مجله علوم و صنایع غذایی ایران

مجله علوم و صنایع غذایی ایران

بهینه‌یابی فرآیند خشک کردن پیاز سفید در خشک‌کن خورشیدی فتوولتائیک- حرارتی مجهز به پمپ حرارتی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2 استاد گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
3 دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تهران، تهران
4 دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائن
10.48311/fsct.2025.83899.0
چکیده
سالیانه بخش زیادی از محصول پیاز در سطح جهان به دلیل تولید زیاد و نبود امکان فراوری مناسب، به هدر می‌رود. در این میان، خشک کردن یکی از روش‌های سنتی فرآوری محصولات کشاورزی بوده که از دیرباز به منظور طولانی کردن دوره انبارمانی مواد غذایی مورد توجه بوده است. در همین راستا در این پژوهش از یک خشک‌کن خورشیدی فتوولتائیک- حرارتی برای خشک کردن پیاز سفید استفاده گردید. برای بهینه‌سازی نمونه‌های پیاز از روش سطح پاسخ به منظور بررسی تاثیر دمای هوا در سه سطح (50، 60 و 70 درجه سلسیوس) و نرخ جریان هوای خشک کردن در سه سطح (008/0، 016/0 و 024/0 کیلوگرم بر ثانیه) استفاده شد. به همین منظور، شرایط بهینه خشک کردن براساس انتخاب مقدارهای بیشینه ضریب نفوذ موثر رطوبت، بازده انرژی خشک کردن، نرخ استخراج رطوبت ویژه و ویتامین ث و انتخاب مقدارهای کمینه زمان خشک کردن و تغییرات رنگ استخراج گردید. با توجه به نتایج بدست‌آمده، شرایط بهینه خشک کردن پیاز سفید در دمای هوای 35/62 درجه سلسیوس و نرخ جریان هوای 024/0 کیلوگرم بر ثانیه بدست آمد. همچنین در نقطه بهینه با درجه مطلوبیت 59/0، مقدار متغیرهای پاسخ ضریب نفوذ موثر رطوبت، زمان خشک کردن، رنگ، ویتامین ث، نرخ استخراج رطوبت ویژه و بازده انرژی خشک کردن به ترتیب 9-10×81/3، 82/196، 20/5، 37/797، 30/0 و 98/53 بدست آمدند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Optimizing the drying process of white onion in a heat pump assisted photovoltaic-thermal solar dryer

نویسندگان English

Leyla Amirseyedi 1
Barat Ghobadian 2
Mortaza Aghbashlo 3
Hamid Mortezapour 4
1 Department of Mechanical and Biosystems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical and Biosystems Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Department of Mechanical Engineering of Agricultural Machinery, University of Tehran, Karaj, Iran
4 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Bozorgmehr University of Qaenat, Qaen, Iran
چکیده English

A significant proportion of the global onion harvest is annually lost as a consequence of excessive production and insufficient processing techniques. Concurrently, the practice of drying represents a time-honored method of processing agricultural commodities, which has been historically regarded as a means to extend the shelf life of food products. In this context, the present study employed a photovoltaic-thermal solar dryer for the drying of white onions. In order to optimization of onion specimens, the response surface methodology was employed to analyze the influence of air temperature at three levels (50, 60, and 70 degrees Celsius) alongside the drying air flow rate at three varying levels (0.008, 0.016, and 0.024 kg/s). To achieve this objective, the optimum drying conditions were determined through the identification of the maximum values of the effective moisture diffusion coefficient, drying energy efficiency, specific moisture extraction rate, and vitamin C concentration, alongside the determination of the minimum durations of drying time and alterations in color. Based on the results obtained, the optimal drying conditions for white onion slices were established at an air temperature of 62.35 ˚C and an air flow rate of 0.024 kg/s. Moreover, at the point of optimality with a desirability of 0.59, the resultant values for the response variables, namely the effective moisture diffusion coefficient, drying duration, colorimetric differences, vitamin C content, specific moisture extraction rate, and drying energy efficiency were determined to be , 196.82, 5.20, 797.37, 0.30, and 53.98, respectively.

 

کلیدواژه‌ها English

Optimization
Solar drying
White onion
Moisture effective diffusivity
Specific moisture extraction rate

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 آذر 1404