مدل سازي خشك شدن لايه نازك خمير خرماي مضافتي

Modeling theThin Layer Drying of Mozafati Date paste

سابقه و هدف: بر طبق آمار فائو، ايران در سال هاي 2011 و 2012 ايران با توليد حدود 1023130 ميليون تن خرما در سال 2010، سومين توليدكننده جهان بعد از مصر و عربستان صعودي بوده است. با اين حال حدود 30 درصد خرماي توليدي از بين مي رود. خمير خرما يكي از محصولات فرعي است كه ميتواند به كاهش ضايعات كمك كند. كاهش رطوبت و ميزان فعاليت آبي خرما و خمير آن مي تواند به افزايش بازده توليد كمك كند. اين مطالعه به بررسي تجربي ويژگي هاي خشك شدن لايه نازك خمير خرما در شرايط متفاوت خشك شدن و تعيين تاثير دو شاخص دما و ضخامت روي زمان و سرعت خشك شدن خمير خرما و يافتن بهترين مدل تجربي مي پردازد. مواد و روش ها: خرماي رقم مضافتي پوست گيري، هسته گيري و خمير شد. سپس در دماي 18 درجه سانتيگراد نگهداري شد و قبل از هر آزمايش با دماي هواي متعادل سازي شد. خصوصيات خشك شدن لايه نازك خمير خرماي مضافتي به صورت تجربي در خشك كن هواي داغ بررسي شد. دماي هوا با سنسورهاي دماي متصل به ترموكوپل كنترل شد. تغييرات وزن از طريق لودسل با دقت 1/0± گرم و در فاصله زماني ده ثانيه در رايانه ثبت شد. خمير خرما در قالب طرح آزمايشي فاكتوريل در سه سطح دمايي (70، 80 و 90 درجه سانتي گراد) و دو سطح ضخامت (3 و 5 ميلي متر) با سرعت ثابت جريان هواي داغ (5/1 متر بر ثانيه) و در سه تكرار خشك شد. هشت مدل رياضي (لوئيس، هندرسون و پابيس، پيج، پيج اصلاح شده، ميديلي، مدل خزايي، نفوذ و نمايي) براي توصيف رفتار خشك شدن خمير خرما در خشك كن هواي داغ بررسي شد. يافته ها: نتايج آزمون هاي انجام شده با خشك كن هواي داغ بيان مي كند كه دماي هواي خشك كن عامل اصلي و تعيين كننده بر سرعت خشك شدن است. افزايش دماي خشك شدن در هر دو ضخامت، به سرعت نسبت رطوبت (MR) را كاهش مي دهد، در نتيجه سرعت خشك شدن افزايش و زمان خشك شدن كاهش مييابد. دو مدل پيج و خزايي مناسبترين مدل ها جهت توصيف رفتار خشك شدن خمير خرما بودند. دماي هواي خشك كردن بيشترين و ضخامت خميرخرما كمترين تاثير را روي كينتيك خشك شدن خميرخرما داشت. نفوذ موثر آب در محدوده مورد مطالعه 9-10×5517/1 تا 10-10×1806/2 مترمربع بر ثانيه تغيير نمود. انرژي فعالسازي 13/166 كيلوژول بر مول محاسبه گرديد. وابستگي دمايي ضريب نفوذ به ميزان رضايت بخشي توسط معادله ساده شبه آرنيوسي توصيف شد. نتيجه گيري: دماي خشك شدن و ضخامت دو عامل مهم در خشك شدن خمير خرما هستند. تاثير دما نسبت به ضخامت بسيار معني دارتر ميباشد. افزايش دماي خشك كن، به ميزان معني داري روي رطوبت تعادلي و زمان خشك شدن تاثير داشت. خشك شدن خمير خرما در تمام دماهاي آزمايشي در محدوده سرعت نزولي رخ داد.

Background and objectives: According to FAO statistics، Iran with production about 1023130 million tons date in 2010، is the third largest producer of date fruits in the world after Egypt and Saudi Arabia. However، 30 percent of date product is discarded. Date paste is a by-product that can reduce waste. Moisture and water activity (aw) reduction of date and its paste can increase production efficiency. This research was made experimentally to determine thin layer drying of date paste in different drying conditions and effect of temperature and thickness on time and rate of drying in date paste and finding the best experimental model. Materials and methods: Date of Mozafati variety، first peeled، destoned and then converted to paste. The prepared date paste was kept in freezer -18 OC and before each test equilibrated with its environment. Thin layer drying characteristics of date paste were determined in hot air dryer. Air temperature was controlled with sensors connected into thermocouple. Weight changes with ±0.1 accuracy recorded with 10 seconds intervals. Date pasts were dried in factorial design experiments using three air temperature levels (70، 80 and 90 oC) and two levels of thickness (3 and 5 mm) with constant hot air velocity (1.5 m / s) in three replications. Eight mathematical models (Lewis، Henderson and Pabis، Page، Modified Page، midilli، Khazaei، Diffusion and Exponential) for describing the hot air drying behavior of date paste were investigated. Results: temperature of dryer environment is the main and determining factor for drying rate according the findings. By increasing temperature in each thickness، moisture ratio (MR) decrease instantly، so the drying rate increases and drying time decreases. Page and Khazaei models were found to be the most suitable models for describing the drying behavior of the date paste. The drying air temperature had the greatest effect and thickness had the smallest effect on the drying kinetics of date paste. Effective diffusivity of water varied from 1.5517 × 10 -9 to 2.1806 × 10 -10 m2 / s. The activation energy during the studied temperature range calculated 13.166 KJ / mol. The temperature dependence of the diffusivity coefficients was described satisfactorily by a simple Arrhenius-type relationship. Conclusion: Temperature and thickness are two important factors in date paste drying. The effect of temperature is more significant than thickness. Drying temperature increment had highly impact on the equilibrium moisture content (Me) and drying time in the range of our test.