اثر پیش‌تیمار فراصوت در توان‌ها و دماهای مختلف بر فرآیند خشک‌شدن زغال‌اخته

نویسندگان
معین اینانلودوقوز 1
فخرالدین صالحی 2
مصطفی کرمی 2
اشرف گوهری اردبیلی 3
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
3 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
10.22034/FSCT.19.134.109
چکیده
در این پژوهش اثر تیماردهی با فراصوت در توان‌ها و دماهای مختلف بر فرآیند خشک‌شدن زغال‌اخته توسط خشک‌کن فروسرخ بررسی و مدل‌سازی شد. تأثیر توان اعمال شده توسط دستگاه فراصوت در سه سطح 0، 75 و 150 وات و اثر دمای تیماردهی با فراصوت در سه سطح 20، 40 و 60 درجه سلسیوس بر سرعت انتقال جرم و ضریب نفوذ مؤثر رطوبت در طی فرآیند خشک شدن زغال‌اخته بررسی شد. نتایج این پژوهش نشان دادند که پیش‌تیمار فراصوت قبل از خشک‌کردن زغال‌اخته‌ها با خشک‌کن فروسرخ، با ایجاد کانال‌های میکروسکوپی در سطح محصول به دلیل پدیده کاویتاسیون، سبب سهولت خروج رطوبت از محصول و در نتیجه کاهش زمان خشک‌کردن می‌گردد. با افزایش توان فراصوت از 0 به 150 وات، میانگین زمان خشک شدن زغال‌اخته از 2/73 دقیقه به 4/51 دقیقه کاهش یافت. با افزایش دمای تیماردهی از 20 به 60 درجه سلسیوس نیز میانگین زمان خشک شدن زغال‌اخته از 7/69 دقیقه به 7/55 دقیقه کاهش یافت. اثر توان و زمان تیماردهی با فراصوت بر تغییرات ضریب نفوذ مؤثر رطوبت زغال‌اخته بررسی و نتایج نشان‌داد که با افزایش توان و دمای دستگاه فراصوت، مقادیر این ضریب افزایش می‌یابد. با افزایش توان فراصوت از 0 به 150 وات، مشاهده گردید که ضریب نفوذ مؤثر رطوبت از m2s-1 9-10×63/6 به m2s-1 9-10×11/10 افزایش یافت. میانگین ضریب نفوذ مؤثر رطوبت زغال‌اخته تیمار شده در دماهای 20، 40 و 60 درجه سلسیوس به ترتیب برابر m2s-1 9-10×26/7، m2s-1 9-10×10/8 و m2s-1 9-10×45/9 بود. جهت بررسی سینتیک خشک شدن زغال‌اخته، مدل‎های ریاضی بر داده‎های تجربی برازش داده شدند.
کلیدواژه‌ها
اولتراسوند
پیش‌تیمار
خشک‌کن فروسرخ
زغال‌اخته
مدل پیج

موضوعات

عنوان مقاله English

The effect of ultrasound pretreatment at different powers and temperatures on the drying process of cornelian cherry

نویسندگان English

Moein Inanloodoghouz 1
Fakhreddin Salehi 2
Mostafa Karami 2
Ashraf Gohari Ardabili 3
1 MSc Student, Department of Food Science and Technology, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Food Science and Technology, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده English

In this research, the effect of ultrasound treatment at different powers and temperatures on the drying process of cornelian cherry by infrared dryer was investigated and modeled. The effect of the applied power by the ultrasonic device at three levels of 0, 75 and 150 W and the effect of the ultrasonic treatment temperature at three levels of 20, 40 and 60 °C on the mass transfer rate and the effective moisture diffusivity coefficient during the drying process of cornelian cherry were investigated. The results of this research showed that ultrasonic pretreatment before drying cornelian cherry by the infrared dryer, by creating microscopic channels on the product surface due to the cavitation phenomenon, makes it easier for moisture to exit from the product and thus reduces the drying time. By increasing the ultrasonic power from 0 to 150 W, the average drying time of cornelian cherry decreased from 73.2 minutes to 51.4 minutes. By increasing the treatment temperature from 20 to 60 °C, the average drying time of cornelian cherry decreased from 69.7 minutes to 55.7 minutes. The effect of power and time of ultrasound treatment on the effective moisture diffusivity coefficient changes of cornelian cherry was investigated and the results showed that with the increase in the power and temperature of the ultrasonic device, the values of this coefficient increase. By increasing the sonication power from 0 to 150 W, it was observed that the effective moisture diffusivity coefficient increased from 6.63×10-9 m2s-1 to 10.11×10-9 m2s-1. The average effective moisture diffusivity coefficient of cornelian cherry treated at temperatures of 20, 40 and 60 °C were 7.26×10-9 m2s-1, 8.10×10-9 m2s-1, and 9.45×10-9 m2s-1, respectively. In order to investigate the drying kinetics of cornelian cherry, mathematical models were fitted to the experimental data.

کلیدواژه‌ها English

Cornelian cherry
Infrared dryer
Page model
Pretreatment
Ultrasound
[1] Ghorbani, R., Esmaiili, M. 2022. Investigation of the effect of ultrasound pretreatment on shrinkage of cornelian cherry during hot air drying, Journal of Food Science and Technology (Iran). 19, 15-26.
[2] Ercisli, S., Yilmaz, S. O., Gadze, J., Dzubur, A., Hadziabulic, S., Aliman, Y. 2011. Some fruit characteristics of cornelian cherries (Cornus mas L.), Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 39, 255-259.
[3] Salehi, F. 2020. Recent applications and potential of infrared dryer systems for drying various agricultural products: A review, International Journal of Fruit Science. 20, 586-602.
[4] Ozgen, F. 2015. Experimental investigation of drying characteristics of cornelian cherry fruits (Cornus mas L.), Heat and Mass Transfer. 51, 343-352.
[5] Kaya, A., Aydin, O. 2010. Drying kinetics and sorption isotherms of cornelian cherry fruits, Desalination and Water Treatment. 22, 30-39.
[6] Salehi, F. 2020. Physico-chemical properties of fruit and vegetable juices as affected by ultrasound: A review, International Journal of Food Properties. 23, 1748-1765.
[7] Kroehnke, J., Szadzińska, J., Radziejewska-Kubzdela, E., Biegańska-Marecik, R., Musielak, G., Mierzwa, D. 2021. Osmotic dehydration and convective drying of kiwifruit (Actinidia deliciosa) – The influence of ultrasound on process kinetics and product quality, Ultrasonics Sonochemistry. 71, 105377.
[8] Huang, D., Yang, P., Tang, X., Luo, L., Sunden, B. 2021. Application of infrared radiation in the drying of food products, Trends in Food Science & Technology. 110, 765-777.
[9] Ding, C., Khir, R., Pan, Z., Zhao, L., Tu, K., El-Mashad, H., McHugh, T. H. 2015. Improvement in shelf life of rough and brown rice using infrared radiation heating, Food and Bioprocess Technology. 8, 1149-1159.
[10] Hasani, A., Khosh Taghaza, M. H., Ebadi, M. 2020. Effect of infrared drying on qualitative characteristics of sumac fruit (Rhus coriaria L.), Journal of Horticultural Science. 34, 493-504.
[11] Esmaili Adabi, M., Mosavi Seyedi, S. R., Kalantari, D., Ghavami Adl, B. 2015. Mathematical modelling, kinetics and energy consumption for drying aloe vera gel in hot air dryer with exhaust air recycle, Journal of food science and technology(Iran). 13, 73-83.
[12] Doymaz, I. 2007. The kinetics of forced convective air-drying of pumpkin slices, Journal of Food Engineering. 79, 243-248.
[13] Wong, J. Y.2001. Theory of ground vehicles, John Wiley & Sons,
[14] Salehi, F., Satorabi, M. 2021. Influence of infrared drying on drying kinetics of apple slices coated with basil seed and xanthan gums, International Journal of Fruit Science. 21, 519-527.
[15] Salehi, F., Cheraghi, R., Rasouli, M. 2022. Influence of sonication power and time on the osmotic dehydration process efficiency of banana slices, Journal of Food Science and Technology (Iran). 19, 197-206.
[16] Azarpazhooh, E., Sharayeei, P., Gheybi, F. 2019. Evaluation of the effects of osmosis pretreatment assisted by ultrasound on the impregnation of phenolic compounds into aloe vera gel and dry product quality, Food Engineering Research. 18, 143-154.
[17] Awad, T. S., Moharram, H. A., Shaltout, O. E., Asker, D., Youssef, M. M. 2012. Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review, Food Research International. 48, 410-427.
[18] Fernandes, F. A., Gallão, M. I., Rodrigues, S. 2008. Effect of osmotic dehydration and ultrasound pre-treatment on cell structure: Melon dehydration, LWT-Food Science and Technology. 41, 604-610.