• Title of article

    Modelling Mass Transfer during Hot Air Drying of Banana Using Cellular Automaton

  • Author/Authors

    Farhaninejad, Z Departments of Food Science and Technology - College of Agriculture - Isfahan University of Technology, Isfahan, Islamic Republic of Iran , Fathi, M Departments of Food Science and Technology - College of Agriculture - Isfahan University of Technology, Isfahan, Islamic Republic of Iran , Shahedi, M Departments of Food Science and Technology - College of Agriculture - Isfahan University of Technology, Isfahan, Islamic Republic of Iran

  • Pages
    12
  • From page
    89
  • To page
    100
  • Abstract
    Cellular Automaton (CA) was applied, for the first time, to model mass transfer during the drying process. CA is a discrete model with powerful potential application for simulating complex systems. In this paper, a two-Dimensional (2D) model was applied to simulate drying process of banana slices. The system was designed for a grid with size of 30×90 square cells, four possible states, and von Neumann neighborhoods. The logical trends of the model results were examined by running program for different process conditions such as various temperatures, air relative humidity values, air flow velocities, and sample thicknesses. Validation of the model was performed by comparing estimated and experimental data of banana drying for three temperatures (60, 70, and 80°C). The model showed high accuracy for predicting moisture content (R2 values higher than 0.99). Notable accuracy based on simple rules to pattern the complexity of the system and flexibility indicated the superior application of cellular automaton for modeling food processes.
  • Farsi abstract
    براي اولين بار از اتوماتاي سلولي جهت مدلسازي انتقال جرم طي فرآيند خشك كردن استفاده شد. اتوماتاي سلولي يك روش مدلسازي گسسته با پتانسيل كاربردي قوي در شبيه سازي سيستم هاي پيچيده است. در اين پژوهش از يك اتوماتاي سلولي دو بعدي به منظور مدل سازي فرآيند خشك كردن برش هاي موز استفاده شد. سيستم در قالب يك شبكه با اندازه 90×30 سلول هاي مربعي شكل، با چهار حالت ممكن براي هر سلول و آرايش همسايگي ون نيومن طراحي شد. پيش روي منطقي مدل در شرايط مختلف فرآيند با تغيير عوامل مؤثر نظير دماي خشك كن، رطوبت نسبي هواي خشك كن، سرعت جريان هوا و ضخامت هاي مختلف نمونه آزمايش شد. اعتبارسنجي مدل با مقايسه داده هاي تخمين زده شده توسط مدل و داده هاي تجربي بدست آمده از خشك كردن نمونه در دماهاي متفاوت (60، 70 و 80 درجه سانتي گراد) بررسي شد. دقت قابل توجهي كه از اين مدلسازي بدست آمد نتيجه پياده سازي قوانين ساده اي بود كه توانست پيچيدگي كند و اين پيامد نشان دهنده برتري كاربرد اتوماتاي سلولي در يك فرآيند را به طور انعطاف پذير شبيه سازي مدل سازي فرآيند هاي غذايي است.
  • Keywords
    Modeling food processes , Drying process , Discrete model
  • Serial Year
    2019
  • Record number

    2494911