزمان صورت مي‌گيرد و به دنبال پيشرفت فرآيند، ساختار فيزيكي ماده در حال خشك شدن تغيير مي كند. براي بهينه سازي فرآيند خشك كردن، طراحي و كنترل يك خشك‌كن، مدلسازي فرآيند خشك كردن واقعي با توجه به روابط رياضي ضروري است. از اينرو براي پيش‌بيني فرآيند خشك كردن محصولات كشاورزي، از خشك كردن لايه نازك و يا خشك كردن بستر عميق مي‌توان استفاده كرد. در خشك كردن تجاري، معمولا از خشك‌كن‌هايي با بستر عميق استفاده مي‌شود و از آنجا كه ارزيابي و بدست آوردن پارامترهاي خشك كردن در خشك‌كن‌هاي واقعي بسيار پيچيده و مشكل است، لذا با خشك كردن لايه نازكي از پياز در شرايط آزمايشگاهي مي‌توان مدل مناسب و شرايط بهينه را براي خشك‌كن‌هاي تجاري بدست آورد. براي بهينه سازي فرآيند خشك كردن علاوه بر بررسي تاثير دما بر زمان و شدت خشك كردن پياز، بررسي تاثير دماي خشك كردن بر ويژگي‌هاي كيفي محصول نيز بايد مورد توجه قرار گيرد تا شرايط بهينه براي خشك كردن پياز تعيين شود. خشك كردن لايه نازك به فرآيندي اشاره مي‌كند كه در آن تمامي ماده غذايي به طور كامل در معرض هوايي با شرايط ثابت (درجه حرارت و رطوبت ثابت) قرار گرفته و خشك مي‌شود. به طور كلي خشك كردن مواد غذايي تا ضخامت ?? سانتيمتر را به عنوان خشك كردن لايه نازك در نظر مي‌گيرند. تمامي خشك‌كن‌هاي مداوم و غيرمداوم صنعتي بر اساس نتايج به دست آمده از خشك كردن لايه نازك طراحي مي‌شوند) بالا، ???? ،چاکراورتي، ???.(

1-7. اهداف و مزاياي خشك كردن
الف. چون aw1 كاهش مي‌يابد، پس قابليت نگهداري محصول افزايش مي‌يابد. بدين صورت كه هم فعاليت و رشد ميكروارگانيسم‌ها و هم فعاليت آنزيم‌‌‌‌‌‌ها كاهش مي‌يابد و يا بعضا متوقف مي‌شود.
ب. در اثر خشك كردن حجم و وزن ماده غذايي كاهش مي‌يابد. كاهش حجم و وزن باعث مي‌شود كه در هزينه‌هاي حمل و نقل صرفه‌جويي شده و علاوه بر اين هزينه‌ نگهداري محصول نيز كاهش مي‌يابد.
ج. در اثر خشك كردن محصولاتي بدست مي‌آيد كه آماده مصرف هستند مثل چاي، قهوه فوري و پودر آبميوه كه با افزودن مقداري آب به آن‌ها آماده مصرف مي‌شوند.

1-8. عوامل موثر در خشك كردن يك محصول
1-8-1. شرايط محيطي
1-8-1-1. دما: هر چه اختلاف درجه حرارت بين ماده غذايي و عامل گرما دهنده بيشتر باشد، سرعت تبخير بيشتر خواهد بود. البته در مراحل اوليه خشك كردن كه دماي ماده غذايي از دماي هواي اطراف آن بسيار كمتر بوده و غلظت محصول نيز كمتر است، سرعت تبخير بيشتر مي‌باشد، ولي چون به تدريج دماي محصول زيادتر مي‌شود، سرعت خشك كردن هم كمتر مي‌شود. هر چه دماي هوا بالاتر باشد، قدرت جذب رطوبت بيشتر خواهد بود، به همين علت است كه در خشك كردن تا حدامكان از هواي داغ استفاده مي‌شود البته كنترل دماي هوا جهت جلوگيري از صدمه حرارتي به ماده غذايي از عوامل مهم مي‌باشد.
1-8-1-2. سرعت جريان هوا: به اين معنا است كه رطوبتي كه از ماده غذايي در اثر حرارت تبخير مي‌شود، هر چه با سرعت بيشتري از ماده غذايي دور شود، كار تبخير بعدي با سرعت بيشتري صورت گرفته و به عبارتي از اشباع شدن هوا از رطوبت جلوگيري مي‌كند.
1-8-1-3. خشكي هوا: بديهي است هر چه رطوبت اطراف محصول بيشتر باشد تبخير ديرتر صورت مي‌گيرد و هر چه رطوبت هواي مورد استفاده در خشك‌كن كمتر باشد، ظرفيت جذب آب آن بالاتر است.
1-8-1-4. فشار هوا: هر چه فشار هواي اطراف جسم مرطوب كمتر باشد، در صورت ثابت بودن دما، سرعت تبخير زيادتر خواهد شد. اين امر بيانگر آن است كه در شرايط خلا مي‌توان دماي تبخير را كاهش داده و در نتيجه سرعت تبخير را افزايش داد.

1-8-2. خصوصيات خود جسم
1-8-2-1. سطح آزاد محصول و اندازه ذرات محصول: عموما هر چه قطعات محصول داراي اندازه ذرات كوچكتري باشند، زمان خشك كردن كوتاهتر وسرعت خشك كردن بيشتر مي‌شود. هر چه ذرات كوچكتر باشد، سطح تماس آزاد محصول با عامل حرارتي بيشتر بوده و سرعت خشك كردن افزايش مي يابد.
1-8-2-2. غلظت مواد محصول: هر چه غلظت مواد محلول بيشتر باشد نقطه جوش آب بالاتر رفته و عمل خشك كردن كندتر مي‌شود.
1-8-2-3. اتصالات آب: هر چه فشار بخار آب ماده غذايي از فشار بخار آب موجود در اتمسفر بيشتر باشد، شدت تبخير سطحي آن بيشتر مي‌شود. با كاهش آب آزاد فشار بخار افزايش يافته و از شدت تبخير كاسته مي‌شود. علت اين امر آن است كه مقداري از آب با اتصالات شيميايي به مواد تشكيل دهنده ماده غذايي متصل مي‌باشد. به طوري كه هر قدر آب آزاد بيشتر باشد، خشك كردن با سرعت و شدت بيشتري انجام مي‌شود.
1-8-2-4. ساختمان سلولي و وضعيت مواد تشكيل دهنده: هنگامي كه سلول ماده غذايي مي‌ميرد، ديواره نسبت به خروج رطوبت مقاومت نكرده لذا عمل تبخير آسان تر صورت مي‌گيرد. در مورد وضعيت مواد تشكيل دهنده نيز هر چه مولكول‌ها يكسان‌تر باشند، راحت‌تر رطوبت را از دست مي‌دهند. در حالي كه محصولاتي مانند گوشت كه عمده مواد چربي و ماهيچه بوده و به صورت لايه لايه روي هم قرار دارنداز تبخير جلوگيري مي كنند پس مقدار رطوبت در قسمت هاي مختلف آن به دليل متفاوت بودن مقدار چربي با هم متفاوت خواهند بود.

معادلات خشك كردن لايه نازك
پيش‌بيني شدت خشك كردن) به ويژه در محصولات متخلخل جاذب رطوبت) در مرحله سرعت نزولي پيچيده‌تر از مرحله سرعت ثابت است چون در اين مرحله علاوه بر مكانيسم‌هاي انتقال خارجي (انتقال جرم و حرارت به روش جابجايي)، مكانيسم‌هاي انتقال در درون محصول (انتقال جرم به روش نفوذ و انتقال حرارت به روش هدايت) نيز بايد مورد توجه قرار گيرند. از اين رو تئوري‌ها و معادلات مختلفي براي پيش‌بيني رفتار خشك كردن در مرحله سرعت نزولي عرضه شده است كه به سه دسته روابط تئوري، نيمه تئوري و تجربي تقسيم مي‌شوند. روابط تئوري از معادله نفوذ يا معادلات انتقال حرارت و جرم ناشي مي شوند. روابط نيمه تئوري از تخمين، تقريب و يا اصلاح معادلات تئوري حاصل مي‌شوند و معادلات تجربي از ارتباط مستقيم بين تغييرات مقدار رطوبت ماده غذايي و زمان خشك كردن به دست مي‌آيند (بالا، 1997 ؛بروکر و بيکر، 1992، چاکراورتي،1995). معادلات نيمه تئوري خشك كردن از ساده كردن سري عمومي معادله فيك يا اصلاح معادلات ساده شده به دست مي‌آيند اما اين معادلات فقط در محدوده درجه حرارت، رطوبت نسبي، سرعت جريان هوا و مقدار رطوبتي كه گزارش شده‌اند، معتبر مي‌باشند. معادلات نيمه تئوري نسبت به معادلات تئوري ساده‌تر هستند و محاسبه آن‌ها زمان كمتري نياز دارد. علاوه بر اين در اين معادلات نيازي به در نظر گرفتن بعضي فرضيات معادلات تئوري مثل شكل هندسي، نفوذ و هدايت جرم نيست. در بين معادلات نيمه تئوري، مدل هندرسون-پابيس1، مدل نمايي دو جمله‌اي2، مدل لوئيس3، مدل پيج4 كاربرد گسترده‌اي دارند(بالا، 1997 ؛ بروکر و بيکر، 1992 ؛ چاکراورتي، 1995).
معادلات تجربي خشك كردن: همانگونه كه اشاره شد، اين معادلات از ارتباط بين تغييرات مقدار رطوبت و زمان خشك كردن مشتق مي‌شوند. در اين معادلات اصول فرايند خشك كردن ناديده گرفته شده و پارامترهاي آن‌ها مفهوم فيزيكي ندارند. از اين رو قادر نيستند مفهوم دقيقي از عوامل مهم مؤثر در فرآيند خشك كردن را ارائه كنند. اگر چه ممكن است منحني خشك كردن را براي شرايط آزمايشگاهي به خوبي توصيف نمايند) کريمر و همکاران، 2001 ؛ ميرسا و بروکر، 1980). جهت بسط‌ دادن معادلات خشك كردن لايه نازك، محققين لايه نازكي از ماده غذايي را تحت شرايط كنترل شده‌اي از درجه حرارت، رطوبت نسبي و سرعت جريان هوا قرار داده و تغييرات وزن نمونه را در فواصل معيني ثبت مي‌كنند. سپس با برازش نتايج آزمايشگاهي به مدل مربوطه با استفاده از تكنيك رگرسيون خطي يا غير خطي1، پارامترهاي ثابت خشك كردن2 را به دست مي‌آورند. در نهايت براي به دست آوردن معادله عمومي3، رابطه رياضي بين پارامترهاي ثابت خشك كردن را تعيين مي‌كنند.‌ مدل‌هاي تئوري و تجربي متعددي براي بسياري از مواد غذايي و محصولات کشاورزي ارائه شده است، همچنين خشک کردن پياز نيز توسط تعدادي از محققين مورد بررسي قرارگرفته ولي در مورد خشک کردن پياز هيچ‌کدام از ارقام ايراني مدلي گزارش نشده است لذا در اين تحقيق به بررسي مدلسازي خشک کردن پياز توسط مدل‌هاي متعدد مي‌پردازيم.
ضرورت انجام تحقيق
در اکثر کشورهاي جهان پياز به عنوان ماده غذايي مهم در سبد محصولات غذايي خانوارها قرار دارد. پياز يکي از اين محصولات است که با توجه به مصرف بالاي آن و نيز ميزان بالاي ضايعات کشاورزي به دليل فساد‌پذيري احتياج به روش‌هاي نگهداري آن روز به روز بيشتر احساس مي‌شود. در بين روش‌هاي نگهداري مواد غذايي، خشک کردن يکي از پرکاربردترين آنها مي‌باشد که قدمت طولاني دارد. به همين دليل تحقيقات زيادي درباره خشک کردن اين محصول انجام شده. پارامترهاي کيفي محصول خشک شده در همه روشهاي خشک کردن از اهميت زيادي برخوردار بوده و به آن توجه مي‌شود.انجام اين تحقيق با توجه به اينکه هيچ مطالعه‌اي بر فرآيندهاي مختلف خشک کردن در ايران انجام نشده امري ضروري مي‌.باشد.
1-4- اهداف و فرضيات
1-4-1- اهداف
1. بهينه کردن شرايط خشک کردن پياز.
2. بررسي سينيتيک خشک کردن پياز.
3. بدست آوردن مدل رياضي براي خشك كردن پياز.
4. بررسي اثر نوع خشك كن بر كيفيت فيزيكوشيميايي پياز.
5. بدست آوردن بهترين مدل توصيف کننده خشک کردن پياز.
1-4-2- فرضيات
1. دماهاي مختلف خشک کردن بر خصوصيات کيفي و ظاهري پياز تاثير گذار است.
2. نوع خشک‌کن مورد استفاده بر خصوصيات کيفي و ظاهري پيازموثر است.
3. خشک کردن ترکيبي با هواي داغ و مايکروويو باعث بهبود خصوصيات کيفي و ظاهري پيازمي‌شود.
4. با بدست آوردن مدل رياضي خشك كردن لايه نازك مي توان فرايند خشك كردن پياز را بهينه كرد.

فصل دوم

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

بررسي منابع
خشک شدن با استفاده از روشهاي سنتي داراي برخي معايب (به عنوان مثال آن است که يک فرآيند وقت گير است‌، به آب و هوا بستگي دارد‌، باعث افزايش آلودگي به دليل قرار گرفتن در محيط مي‌شود(مسكن، 2001). با وجود اين، روش‌هاي خشک کردن با خورشيد و آون هنوز براي توليد محصولات خشک به دليل هزينه‌هاي کم خود به طور گسترده استفاده مي‌شود (سويسال و همكاران، 2001). تکنيک‌هاي جديد و ابتکاري باعث افزايش سرعت خشک کردن و بالا بردن قابل توجه کيفيت محصول مي‌شود. خشک کردن با مايکروويو يکي از آنهاست که به دست آوردن محبوبيت به خاطر مزاياي ذاتي آن نسبت به حرارت دادن معمولي مانند کاهش زمان خشک کردن مواد بيولوژيکي بدون از دست دادن کيفيت ماده غذايي باعث شده که در سطح صنعتي هم خشک کردن مواد غذايي با استفاده از اين تکنيک انجام گيرد (مونگپرانيت و همكاران، 2001؛ نيندو و همكاران، 2003؛ رن و همكاران، 1998؛ روا و همكاران، 1995).
کايماک و گديک (2004) سينتيک قهوه اي شدن غير آنزيمي و کاهش تيولسولفينات پياز در طي خشک کردن در دماهاي مختلف (50 ،60 ،70 ،75 درجه سانتيگراد) را مورد مطالعه قرار دادند و به اين نتيجه رسيدند که سرعت واکنش وابستگي به دما را مي‌توان توسط معادله آرهنيوس توصيف کرد.
سوتار و گوپتا (2004) تاثير سه سطح غلطت نمک در مورد خشک کردن (5 ?، 5/12 ? و 20?) و سه دماي(28 ، 43 و58درجه سانتي‌گراد) را در خشک کردن ترکيبي پياز را مورد بررسي قرار دادند و به اين نتيجه رسيدند که شرايط بهينه خشک کردن، غلظت20 درصدنمک و دماي 28 درجه سانتي گراد مي‌باشد
سارساواديا و همكاران (1998) تعيين رفتار خشک شدن لايه نازک پياز را با خشک‌کن هواي داغ در 4 سطح دمايي (محدوده از50 تا 80درجه سانتي‌گراد)، چهار سطح سرعت جريان هوا (محدوده 25/0 تا 0/1متر بر ثانيه) وسه سطح هوا با رطوبت نسبي(محدوده 10-20 ?)را مورد بررسي قرار دادند و به اين نتيجه رسيدند كه مدل آرهنيوس براي پيش بيني سرعت ثابت خشک شدن مناسب‌تر مي‌باشد.
ارسلان وازكان (2010)از برش پياز براي مدلسازي خشک شدن با استفاده از هواي (50 و 70درجه سانتي‌گراد) ومايکروويو (210و700وات) استفاده كردند. نتيجه اين شد که معادله پيج تغيير يافته1 و ميديلي وکوک2 ضريب بالايي از ارزش (R2)، در محدوده بين 994/0و 999/0 داشت.
آدام و همکاران (2000) در بررسي خود به اين نتيجه رسيدند که خشک کردن پياز در دماهاي زير 65 درجه سانتي‌گراد تغييرات رنگ چندان زياد نيست. همچنين نسبت پيرووات و اسيد آسکوربيک در دماهاي بالاي 65 درجه کاهش داشت.
(لويکيو همکاران،1997) پارامتر رنگ را با پيش تيمار‌هاي مختلف در حين نگهداري پياز مورد بررسي قرار دادند و نتيجه اين شد که قرار دادن پياز در آب و غوطه‌وري قطعات پياز در نشاسته باعث کاهش قهوه‌اي شدن مي‌شود و افزايش نگهداري محصول را در بر دارد.

(مسکن،2000) پس از خشک کردن کيوي با آون و مايکروويو به اين نتيجه رسيد که پارامتر L و b رنگ در کيوي کاهش و مولفه a آن افزايش يافت.
(آرگيروپولوس و همکاران، 2010) درباره اثر خشک کردن ترکيبي هواي داغ و مايکروويو روي خصوصيات کيفي قارچ تحقيق کردند و به اين نتيجه رسيدند که باعث کاهش رنگ ، تخلخل بالاتر، جذب مجدد آب بيشتر و بافت نرمتر مي‌شود.
کادام و همکاران (2009) تاثير پيش تيمار قطعات پياز با استفاده از غلظت‌هاي مختلف متا‌بي‌سولفات‌پتاسيم KMS)) و کلريد سديم را در طي نگهداري بررسي کردند و به اين نتيجه رسيدند که غلظت 25/0% و 5/0% از متا‌بي‌سولفات باعث کاهش معني‌دار بار ميکروبي در حين نگهداري مي‌شود.
(ايکنتر آليباس، 2008) درباره خشک کردن ترکيبي گزنه با استفاده از سه دماي 50، 70 و 100 درجه هواي داغ و شدت‌هاي 160، 350 و 600 وات مايکروويو مايکروويو تحقيق کرد. نتيجه اين شد که دماي 50 درجه و توان 500 وات مناسبترين سطح ترکيبي بود همچنين خشک کردن گزنه از مدل پيج تبعيت کرد.
در پژوهش ديگري برگ جعفري در يک مايکروويو خانگي خشک شد. به منظور تعيين اثر قدرت خروجي مايکروويو در زمان خشک کردن، سرعت خشک کردن و کيفيت رنگ محصول خشک شده، هفت قدرت مختلف خروجي مايکروويو در محدوده 360 تا 900 وات در آزمايشات خشک کردن مورد استفاده قرار گرفت. خشک کردن به طور عمده در نرخ ثابت و نزولي صورت گرفت. پس از يک دوره گرم کردن کوتاه مدت اوليه، دوره نسبتا طولاني با سرعت ثابت مشاهده شد. با پيشرفت فرآيند خشک کردن، از دست دادن رطوبت باعث کاهش جذب قدرت مايکروويو شده و منجر به کاهش در نرخ خشک شدن مي‌کند. افزايش توان خروجي مايکروويو منجر به کاهش قابل توجهي در زمان خشک شدن مي‌شود. تفاوت معني داري بين پارامترهاي رنگ مواد برگ تازه و خشک شده با مايکروويو، (به جز برخي) مشاهده شد. تغيير در پارامترهاي رنگ وابسته به قدرت خروجي مايکروويو نيست. اگر چه برخي از برگها تيره شدند، اما خشک کردن مايکروويو به حفظ رنگ سبز نزديک به اصل برگ جعفري تازه کمک کرد. با کار در 900 وات به جاي 360 وات، زمان خشک شدن مي‌تواند 64 درصد با يک محصول با کيفيت خوب کاهش مي‌يابد (سويسال و همکاران، 2006).
مدلهاي رياضي خشک کردن لايه نازک به سه دسته تئوري، نيمه تئوري و تجربي تقسيم مي‌شوند. دسته اول فقط مقاومت داخلي نسبت به انتقال رطوبت را در نظر مي‌گيرند، در حالي که دو گروه ديگر فقط مقاومت خارجي نسبت به انتقال رطوبت بين محصول و هوا را مورد بررسي قرار مي‌دهند (بريوس، ????؛ فرتز و اوکس، ????؛ هندرسون، ????؛ پارتي، ????؛ ويتاکر و همكاران، 1969).
مدل لوئيس يا مدل نمايي به علت سادگي کاربرد گسترده‌اي داشته و توسط محققان براي توصيف پارامترهاي خشک کردن لايه نازک بسياري از محصولات کشاورزي استفاده شده است (بريوس، ???? ؛ کاربونل و همكاران، 1986 ؛ فريناتي و سوارز، ???? ؛ موس و آتن؛ 1989).
مدل هندرسون-پابيس براي مدلسازي خشک کردن ذرت (هانسن و پابيس، 1969)، گندم (واتسون و بارگاوا؛ 1974)، برنج (ونگ و سينگ، 1978)، بادام زميني (موس و آتن؛ 1989) و قارچ خوراکي (گرتس؛ 1994)مورد استفاده قرار گرفته‌ است.
مدل پيج براي پيشگويي خشک شدن برنج) ونگ و سينگ، 1978)، سويا (هاتچينسون و آتن1983؛ وايت و همكاران، 1981).
مدل نمايي دو‌جمله‌اي براي توصيف خشک کردن محصولات کشاورزي مانند ذرت)هندرسون، 1974؛ شرف‌الدين و همکاران، ????)، لوبياي سفيد و سويا) هاتچينسون و آتن،1983) استفاده شد.
مدل اصلاح شده پيج توسط (اورلتز و همکاران، 1973)براي پيشگويي پارامترهاي خشک کردن سويا مورد استفاده قرار گرفت.
فصل سوم
مواد و روشها
3-1. زمان و مکان تحقيق
اين تحقيق در سال تحصيلي 91-90 انجام شد. مراحل خشک کردن و آزمايشات در آزمايشگاه صنايع غذايي دانشگاه آزاد دامغان صورت گرفت.
3-2. تجهيرات مورد استفاده در اين تحقيق
در اين تحقيق از دستگاه خشک‌کن هواي داغ با فن گردش هوا (iran 50Hz,1500w, behdad,)، ترازو ديجيتال (سارتريوس – دقت 001/0)، دسيکاتور و مايکروويو خانگي (moulinex-1000w) استفاده شد.
3-3. رقم مورد آزمايش
پياز استفاده شده در اين پژوهش به رنگ سفيد و از بازار محلي شهرستان دامغان تهيه گرديد. همچنين رقم مورد آزمايش قمي بود. قبل از توزين و خشك كردن به مدت 2 ساعت در دماي آزمايشگاه نگه‌داشته شد تا با دماي محيط به تعادل برسد.
3-4. مقداررطوبت اوليه


دیدگاهتان را بنویسید