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.
صدیقه امیری؛ سلیمان عباسی؛ حمید عزت پناه
چکیده
میکروامولسیون‌ها سامانه‌هایی هموژن هستند که قطر ذرات فاز پراکنده در آن‌ها کمتر از 100 نانومتر می‌باشد. از آن‌جا که شکل‌گیری این سامانه‌ها، تحت تاثیر پارامترهای مختلفی قرار می‌گیرد، در این تحقیق تشکیل میکروامولسیون اسانس پوست پرتقال با استفاده از توئین 60 و پروپانل (با نسبت 1:1) تحت شرایط مختلف pH، قدرت یونی، غلظت شکر و دما مورد مطالعه ...
بیشتر
میکروامولسیون‌ها سامانه‌هایی هموژن هستند که قطر ذرات فاز پراکنده در آن‌ها کمتر از 100 نانومتر می‌باشد. از آن‌جا که شکل‌گیری این سامانه‌ها، تحت تاثیر پارامترهای مختلفی قرار می‌گیرد، در این تحقیق تشکیل میکروامولسیون اسانس پوست پرتقال با استفاده از توئین 60 و پروپانل (با نسبت 1:1) تحت شرایط مختلف pH، قدرت یونی، غلظت شکر و دما مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، از روش سطح پاسخ برای تعریف تعداد آزمون‌ها و ترکیب فاکتورهای مورد بررسی استفاده گردید. نتایج نشان داد که pH و قدرت یونی و تعامل آن‌ها در شکل‌گیری میکروامولسیون موثر نیستند و سطح میکروامولسیون تحت تاثیر پارامترهای مذکور قرار نمی‌گیرد. غلظت شکر به‌طور معنی‌داری بر شکل‌گیری میکروامولسیون موثر بود و با افزایش غلظت شکر از صفر به 30 درصد، منطقه میکروامولسیون از 38% به حدود 5/4% کاهش یافت. مدل کیوبیک تاثیر غلظت شکر بر سطح میکروامولسیون را به خوبی پیش‌بینی کرد. علاوه بر این، منطقه میکروامولسیون با افزایش دما در غلظت‌های پایین شکر (تا 10%) افزایش یافت اما در غلظت‌های بالاتر شکر کاهش معنی‌داری را نشان داد. همچنین پایداری حرارتی میکروامولسیون اسانس پوست پرتقال/ توئین 60: پروپانل/ آب با افزایش غلظت شکر به شدت کاهش یافت. نتایج آنالیز حسی نشان داد که استفاده از میکروامولسیون اسانس پوست پرتقال در آب گازدار در مقایسه با اسانس آزاد، انحلال و پذیرش محصول را خصوصا از نظر فاکتورهای طعم و آروما به‌طور معنی‌داری بهبود بخشید.
عاطفه پورمهدی؛ محبت محبی؛ اشرف گوهری اردبیلی؛ مهدی وریدی؛ محمد رضا صلاحی
چکیده
خشک کردن کف‌پوشی روشی است که در آن امکان خشک کردن ماده غذایی در دما و مدت زمان کمتر وجود دارد. در این پژوهش، تولید پودر پوره سیب‌زمینی با استفاده از تکنیک خشک کردن کف‌پوشی مورد مطالعه قرار گرفت. شرایط تولید کف بهینه پوره سیب‌زمینی از نظر نسبت پوره به محلول هیدروکلوئید (2:1-1:1 وزنی- وزنی)، غلظت صمغ عربی (9/0–1/0 درصد) به‌عنوان پایدارکننده ...
بیشتر
خشک کردن کف‌پوشی روشی است که در آن امکان خشک کردن ماده غذایی در دما و مدت زمان کمتر وجود دارد. در این پژوهش، تولید پودر پوره سیب‌زمینی با استفاده از تکنیک خشک کردن کف‌پوشی مورد مطالعه قرار گرفت. شرایط تولید کف بهینه پوره سیب‌زمینی از نظر نسبت پوره به محلول هیدروکلوئید (2:1-1:1 وزنی- وزنی)، غلظت صمغ عربی (9/0–1/0 درصد) به‌عنوان پایدارکننده کف و زمان همزدن (9-3 دقیقه) جهت ایجاد کف با کمترین مقدار دانسیته و بیشترین پایداری با استفاده از تکنیک سطح پاسخ تعیین شد. جهت ارزیابی رفتار خشک شدن کف بهینه شده، عمل خشک کردن در 3 دمای 45، 60 و 80 درجه سانتیگراد و در ضخامت 3 میلی‌متر انجام شد. 10 مدل برای بررسی کینتیک خشک شدن کف بهینه مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیزهای آماری نشان داد که در تمامی فرایندهای خشک کردن مدل ویبل بهترین انطباق را با داده‌های تجربی داشت. مقادیر ضریب نفوذ موثر محاسبه شده با استفاده از قانون دوم فیک در بازه دمایی مورد مطالعه در محدوده 9-10×286/3 تا 9-10 ×032/8 متر مربع بر ثانیه با میزان انرژی فعّال‌سازی 97/30 کیلوژول بر مول قرار داشت. به‌علاوه پودرها از نظر فعّالیت آبی و قابلیت جذب رطوبت مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که فعّالیت آبی پودرهای تولید شده با افزایش دما کاهش پیدا کرد. همچنین، دمای خشک کردن اثر معنی‌داری بر قابلیت جذب رطوبت پودرها نداشت.
حمید بخش ابادی؛ حبیب الله میرزایی؛ علیرضا قدس ولی؛ سید مهدی جعفری؛ امان محمد ضیایی فر
چکیده
در این تحقیق به‌منظور مدل‌سازی شبکه‌های عصبی مصنوعی فرایند استخراج روغن از دانه‌های سیاه‌دانه به کمک پیش‌تیمار مایکروویو از زمان‌های مختلف فرایند (90، 180 و 270 ثانیه) و توان‌های مختلف (180، 540 و 900 وات) استفاده گردید. بعد از اعمال این پیش‌تیمارها، روغن دانه‌ها با پرس مارپیچی و با سرعت‌های متفاوت (11، 34 و 57 دور در دقیقه) استخراج شد و میزان ...
بیشتر
در این تحقیق به‌منظور مدل‌سازی شبکه‌های عصبی مصنوعی فرایند استخراج روغن از دانه‌های سیاه‌دانه به کمک پیش‌تیمار مایکروویو از زمان‌های مختلف فرایند (90، 180 و 270 ثانیه) و توان‌های مختلف (180، 540 و 900 وات) استفاده گردید. بعد از اعمال این پیش‌تیمارها، روغن دانه‌ها با پرس مارپیچی و با سرعت‌های متفاوت (11، 34 و 57 دور در دقیقه) استخراج شد و میزان راندمان استخراج، اندیس اسیدی و اسیدیته، رنگ و پایداری اکسیداتیو نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. جهت پیش‌بینی روند تغییرات از ابزارشبکههای عصبی مصنوعی در نرمافزار Matlab R2013a استفاده شد. با بررسی توپولوژیهای مختلف شبکه عصبی، شبکه پسانتشار پیشخور با توپولوژیهای 3-10-5 با ضریب همبستگی بیشتر از 995/0 و میانگین مربعات خطای کمتر از 0005/0 و با بکارگیری تابع فعال‌سازی تانژانت سیگموئید هیپربولیکی، الگوی یادگیری لونبرگ– مارکوات و چرخه یادگیری 1000 به‌عنوان بهترین مدل عصبی مشخص گردید. نتایج حاصل از مدلهای بهینه انتخاب شده نیز ارزیابی گردید و این مدلها با ضرایب همبستگی بالا )بیش از 949/0( قادر به پیش‌بینی روند تغییرات بودند.
عنایت الله نقوی؛ صادق ریگی
چکیده
برگ به‌لیمو یک افزودنی غذایی طعم‌زا و همچنین منبع خوبی از ترکیبات با ارزش مانند روغن‌های فرّار، فلاوونوئیدها و اسیدهای فنلی است. با اینحال، همانند بسیاری از گیاهان معطر دیگر، برگ به‌لیمو به‌دلیل داشتن محتوای رطوبتی بالا فسادپذیر است. هدف از این کار پژوهشی، مطالعه اثر دمای هوا (45، 55 و 65 درجه سانتیگراد) بر روی ویژگی‌های ...
بیشتر
برگ به‌لیمو یک افزودنی غذایی طعم‌زا و همچنین منبع خوبی از ترکیبات با ارزش مانند روغن‌های فرّار، فلاوونوئیدها و اسیدهای فنلی است. با اینحال، همانند بسیاری از گیاهان معطر دیگر، برگ به‌لیمو به‌دلیل داشتن محتوای رطوبتی بالا فسادپذیر است. هدف از این کار پژوهشی، مطالعه اثر دمای هوا (45، 55 و 65 درجه سانتیگراد) بر روی ویژگی‌های کیفی برگ به‌لیمو طی خشک‌کردن هوای داغ (HAD) بود. همچنین، کینتیک خشک‌کردن مدل‌سازی شد. نتایج نشان داد که دمای خشک‌کردن بالاتر منجر به کاهش معنی‌دار (05/0>p) نسبت جذب آب مجدد به‌علت تغییر ویژگی‌های ساختاری برگ‌های خشک‌شده گردید. محتوای روغن فرار برگ‌های خشک‌شده نیز به‌دلیل از دست رفتن مقادیر بالای اجزای فرّار به‌طور معنی‌داری (05/0>p) در مقایسه با برگ‌های تازه متفاوت بود و در محدوده 42/0 تا 85/0 قرار داشت. علاوه‌براین، با خشک‌کردن نمونه‌ها در 65 درجه سانتیگراد در مقایسه با 45 درجه سانتیگراد، افزایش معنی‌دار مقدار ضریب انتشار مؤثر رطوبت (Deff) و تغییر رنگ مشاهده شد. مقدار Deff از 10-10×140/1 تا m/s 9-10×280/2 متغیر بود و مقدار انرژی فعال‌سازی kJ/mol 04/31 تعیین شد. بیشترین مقدار R2 (999/0≤) و کمترین مقدار RMSE و SSE برای مدل نقوی و همکاران (پیشنهادشده در این پژوهش) به‌دست آمد.
علیرضا یوسفی
چکیده
در این تحقیق از سیستم تلفیقی عصبی-فازی (ANFIS) و الگوریتم ژنتیک-شبکه عصبی (GA-ANN) برای مدل‌سازی سینتیک خشک شدن ورقه‌های پاپایا به‌وسیله هوای داغ استفاده گردید. ورودی‌های سیستم مدل‌سازی شامل سه ورودی زمان خشک شدن (320-0 دقیقه)، دمای خشک شدن (40، 50 و 60 درجه سانتیگراد) و ضخامت ورقه‌ها (3، 5 و 7 میلی‌متر) و خروجی سیستم شامل نسبت رطوبتی (MR) بود. در ...
بیشتر
در این تحقیق از سیستم تلفیقی عصبی-فازی (ANFIS) و الگوریتم ژنتیک-شبکه عصبی (GA-ANN) برای مدل‌سازی سینتیک خشک شدن ورقه‌های پاپایا به‌وسیله هوای داغ استفاده گردید. ورودی‌های سیستم مدل‌سازی شامل سه ورودی زمان خشک شدن (320-0 دقیقه)، دمای خشک شدن (40، 50 و 60 درجه سانتیگراد) و ضخامت ورقه‌ها (3، 5 و 7 میلی‌متر) و خروجی سیستم شامل نسبت رطوبتی (MR) بود. در طراحی سیستم مدل‌سازی ANFIS از توابع عضویت مثلثی و 27 قانون استفاده گردید. نتایج نشان داد که داده‌های پیشبینیشده توسط سیستم ANFIS دارای تطبیق بالایی با نتایج آزمایشگاهی بود (R2= 0.9967, RMSE= 0.0161). همچنین سیستم مدل‌سازی GA-ANN بهینهشده، شامل 7 نرون در لایه مخفی، با دقت بالایی میزان رطوبت را پیش‌بینی نمود (R2= 0.9936, RMSE= 0.0220). ضریب انتشار مؤثر ورقه‌های پاپایا در بازه دمایی مورد آزمایش بین 6.93 ×10-10 و 1.50 ×10-09 مترمربع بر ثانیه تعیین شد. همچنین مقدار به‌دست آمده برای انرژی فعال‌سازی (32.5 کیلوژول بر مول) بهخوبی تأثیر دمای خشک کردن بر روی ضریب انتشار را نشان داد.
فاطمه روشنی؛ سارا موحد؛ حسین احمدی چناربن
چکیده
در تحقیق حاضر تأثیر پیشتیمارهای اولتراسوند و خشک‌کردن، بر محتوای رطوبت و میزان جذب روغن قطعات سیب‌زمینی رقم ساتینا، طی فرآیند سرخ‌کردن عمیق موردبررسی قرار گرفت. پیش‌تیمار اولتراسوند در دو فرکانس 20 و 40 کیلوهرتز، به‌مدت 15 دقیقه و پیش‌تیمار خشک‌کردن در دمای 60 درجه سلسیوس و به‌مدت 15 دقیقه انجام شد. پس از آن قطعات سیب‌زمینی ...
بیشتر
در تحقیق حاضر تأثیر پیشتیمارهای اولتراسوند و خشک‌کردن، بر محتوای رطوبت و میزان جذب روغن قطعات سیب‌زمینی رقم ساتینا، طی فرآیند سرخ‌کردن عمیق موردبررسی قرار گرفت. پیش‌تیمار اولتراسوند در دو فرکانس 20 و 40 کیلوهرتز، به‌مدت 15 دقیقه و پیش‌تیمار خشک‌کردن در دمای 60 درجه سلسیوس و به‌مدت 15 دقیقه انجام شد. پس از آن قطعات سیب‌زمینی در دماهای 170 و 190 درجه سلسیوس و به‌مدت 5، 7 و 10 دقیقه سرخ شدند. با توجه به نتایج، نمونههای پیشتیمارشده با اولتراسوند، در فرکانس 40 کیلوهرتز، در دما و زمان یکسان، از محتوای رطوبتی کمتری برخوردار بودند. قابلتوجه اینکه با افزایش دمای سرخ کردن و فرکانس، ضریب انتشار مؤثر رطوبت افزایش و محدودهی آن m2/s8-10×80/8 – 8-10×95/6 محاسبه شد (99/0=2R). از سوی دیگر با افزایش فرکانس، انرژی فعال‌سازی افزایش و محدودهی آن kJ/mol 307/16-161/13 تعیین گردید (99/0=2R). همچنین در زمان‌های سرخ کردن یکسان، نمونههای پیشتیمارشده با اولتراسوند، در فرکانس 20 کیلوهرتز، از بیشترین میزان جذب روغن برخوردار بودند. براساس تجزیه و تحلیل رگرسیونی چندمتغیره، مدل نمایی بهترین برازش را به‌منظور بررسی تغییرات محتوای رطوبت و روغن نمونه‌ها نشان داد.
امیر سالاری؛ مصطفی مظاهری طهرانی؛ سید محمد علی رضوی
چکیده
در این پژوهش، مدل‌سازی ریاضی پختن و خشک کردن نان خشک به‌صورت لایه نازک موردبررسی قرار گرفت. فرآیند خشک کردن لایه نازک در سه دمای مختلف 110، 150 و 190 درجه سانتیگراد در سرعت هوای m/s 1/0 ± 5/0 رطوبت مطلق g/kg 04/0 ± 6/0 هوای خشک صورت گرفت. براساس یافته‌ها فرآیند پخت و خشک کردن در دوره نزولی اتفاق می‌افتد. انتقال رطوبت از نان خشک به‌وسیله ...
بیشتر
در این پژوهش، مدل‌سازی ریاضی پختن و خشک کردن نان خشک به‌صورت لایه نازک موردبررسی قرار گرفت. فرآیند خشک کردن لایه نازک در سه دمای مختلف 110، 150 و 190 درجه سانتیگراد در سرعت هوای m/s 1/0 ± 5/0 رطوبت مطلق g/kg 04/0 ± 6/0 هوای خشک صورت گرفت. براساس یافته‌ها فرآیند پخت و خشک کردن در دوره نزولی اتفاق می‌افتد. انتقال رطوبت از نان خشک به‌وسیله مدل نفوذ فیک توصیف شد. نفوذ مؤثر در دامنه بین 8-10× 88/2 تا m2/s7-10 × 11/1 برای نان خشک بدون سبوس و از 8-10 × 47/2 تا m2/s 8-10 × 84/8 برای نان خشک حاصل از گندم کامل می‌باشد. انرژی فعال‌سازی برای نمونهی بدونسبوس و نمونه گندم کامل به‌ترتیب 25/22 و kj/mol43/23 می‌باشد که نشاندهنده تأثیر دما بر روی ضریب نفوذ است. هشت مدل معروف از مدلهای پخت خشک کردن لایه نازک با داده‌های آزمایشگاهی و با استفاده از تکنیک آنالیز رگرسیون غیرخطی برازش شدند. براساس آنالیز آماری با استفاده از ظریب تبیین (R²) و میانگین ریشهی مربعات خطا (RMSE) بهترین مدل برای برازش داده‌های پخت و خشک کردن با هوای داغ نان خشک بدون سبوس، مدل وانگ و سینگ و لگاریتمی بود، درحالیکه نمونههای نان خشک گندم کامل با مدلهای پیج، لگاریتمی و وانگ و سینگ بهترین برازش را داشتند.
حامد دارابی؛ علی اصغر زمردیان
چکیده
لیموترش یکی از مهمترین اقلام مصرفی به صورت تر و خشک می‌باشد. خشک کردن، درجه بندی و انبارداری از مهمترین مراحل پس از برداشت است که برای انجام مراحل فوق آگاهی از خواص فیزیکی این محصول ضروری می‌باشد. در این تحقیق اثر پنج سطح رطوبتی (84%، 64%، 44%، 24% و 10% بر پایه تر) رطوبت بر روی ابعاد، کرویت، میانگین هندسی قطرها و جرم حجمی واقعی مورد بررسی قرار ...
بیشتر
لیموترش یکی از مهمترین اقلام مصرفی به صورت تر و خشک می‌باشد. خشک کردن، درجه بندی و انبارداری از مهمترین مراحل پس از برداشت است که برای انجام مراحل فوق آگاهی از خواص فیزیکی این محصول ضروری می‌باشد. در این تحقیق اثر پنج سطح رطوبتی (84%، 64%، 44%، 24% و 10% بر پایه تر) رطوبت بر روی ابعاد، کرویت، میانگین هندسی قطرها و جرم حجمی واقعی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جرم حجمی تودهای و تخلخل در سه چیدمان مختلف (B, A و تصادفی) ارزیابی شد. آزمایشات افت فشار به دو صورت انجام گرفت، آزمایش اول افت فشار در بستر لیموترش در ارتفاع 1 متر در حالت پر کردن تصادفی در 4 عمق بستر (25، 50، 75، 100) سانتیمتر، 4 دمای هوای عبوری (25، 35، 45، 50) درجه سانتیگراد و 11 سرعت عبور جریان هوا ( m3m-2s-1 ) (1/0-1/1) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش دوم به منظور ارزیابی افت فشار در حالت لایه نازک لیموترش در 5 سطح رطوبتی (84، 64، 44، 24، 10) درصد، 3 طرز قرارگیری (A، B و تصادفی) و 11 سرعت عبور جریان هوا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج خواص فیزیکی نشان داد کلیه پارامترهای ذکر شده با کاهش رطوبت، کاهش پیدا کردند. همچنین مشاهده شد با افزایش عمق بستر و سرعت جریان هوا، افت فشار افزایش می یابد. دما در این آزمایش اثر معنی داری بر روی افت فشار نداشت. در حالت لایه نازک مشاهده شد با کاهش رطوبت، افت فشار کاهش می‌یابد. همچنین مشاهده شد چیدمان B اثر افزایشی بیشتری بر روی افت فشار نسبت به دو چیدمان دیگر داشته است. برای پیش بینی افت فشار در بین مدلهای ریاضی مدل ارگان به عنوان بهترین مدل (با بیشترین و کمترینRMSE) برای تبیین رابطه سرعت جریان هوا و افت فشار در بستر لیموترش انتخاب شد.
