بهینه سازی خشک کردن فندق در بستر سیال مادون قرمز با استفاده از روش سطح پاسخ

برداشت اغلب محصولات کشاورزی در رطوبتی صورت می گیرد که مناسب انبارداری نمی باشد. بنابراین به منظور جلوگیری از فاسد شدن محصولات، عملیات خشک کردن بر روی آن ها صورت می گیرد. در این پژوهش، از خشک کن بستر سیال مادون قرمز و خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو برای خشک کردن مغز فندق استفاده شد. خواص کیفی و حرارتی دانه های فندق از قبیل ضریب نفوذ موثر رطوبت، انرژی فعال سازی، انرژی مصرفی، چروکیدگی و رنگ مورد ارزیابی قرار گرفت. از قانون دوم فیک برای محاسبه ضریب نفوذ موثر رطوبت استفاده شد. برای تعیین شرایط بهینه نمونه های فندق از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی تأثیر دمای هوا در سه سطح (45، 65 و 85 درجه سلسیوس)، سرعت هوا در سه سطح (1/30، 3/09 و 4/87 متر بر ثانیه) و توان مادون قرمز در سه سطح (500، 1000 و 1500 وات) در خشک کن بستر سیال مادون قرمز (متغیرهای مستقل) و همچنین تأثیر دمای هوا در سه سطح (45، 65 و 85 درجه سلسیوس)، توان میکروویو در سه سطح (270، 450 و 630 وات) و توان مادون قرمز در سه سطح (500، 1000 و 1500 وات) در خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو (متغیرهای مستقل) برای خشک کردن مغز فندق استفاده شد. تجزیه و تحلیل واریانس (عامل عدم برازش و مقدار r2) برای تعیین مطلوبیت مدل استفاده شد. از سطوح پاسخ و منحنی های تراز برای نشان دادن اثر متقابل متغیرهای مستقل با متغیرهای پاسخ (ضریب نفوذ موثر رطوبت، انرژی مصرفی، چروکیدگی و شاخص های رنگ l*، a* و b*) استفاده شد. بر اساس آزمایش های انجام شده شرایط بهینه جهت انتخاب مقادیر بیشینه ضریب نفوذ موثر رطوبت و l* (شاخص رنگ) و انتخاب مقادیر کمینه انرژی مصرفی، چروکیدگی و شاخص های رنگ (a* و b*) اعمال شد. بیشترین و کمترین مقدار ضریب نفوذ موثر رطوبت به ترتیب در خشک کن بستر سیال مادون قرمز در محدوه ی 10-10×1/80 تا 9-10×1/87 مترمربع بر ثانیه و در خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو در محدوه ی 10-10 × 7/81 تا 9-10 × 8/22 مترمربع بر ثانیه به دست آمد. نتایج نشان داد که ضریب نفوذ موثر رطوبت با افزایش دمای هوا، توان میکرویو و توان مادون قرمز افزایش یافت. انرژی فعال سازی به ترتیب در خشک کن بستر سیال مادون قرمز در محدوده ی 33/02 تا 50/22 کیلوژول بر مول و در خشک کن ماون قرمز با پیش تیمار میکرویو در محدوه ی 20/81 تا 41/33 کیلوژول بر مول بدست آمد. مقدار انرژی مصرفی به ترتیب در خشک کن بستر سیال مادون قرمز در محدوده ی 80/5 تا 60/44 کیلووات ساعت و در خشک کن ماون قرمز با پیش تیمار میکرویو در محدوه ی 26/1 تا 72/8 کیلووات ساعت بدست آمد. مقدار چروکیدگی به ترتیب در خشک کن بستر سیال مادون قرمز در محدوده ی 10/11 تا 24/23 درصد و در خشک کن ماون قرمز با پیش تیمار میکرویو در محدوه ی 10/89 تا 24/52 درصد بدست آمد. با توجه به نتایج، به ترتیب در خشک کن بستر سیال مادون قرمز شرایط بهینه در دمای هوا 45 درجه سلسیوس، سرعت هوای 1/31 متر بر ثانیه و توان مادون قرمز 500 وات و در خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 471/10 وات و توان مادون قرمز 1317/47 وات تعیین گردید. در این نقاط بهینه مقادیر متغیرهای پاسخ ضریب نفوذ موثر رطوبت، انرژی مصرفی، چروکیدگی، l*، a* و b* در خشک کن بستر سیال مادون قرمز به ترتیب10-10×2/75 مترمربع بر ثانیه، 18/87 کیلووات ساعت، 10/46 درصد، 56/29، 16/36 و 14/19 و در خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکرویو به ترتیب 9-10×2/36 مترمربع بر ثانیه، 2/65 کیلووات ساعت، 12/94 درصد، 54/10، 14/97 و 16/70 به دست آمدند.