مدل سازی خشک شدن لایه نازک انگور سفید بی دانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشگاه ارومیه

2 استادیار گروه مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزی دانشگاه ارومیه

3 استادیار گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان

چکیده

     خشک کردن انگور به عنوان یکی از محصولات استراتژیک کشاورزی در ایران با چالش­های متعددی از جمله تغییر رنگ، فساد پذیری، آلودگی و زمان طولانی مواجه می‌باشد. با چنین رویکردی، پژوهش حاضر ضمن بررسی رفتار خشک شدن لایه نازک انگور سفید بی‏دانه ارومیه در خشک‏کن هوای- داغ، مناسب‏ترین مدل ریاضی برای توصیف منحنی فرآیند خشک شدن آن را معرفی می‌کند تا بتواند در طراحی خشک کن انگور مورد استفاده قرار گیرد. آزمایش تجربی خشک کردن در 4 سطح دمای هوای خشک کننده، 40، 50، 60، 70 درجه سیلسیوس و سرعت هوای 2/1 متر بر ثانیه انجام شد. داده‌های تجربی با 10 مدل نیمه تئوری و تجربی بر اساس آماره‌های ضریب تعیین(2R)، مربع کای (2X) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برازش شد. با توجه به نتایج، دمای هوای خشک کننده روی سرعت خشک شدن انگور، اثر معنی‌داری داشت و با افزایش دما، از 50 به 60 درجه سلسیوس زمان خشک شدن انگور حدود 59 درصد کاهش یافت. همچنین نتایج نشان داد که فرآیند خشک کردن در مرحله با نرخ نزولی انجام پذیرفت. با مقایسه مدل­های مورد ارزیابی جهت تعیین بهترین برازش منحنی فرآیند خشک شدن لایه نازک انگور، مدل میدلی و همکاران با (997859/0=2R)، (0001679/0=2X) و (010234/0RMSE= ) بهترین برازش را داشت. تأثیر دمای هوای خشک کننده روی ضرایب و ثابت‌های این مدل نیز بررسی شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling the Thin-Layer Drying of Seedless Grape

نویسندگان [English]

  • Yousef Abaspour Kalan 1
  • Mohammad Nikbakht 2
  • Majid Rahnama 3
1 M.Sc. student, Department of Agricultural Machinery Engineering, Urmia University, Urmia, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Agricultural Machinery Engineering, Urmia University, Urmia, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Agricultural Machinery Engineering, Ramin Agricultural and Natural Resources University, Khuzestan, Mollasani, Iran.
چکیده [English]

Drying grape fruit as a strategic product in Iran faces numerous challenges including color change, spoilage, and hygienic issues and long drying time. To this aim, the present research was conducted to kinetically study the thin-layer hot air drying of grape fruit together with mathematical modeling to cover the drying process. The results give a promising opportunity for an appropriate design of a dryer. Experimental setups included four levels of air temperature, 40, 50, 60 and 70 oC and air velocity of 1.2 ms-1. Ten semi-empirical and empirical models were subsequently fitted to the experimental data and statistical criteria, coefficient of determination (R2), Chi square (χ2) and Root Mean Square of Error (RMSE) were investigated. Results showed that air temperature of drying has a meaningful effect on the drying rate in a way that increasing the temperature from 50oC to 60oC led to a 59% reduction in the drying time. It was observed that the whole drying process was located in the falling drying phase. Modeling evaluation of data showed that Midili model fitted best (R2=0.9978, χ2=0.0001679 and RMSE=0.010234) to the experimental results. Additionally, the influence of air temperature on the constants and coefficients of the studied models was extensively assessed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drying Kinetics
  • Mathematical model
  • Grape fruit
  • Hot Air Dryer
  • Drying Rate