بررسی سرعت انتشار رطوبت و سینتیک خشک شدن جوانه‌های کینوا در یک خشک‌کن فروسرخ

نویسندگان
سپیده وجدانی وحید 1
فخرالدین صالحی 2
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
10.22034/FSCT.22.165.289
چکیده
با به‌کارگیری فناوری‌های نوین خشک‌کردن مانند فروسرخ و انتخاب شرایط مناسب این فناوری، می‌توان جوانه کینوا خشک‌شده با کیفیت مطلوب و ارزش غذایی بالایی تولید کرد که امکان استفاده از این محصول خشک و پودر آن برای غنی‌سازی مواد غذایی مختلف مانند انواع نان، شیرینی، پروتئین بار، کیک، پنکیک و غیره وجود دارد. در این پژوهش اثر توان پرتودهی لامپ فروسرخ و فاصله نمونه از منبع حرارتی بر سینتیک خشک شدن جوانه‌های کینوا بررسی و مدل‌سازی شد. با افزایش توان لامپ فروسرخ از 250 وات به 375 وات، رطوبت با سرعت بیشتری از جوانه‌های کینوا خارج و محصول در زمان کوتاه‌تری خشک شد. البته هنگام استفاده از توان 375، جوانه‌ها قبل از خشک شدن کامل، سریع می‌سوختند. با کاهش فاصله لامپ فروسرخ از 10 سانتی‌متر به 5 سانتی‌متر، رطوبت با سرعت بیشتری از جوانه‌های کینوا خارج و محصول در زمان کوتاه‌تری خشک شد. متوسط زمان خشک‌کردن جوانه‌های کینوا هنگام خشک شدن با لامپ فروسرخ با توان 250 وات در فواصل 5، 5/7 و 10 سانتی‌متر به ترتیب برابر 7/10، 3/17 و 0/18 دقیقه بود. ضریب نفوذ مؤثر رطوبت محاسبه‌شده برای جوانه‌های کینوا هنگام خشک شدن با لامپ فروسرخ با توان 250 وات در فواصل 5، 5/7 و 10 سانتی‌متر به ترتیب برابر m2s-1 10-10×60/6، m2s-1 10-10×55/2 و m2s-1 10-10×83/0 بود. جهت بررسی سینتیک خشک شدن جوانه‌های کینوا، مدل‎های ریاضی مختلفی بر داده‎های آزمایشگاهی برازش و مدل پیج بر اساس بالاترین برازش و کمترین خطا به‌عنوان بهترین مدل انتخاب شد. در مجموع، استفاده از منبع حرارتی فروسرخ با توان 250 وات در فاصله 5 سانتی‌متری از سطح جوانه‌های کینوا، برای خشک‌کردن این محصول به دلیل زمان کوتاه خشک شدن و عدم سوختگی، توصیه می‌شود.
کلیدواژه‌ها
توان پرتودهی
زمان خشک‌کردن
ضریب نفوذ مؤثر رطوبت
مدل پیج

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of moisture diffusivity rate and drying kinetics of quinoa sprouts in an infrared dryer

نویسندگان English

Sepideh Vejdanivahid 1
Fakhreddin Salehi 2
1 MSc Student, Department of Food Science and Technology, Faculty of Food Industry, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Faculty of Food Industry, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده English

By using modern drying technologies such as infrared and selecting the right conditions for this technology, dried quinoa sprouts can be produced with desirable quality and high nutritional value, and it is possible to use this dried product and its powder to fortify various food products such as breads, pastries, protein bars, cakes, pancakes, etc. In this study, the effect of infrared lamp irradiation power and sample distance from the heat source on the drying kinetics of quinoa sprouts was investigated and modeled. By increasing the infrared lamp power from 250 W to 375 W, moisture was removed from the quinoa sprouts faster and the product dried in a shorter time. However, when using 375 W, the sprouts quickly burned before completely drying. By reducing the infrared lamp distance from 10 cm to 5 cm, moisture was removed from the quinoa sprouts more quickly and the product dried in shorter time. The average drying times of quinoa sprouts when dried with the infrared lamp with power of 250 W at distances of 5, 7.5 and 10 cm were 10.7, 17.3 and 18.0 min, respectively. The calculated effective moisture diffusivity coefficient for quinoa sprouts dried under a 250 W infrared lamp at distances of 5, 7.5, and 10 cm were 6.60×10-10 m2s-1, 2.55×10-10 m2s-1, and 0.83×10-10 m2s-1, respectively. To investigate the drying kinetics of quinoa sprouts, various mathematical models were fitted to the experimental data, and the Page model, which had the best fit and the least error, was selected as the best model. In general, using the infrared heat source with a power of 250 W at a distance of 5 cm from surface of the quinoa sprouts is recommended for drying this product, as it has a short drying time and does not burn.

کلیدواژه‌ها English

Drying time
Effective moisture diffusivity coefficient
Page model
Radiation power
[1] Arguello-Hernández, P., Samaniego, I., Leguizamo, A., Bernalte-García, M. J., Ayuso-Yuste, M. C. 2024. Nutritional and functional properties of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) chimborazo ecotype: insights into chemical composition, Agriculture. 14, 396.
[2] Casalvara, R. F. A., Ferreira, B. M. R., Gonçalves, J. E., Yamaguchi, N. U., Bracht, A., Bracht, L., Comar, J. F., de Sá-Nakanishi, A. B., de Souza, C. G. M., Castoldi, R., Corrêa, R. C. G., Peralta, R. M. 2024. Biotechnological, nutritional, and therapeutic applications of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) and its by-products: a review of the past five-year findings, Nutrients. 16, 840.
[3] Lan, Y., Wang, X., Wang, L., Zhang, W., Song, Y., Zhao, S., Yang, X., Liu, X. 2024. Change of physiochemical characteristics, nutritional quality, and volatile compounds of Chenopodium quinoa Willd. during germination, Food Chemistry. 445, 138693.
[4] Kaur, S., Kaur, N. 2017. Development and sensory evaluation of gluten free bakery products using quinoa (Chenopodium Quinoa) flour, Journal of Applied and Natural Science. 9, 2449-2455.
[5] Chavan, S. M., Khadatkar, A., Hasan, M., Ahmad, D., Kumar, V., Jain, N. K. 2025. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): Paving the way towards nutraceuticals and value-added products for sustainable development and nutritional security, Applied Food Research. 5, 100673.
[6] Donkor, O. N., Stojanovska, L., Ginn, P., Ashton, J., Vasiljevic, T. 2012. Germinated grains – Sources of bioactive compounds, Food Chemistry. 135, 950-959.
[7] Ti, H., Zhang, R., Zhang, M., Li, Q., Wei, Z., Zhang, Y., Tang, X., Deng, Y., Liu, L., Ma, Y. 2014. Dynamic changes in the free and bound phenolic compounds and antioxidant activity of brown rice at different germination stages, Food Chemistry. 161, 337-344.
[8] Karimi, A. S., Saremnezhad, S. 2020. The effect of germination process on some functional properties of Iranian lentil cultivars, Journal of Food Science and Technology (Iran). 17, 167-176.
[9] Khodadadi, M., Masoumi, A. 2025. Recent drying technologies used for drying poultry litter (principles, advantages and disadvantages): A comprehensive review, Poultry Science. 104, 104677.
[10] Khodadadi, M., Masoumi, A., Sadeghi, M. 2024. Drying, a practical technology for reduction of poultry litter (environmental) pollution: methods and their effects on important parameters, Poultry Science. 103, 104277.
[11] Semwal, J., Meera, M. 2021. Infrared radiation: impact on physicochemical and functional characteristics of grain starch, Starch - Stärke. 73, 2000112.
[12] Jibril, A. N., Zuo, Y., Wang, S., Kibiya, A. Y., Attanda, M. L., Henry, I. I., Huang, J., Chen, K. 2024. Influence of drying chamber, energy consumption, and quality characterization of corn with graphene far infrared dryer, Drying Technology. 42, 1875-1890.
[13] Salehi, F., Goharpour, K., Razavi Kamran, H. 2023. Effects of ultrasound and microwave pretreatments of carrot slices before drying on the color indexes and drying rate, Ultrasonics Sonochemistry. 101, 106671.
[14] Amin Ekhlas, S., Pajohi-Alamoti, M. R., Salehi, F. 2023. Effect of ultrasonic waves and drying method on the moisture loss kinetics and rehydration of sprouted wheat, Journal of Food Science and Technology (Iran). 20, 159-168.
[15] 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.
[16] 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.
[17] Amini, G., Salehi, F., Rasouli, M. 2020. Drying process modeling of basil seed mucilage by infrared dryer using artificial neural network, Journal of Food Science and Technology (Iran). 17, 23-31.
[18] Salehi, F., Razavi Kamran, H., Goharpour, K. 2024. Influence of ultrasonic pretreatment on the drying rate of lentil sprouts in hot-air and infrared dryers, Food Research Journal. 34, 31-43.
[19] Amini, G., Salehi, F., Rasouli, M. 2022. Color changes and drying kinetics modeling of basil seed mucilage during infrared drying process, Information Processing in Agriculture. 9, 397-405.
[20] Nosrati, M., Zare, D., Nasiri, M., Jafari, A., Eghtesad, M. 2018. Modeling and optimization of rough rice drying under hot air-infrared radiation in a laboratory scale vibratory bed dryer, Iranian Journal of Biosystems Engineering. 49, 423-435.