مدل‌سازی فرایند خشک شدن لایه نازک ژل آلوئه‌ورا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی انگلیسی

نویسندگان

مهدی مرادی ¹

مهرداد نیاکوثری ²

ارمغان اعتمادی

¹ دانشگاه شیراز

² شیراز

https://doi.org/10.22067/ifstrj.v12i3.55168

چکیده

در تحقیق حاضر مدل‌سازی فرایند خشک شدن قطعات ژل آلوئه‌ورا با ابعاد 1/0±5/0×4×7 سانتی‌متر ارائه می‌شود. قطعات پوست‌گیری‌شده ژل آلوئه‌ورا با محتوای رطوبت اولیه %5750 (برمبنای خشک) به‌مدت 5 ساعت در معرض محلول آب‌نمک %10 تحت دمای ثابت °c40 و با نسبت وزنی ثابت محلول به ژل 1:5 قرار داده شدند. نمونه‌های اسمزی و غیراسمزی آلوئه‌ورا با هوای خشک‌کننده تحت دمای 55، 70 و 85 درجه سلسیوس و دبی 015/0، 036/0 و 054/0 مترمکعب بر ثانیه به‌مدت 13200 ثانیه خشک شدند. محتوای رطوبت آلوئه‌ورا در زمان‌های مختلف طی فرایند خشک‌شدن (13200، 9600، 6000، 2400، 1200 ثانیه) اندازه‌گیری شد. نتایج آزمایشگاهی جهت به‌دست آوردن دو مدل بی‌بعد براساس تئوری باکینگهام برای دو روش مختلف خشک‌شدن مورداستفاده قرار گرفت. به‌این‌منظور سه گروه بی‌بعد مستقل شناسایی و سپس رابطه گروه بی‌بعد وابسته با هر کدام از گروه‌های مستقل به‌دست آورده شد. سرانجام دو مدل بی‌بعد برای دو روش مختلف خشک شدن با مشارکت اثر همه‌ی گروه‌های بی‌بعد مستقل بر گروه بی‌بعد وابسته ایجاد و ارزیابی شدند. میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تعیین (R²)، انحراف نسبی میانگین (MRD) و میانگین خطای انحراف (MBE) برای دو حالت خشک شدن اسمزی همرفتی و همرفتی به‌ترتیب عبارتند از: 0185/0، 99/0، 05/0، 034/0 و 027/0، 98/0، 061/0، 051/0. بنابراین مدل‌های بی‌بعد به‌دست آمده می‌توانند با دقت نسبتاً خوبی محتوای رطوبت ژل آلوئه‌ورا را حین خشک‌شدن پیش‌بینی کنند.

کلیدواژه‌ها

آلوئه‌ورا

خشک شدن اسمزی-همرفتی

مدل بی‌بعد

---

عنوان مقاله English

Dimensionless modeling of thin layer drying process of Aloe vera gel

نویسندگان English

Mahdi Moradi ¹

Mehrdad Niakosari ²

Armaghan Etemadi

¹ Shiraz University

چکیده English

This research, presents mathematical modeling of drying process of Aloe vera slices with dimensions of 7×4×0.5±0.1 cm. Peeled Aloe vera slices with the initial moisture content of 5750% (d.b) were osmosed for 5 hours in NACL solution of 10% and temperature of 40 °C at a constant solution to fruit ratio of 5:1. Osmosed and unosmosed Aloe vera samples were hot air dried at 55, 70 and 85°C with different air flow rates of 0.015, 0.036 and 0.054 m3/s for 13200s. The moisture content of Aloe vera samples were measured over different intervals of drying time (1200, 2400, 6000, 9600, 13200s) for each experiment. The experimental results were used to obtain two different dimensionless models based on Buckingham’s pi-theorem for both drying methods. To this end, three independent π terms were identified and then the relation between dependent π term and each independent π term was sought. Finally, the dimensionless models incorporating the effect of all the independent π terms on the dependent one derived and evaluated. The RMSE, (R2), MRD and MBE for the modeling of osmotic-convective drying method were calculated as 0.0185, 0.99, 0.05 and 0.034, respectively. Also these statistical parameters for the convective drying method were as: 0.027, 0.98, 0.061 and 0.051, respectively. Therefore the dimensionless models could predict the moisture content of Aloe vera samples during drying, properly.

کلیدواژه‌ها English

Aloe vera

Osmotic-air drying

dimensionless model