Baking-drying kinetics of crisp bread: The influence of bran content and baking temperature

سنتيك پخت و خشك كردن نان خشك: تاثير سبوس و دما

در اين پژوهش، مدل سازي رياضي پختن و خشك كردن نان خشك به صورت لايه نازك مورد بررسي قرار گرفت. فرآيند خشك كردن لايه نازك در سه دماي مختلف 110، 150 و 190 درجه سانتي گراد در سرعت هواي m/s 1/0 ± 5/0رطوبت مطلق g/kg 04/0 ± 6/0 هواي خشك صورت گرفت. بر اساس يافته ها فرآيند پخت و خشك كردن در دوره نزولي اتفاق مي افتد. انتقال رطوبت از نان خشك به وسيله مدل نفوذ فيك توصيف شد. نفوذ موثر در دامنه بين8-10× 88/2 تا m2/s7-10 × 11/1 براي نان خشك بدون سبوس و از 8-10 × 47/2 تاm2/s 8-10× 84/8 براي نان خشك حاصل از گندم كامل مي باشد. انرژي فعال سازي براي نمونه ي بدون سبوس و نمونه گندم كامل به ترتيب 25/22 و kj/mol43/23 مي‌باشد كه نشان دهنده تاثير دما بر روي ضريب نفوذ است. هشت مدل معروف از مدل هاي پخت خشك كردن لايه نازك با داده هاي آزمايشگاهي و با استفاده از تكنيك آناليز رگرسيون غير خطي برازش شدند. براساس آناليز آماري با استفاده از ظريب تبيين (R²) و ميانگين ريشه ي مربعات خطا (RMSE) بهترين مدل براي برازش داده هاي پخت و خشك كردن با هواي داغ نان خشك بدون سبوس، مدل وانگ و سينگ و لگاريتمي بود، در حالي كه نمونه هاي نان خشك گندم كامل با مدل هاي پيج، لگاريتمي و وانگ و سينگ بهترين برازش را داشتند.

In this study, mathematical modeling of hot air baking-drying of thin-layer crisp bread was investigated. Thin-layer drying process were conducted under three different temperatures of 110, 150 and 190 °C at a constant air velocity of 0.5±0.1 m/s and absolute humidity of 0.6 ± 0.04g water/kg dry air. It was found that the baking-drying process occurred in falling rate period over the baking-drying times. Eight well-known thin-layer baking-drying models were fitted to the baking-drying experimental data of crisp bread, implementing non-linear regression analysis techniques. Based on the coefficient of determination (R²) and root mean square error (RMSE) values, it was concluded that the best models in terms of fitting performance for hot air baking-drying of bran free crisp bread were Wang & Singh and Logarithmic while for whole-wheat crisp bread were Page, Logarithmic and Wang & Singh. The moisture transfer from crisp bread was described using the Fick’s diffusion model. The effective diffusivity was within the range of 2.88×10-8 to 1.11×10-7 m2/s for bran free crisp bread and from 2.47×10-8 to 8.84×10-8 m2/s for whole-wheat crisp bread over the temperature range. The activation energy for bran free and whole-wheat crisp bread was found to be 25.22 and 23.43 kJ/mol, respectively..