تاثير ويژگي هاي نمونه و توان لامپ مادون قرمز بر عمق نفوذ تابش مادون قرمز درون زيره سياه

Effect of sample properties and infrared power on the penetration depth of infrared radiation into Carum carvi L.

در سال هاي اخير تابش مادون قرمز به عنوان يكي از روش هاي مناسب جهت خشك كردن و آلودگي زدايي ادويه جات مورد توجه قرار گرفته است. اما عمق نفوذ پايين مادون قرمز استفاده از آن را جهت فرآوري مواد غذايي در صنعت محدود كرده است. به علت اهميت زيره سياه به عنوان ادويه اي با ويژگي هاي دارويي، اين تحقيق با هدف تعيين اثر ويژگي هاي ساختاري (پودر و دانه)، فعاليت آبي نمونه (24/0، 56/0 و 89/0) و توان منبع پرتودهي (222 تا 960 وات) بر عمق نفوذ مادون قرمز درون زيره سياه انجام گرفت. به اين منظور شار حرارتي دريافتي توسط صفحه سياه مسي كه در زير نمونه هاي زيره با ضخامت هاي مختلف قرار داشت، اندازه گيري شد. سپس عمق نفوذ مادون قرمز با استفاده از مدل رياضي محاسبه گرديد. نتايج نشان داد فعاليت آبي، توان مادون قرمز و برهمكنش آنها اثر معني داري بر عمق نفوذ مادون قرمز درون زيره سياه دارند اما اثر ساختار نمونه بر عمق نفوذ مادون قرمز بي معني بود. در همه نمونه ها، افزايش توان مادون قرمز تا سطح 601 وات باعث افزايش عمق نفوذ گرديد. بيشترين عمق نفوذ مادون قرمز براي پودر و دانه هاي زيره سياه با فعاليت آبي 24/0 به ترتيب 27/0±07/4 و 23/0±85/3 ميلي متر در پرتودهي با توان 601 وات بدست آمد در حاليكه بيشترين عمق نفوذ مادون قرمز در نمونه ها با فعاليت آبي 89/0 زماني مشاهده شد كه آنها با توان 845 وات مادون قرمز پرتودهي شدند (18/0±12/4 و 13/0±09/4 ميلي متر، به ترتيب). با توجه به نتايج بدست آمده تعيين عمق نفوذ پرتو مادون قرمز درون ادويه ها مي تواند جهت تعيين ضخامت بهينه آنها طي فرآيند با مادون قرمز مورد استفاده قرار گيرد.

In recent years, infrared radiation (IR) has been considered as one of the suitable methods for drying and decontamination of different spices. However, the low penetration depth of the IR limits its use for food processing in the industry. Due to the importance of Carum carvi as a spice with medical properties, this research aimed to determine the effect of the sample’s structure (powder and seeds), water activity (0.24, 0.56 and 0.89) and the power of IR emitter (222 to 960W) on the penetration depth of the IR into Carum carvi For this propose, the heat fluxes received by copper black body that placed under samples with different thickness was measured. Afterward, the penetration depth was calculated through a mathematical model. The results indicated while aw of the sample, the IR power, and their interaction had a significant effect on the penetration depth of the IR, the structural properties of the sample had no significant effect on it. Increasing the infrared power to 601W enhanced the penetration depth in all of the samples. The highest penetration depth into the powder and the seeds of Carum carvi with aw 0.24 was achieved at the IR power of 601W, and was recorded 4.07±0.27 and 3.85±0.23mm while the samples with aw 0.89 were shown the highest penetration depth when they were irradiated by IR power of 845W) 4.12±0.18 and 4.09±0.13mm). According to the results, determining of IR penetration depth in the spice can be used to determine of their optimal thickness during the infrared food process.