ارائه مدل رياضي جهت پيش بيني ضريب نفوذ حرارتي دانه و مغز دو رقم پسته

Mathematical models to predict Thermal Diffusivity of nut and kernel of two pistachio varieties

در ميان محصولات بومي كشور ايران، پسته مقام اول صادرات در بخش كشاورزي و مقام دوم صادرات غيرنفتي را به خود اختصاص داده است. با توجه به اهميت فرآوري پسته به عنوان يك محصول صادراتي، ضريب نفوذ حرارتي دانه و مغز دو رقم پسته ايراني (كله قوچي و بادامي)، در چهار سطح رطوبتي (رطوبت اوليه، 25،15 و 40 % بر پايه تر) و سه سطح دمايي (50،40 و 60C ) به روش ديكرسون اندازه گيري شد. بدين منظور دستگاه ديكرسون در كارگاه گروه مهندسي بيوسيستم دانشگاه فردوسي مشهد ساخته شده و مورد استفاده قرارگرفت. ضريب نفوذ حرارتي دانه و مغز در هر دو رقم با افزايش درصد رطوبت به صورت منحني درجه دوم در محدوده 0/0539 - 0/0217 ابتدا كاهش و سپس افزايش يافت. اين پارامتر با افزايش دما در برخي موارد روند افزايشي و در برخي موارد روند كاهشي نشان داد. در هر دو رقم مورد مطالعه اثر رطوبت و دما در سطح 1% معني دار شد؛ هرچند اثر رطوبت به مراتب بيشتر از اثر دما بود. همچنين ضريب نفوذ حرارتي دانه ها با اختلاف معني داري بيشتر از ضريب نفوذ حرارتي مغز بود ولي اختلافي بين ارقام مشاهده نشد. در نهايت نيز مدل هاي رياضي با ضريب تبيين بالا به منظور پيش بيني ضريب نفوذ حرارتي بر حسب رطوبت و دما ارائه شد. نتايج تحليل رگرسيوني نشان داد كه مدل درجه دوم، بهترين مدل براي پيش بيني ضريب نفوذ حرارتي دانه و مغز پسته مي باشد.

Among the native Iranian produce, pistachio has the first place in agricultural export and second place in non-petroleum export. Given the importance of pistachio processing as an exportable product, thermal diffusivity of nut and kernels of two varieties of Iranian pistachio (Kalle-Ghochi and Badami) was investigated in this study. This property was measured using Dickerson method at four levels of moisture content (initial moisture content, 15%, 25% and 40% w.b.) and three levels of temperature (40, 50 and 60°C). For this purpose, Dickerson set up was made in Department of Biosystems Engineering, Ferdowsi University of Mashhad. With increasing moisture content, thermal diffusivity of nut and kernels in both varieties varied nonlinearly in the range of 0.0217-0.0539 10-6m2/s. However, this parameter varied with temperature with different trends. In both varieties, the differences among the data were significant at 1% level of probability; however, the effect of moisture content was greater than that of temperature. Based on observations, in both varieties the thermal diffusivity of nuts was significantly greater than that of kernels but there was no difference between the varieties. Finally, regression models with high R2 values were developed to predict the thermal diffusivity of pistachio varieties as a function of moisture content and temperature