مهندسی مواد غذایی
بهداد شدیدی؛ رضا امیری چایجان
چکیده
خشک‌کردن مواد غذایی می‌تواند ماندگاری آن را افزایش داده و موجب کاهش هزینه حمل‌و‌نقل و نگهداری آن شود. قانون دوم فیک معمولاً برای ارزیابی فرآیندهای انتقال جرم در فرآیند خشک‌کردن به‌روش استاندارد مورداستفاده قرار می‌گیرد و براساس بسیاری از فرضیات است. درک معنای انتقال جرم در محصولات می‌تواند روند خشک‌شدن و کیفیت محصول را بهبود ...
بیشتر
خشک‌کردن مواد غذایی می‌تواند ماندگاری آن را افزایش داده و موجب کاهش هزینه حمل‌و‌نقل و نگهداری آن شود. قانون دوم فیک معمولاً برای ارزیابی فرآیندهای انتقال جرم در فرآیند خشک‌کردن به‌روش استاندارد مورداستفاده قرار می‌گیرد و براساس بسیاری از فرضیات است. درک معنای انتقال جرم در محصولات می‌تواند روند خشک‌شدن و کیفیت محصول را بهبود بخشد. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) با استفاده از ریاضیات قدرتمند رایانه‌ای و کاربردی به‌منظور پیش‌بینی انتقال جرم در فرآیندهای صنعتی، شرایط جریان سیال را مدل می‌کند. هدف از این تحقیق بررسی عددی رفتار خشک‌شدن مغز پسته با استفاده از روش CFD و ارزیابی نتایج عددی در شرایط بستر سیال، نیمه‌سیال و بستر ثابت و همچنین دمای هوا 45 ، 60 ، 75 و 90 درجه سانتی‌گراد بود. در حین خشک‌کردن با استفاده از دینامیک سیال محاسباتی و کد CFD Fluent، جریان‌های خارجی و زمینههای دما در اطراف جسم استوانه‌ای (10 ×5/7 میلی‌متر) در تجزیه و تحلیل عددی پیش‌بینی می‌شود. برای آزمایشات خشک‌کردن از خشک‌کن بستر سیال آزمایشگاهی استفاده شد. قسمت‌های اصلی خشک‌کن فن شعاعی جلو، محفظه خشک‌کن، بخاری برقی، اینورتر و کنترل‌کننده دما است. اتصالات خشک‌کن سنسورهای دمای ورودی و خروجی، بادسنج و کامپیوتر هستند. بخش عددی انجام و با داده‌های تجربی کنار هم قرار گرفت. نتیجه حل عددی در دمای 60 درجه سانتی‌گراد، 75 درجه سانتی‌گراد و 90 درجه سانتی‌گراد به‌جز در دمای هوا 45 درجه سانتی‌گراد، بسیار نزدیک به نتایج تجربی بود. میانگین خطای مطلق در بستر ثابت، در دمای 60، 75 و 90 درجه سانتی‌گراد به‌ترتیب 2123/0، 1257/0 و 0337/0 بود که کمتر از دمای 45 درجه سانتی‌گراد و مقادیر R2 برای این دماها به‌ترتیب 9903/0، 9705/0 و 9807/0 بود. با کاهش دما، مقادیر و χ2 در تمام شرایط بستر افزایش می‌یابد. مقادیر متوسط R2 برای تمام شرایط بستر اعمال‌شده 9850/0 محاسبه شد. این مقدار نشان داد که توافق زیاد بین نتایج تجربی و راه حل‌های عددی وجود دارد.
منوچهر رشیدی؛ رضا امیری چایجان؛ علی قاسمی
چکیده
در این پژوهش اثر متغیرهای خشک‌کردن به شیوه هوای گرم با اعمال پیش تیمار مایکروویو شامل دمای هوا، سرعت هوا و مدت زمان مایکروویو بر ویژگی‌های فیزیکی (چروکیدگی و چگالی واحد)، مکانیکی (مقاومت به نفوذ) و حرارتی (ضریب انتشار مؤثر رطوبت و انرژی مصرفی خشک‌کردن) قرص فشرده تولید شده از پودر گوجه‌فرنگی مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند خشک‌کردن ...
بیشتر
در این پژوهش اثر متغیرهای خشک‌کردن به شیوه هوای گرم با اعمال پیش تیمار مایکروویو شامل دمای هوا، سرعت هوا و مدت زمان مایکروویو بر ویژگی‌های فیزیکی (چروکیدگی و چگالی واحد)، مکانیکی (مقاومت به نفوذ) و حرارتی (ضریب انتشار مؤثر رطوبت و انرژی مصرفی خشک‌کردن) قرص فشرده تولید شده از پودر گوجه‌فرنگی مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند خشک‌کردن نمونه‌ها در پنج سطح دمایی 40، 50، 60، 70 و °C80، پنج سطح سـرعت هـوا 5/0، 1، 5/1، 2 و m/s 5/2 و پنج زمان مختلف فرآیند مایکروویو صفر (بدون اعمال مایکروویو)، 4، 8، 12 و s 16 در توان ثابت W 90 صورت گرفت. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها و بهینه‌سـازی فرآیند خشک‌کردن با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از پیشتیمار مایکروویو سبب کاهش زمان خشک‌کردن و انرژی مصرفی آن و همچنین اثر معنیداری بر بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی قرصهای فشرده تولید شده داشت. افزایش دمای هوای خشک‌کردن بر ضریب انتشار مؤثر رطوبت و چروکیدگی اثر مثبت و بر انرژی ویژه مصرفی خشک‌کردن، مقاومت به نفوذ و بر چگالی واحد اثر منفی داشت. با افزایش مدت زمان مایکروویو مقدار ضریب انتشار مؤثر رطوبت افزایش و با کاهش آن مقدار چروکیدگی محصول کاهش یافت. نقطه بهینه خشک‌کردن قرص فشرده تولید شده از پودر گوجه‌فرنگی در دمای °C50، سرعت هوا m/s 1 و مدت زمان مایکروویو s 4 به‌دست آمد. خشک‌کردن تحت شرایط کمترین دما (°C40) وکمترین زمان مایکروویو (s 4) سبب بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی قرص فشرده گردید.
محمد کاوه؛ رضا امیری چایجان؛ یوسف عباسپور گیلانده؛ ترحم مصری گندشمن
چکیده
در این پژوهش، به‌منظور برآورد خواص خشک‌کردن بادمجان در یک خشک‌کن پیوسته از روش شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN)، الگوریتم بهینه‌سازی توده ذرات (PSO) و الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) استفاده شد. فرآیند خشک‌کردن در سه سطح دمایی (45، 60 و C°75)، سه سطح سرعت هوا (1 و 5/1 و m/s2) و سه سطح سرعت خطی تسمه (5/2، 5/6 و mm/s 5/10) در یک خشک‌کن پیوسته صورت گرفت که این سه پارامتر ...
بیشتر
در این پژوهش، به‌منظور برآورد خواص خشک‌کردن بادمجان در یک خشک‌کن پیوسته از روش شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN)، الگوریتم بهینه‌سازی توده ذرات (PSO) و الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) استفاده شد. فرآیند خشک‌کردن در سه سطح دمایی (45، 60 و C°75)، سه سطح سرعت هوا (1 و 5/1 و m/s2) و سه سطح سرعت خطی تسمه (5/2، 5/6 و mm/s 5/10) در یک خشک‌کن پیوسته صورت گرفت که این سه پارامتر به‌عنوان ورودی در پیش‌بینی ضریب پخش رطوبت موثر و انرژی مصرفی ویژه، در مدل‌های ANN، PSO و GWO مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش‌ها برای خشک کردن بادمجان از رطوبت (d.b.%) 1025 تا زمانی که رطوبت نهایی به (d.b.%) 10 رسید انجام گرفت. با توجه به نتایج به‌دست آمده، بیشترین مقدار ضریب پخش رطوبت موثر (Deff) برای بادمجان (m2/s 8-10×14/1) حاصل شد. همچنین کمترین مقدار انرژی مصرفی ویژه (SEC) MJ/kg62/130 به‌دست آمد. پس از آن 27 نمونه آماده با توجه به استانداردهای مربوطه و مجموعه داده‌ها به‌دست آمد. سپس با توجه به چندین شاخص عملکرد، از جمله ضریب تعیین (R2)، میانگین مربعات خطا (MSE) و میانگین خطای مطلق (MAE)، مدل‌ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند و بهترین مدل پیش‌بینی انتخاب شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده مقدار R2 برای مدل GWO به‌ترتیب 9996/0 و 9994/0 برای ضریب پخش رطوبت موثر و انرژی مصرفی نشان‌دهنده برتر بودن مدل GWO نسبت به سایر مدل‌ها می‌باشد، در حالی که این مقادیر به‌ترتیب 9992/0 و 9991/0 برای PSO و 9990/0 و 9988/0 برای ANN به‌دست آمد. نتایج نشان داد که مدل GWO دارای ظرفیت بیشتری برای پیش‌بینی Deff و SEC در مقایسه با دیگر مدل‌ها می‌باشد.
