مدل سازی همدماهای دفع و جذب رطوبت پسته واریته اوحدی و بهینه سازی شرایط خشک کردن آن

از آنجاکه پسته به عنوان یک محصول استراتژیک جایگاه خاصی را در بین محصولات کشاورزی کشور دارا می باشد و با توجه به روند روبه رشد تولید پسته در کشور و محدودیت جذب آن در داخل کشور، هدایت بخش قابل توجهی از محصول تولیدی به سمت صادرات دارای اهمیت حیاتی می باشد. مطالعه سینتیک خشک کردن پسته و تعیین دیفوزیویته آن می تواند ما را در پیش بینی مواردی مانند زمان لازم برای خشک کردن تا سطح رطوبت مورد نظر و انتخاب دما و سرعت هوای مناسب برای تولید محصولی با کیفیت بالا کمک نماید. امروزه، مدل سازی به عنوان یک روش موثر برای شناخت و توصیف فرآیندها یا پدیده های مشاهده شده و پیش بینی آن ها تحت شرایط متفاوت فرضی به کار برده می شود. به این طریق، اثرات نامطلوب فرآیند با داشتن دانش مناسب از چگونگی کنترل سیستم می تواند بهتر مهار گردد. دقت پیش بینی مدل، رابطه مستقیمی با دقت پارامترهای مورد استفاده در مدل، همانند ایزوترم های جذب و دفع آب و ضریب اتشار موثر آب، دارد. ایزوترم های جذب و دفع آب در محاسبه سرعت انتقال جرم، پیش بینی مدت ماندگاری ماده غذایی، انتخاب شرایط نگهداری، مدل سازی فرایند خشک کردن و طراحی تجهیزات خشک کن مورد نیاز می باشند. در این مطالعه ایزوترم های جذب و دفع پسته کامل، مغز و پوسته ی پسته رقم اوحدی در چهار دمای 25، 40، 55 و 70 اندازه گیری شده و سپس مناسب ترین مدل از بین دوازده مدل تجربی بر مبنای بالاترین ضریب همبستگی و کوچکترین ریشه میانگین مربعات خطا مابین نتایج ایزوترم های جذب ودفع آب اندازه گیری شده و مقادیر پیش بینی شده با مدل های مذکور، انتخاب گردید. برای پسته کامل و مغز پسته مدل gab و برای پوسته، مدل smith یا مدل caurie به عنوان مناسب ترین مدل پیشنهاد گردید. ضریب انتشار رطوبت مغز پسته از داه های آزمایشگاهی خشک کردن پسته، در دماهای 50، 60، 70 و 80 درجه سانتی گراد به دست آمد. مقادیر ضرایب نفوذ براورد شده در محدوده 10-10×3/73 تا 10-10×1/03 مترمربع بر ثانیه برای مقادیر مختلف دمای هوا قرار دارد. ضریب انتشار رطوبت مغز پسته با افزایش دما به طور معنی داری افزایش می یابد. تغییرات ضریب انتشار موثر رطوبت به عنوان تابعی از دمای هوای خشک کن با رابطه آرنیوس توصیف شد. همبستگی مناسبی بین مقادیرضریب انتشار آزمایشگاهی و پیش بینی شده با رابطه آرنیوس به عنوان تابعی از دمای هوا به دست آمد (r>0/99). کیفیت محصولات خشک عمدتا با ظرفیت آبگیری سریع، چروکیدگی کم و رنگ مطلوب ارزیابی می شود. بررسی تغییرات درصد چروکیدگی طی خشک کردن لایه نازک پسته در دماهای مختلف هوا نشان داد که با افزایش زمان خشک کردن و کاهش رطوبت، چروکیدگی و میزان تغییرات رنگ مغز پسته نسبت به رنگ پسته خشک نشده، افزایش و جذب مجدد آب محصول کاهش می یابد. اثر دمای هوای خشک کن بر روی این فاکتورها معنی دار نبوده و آن ها فقط تابعی از میزان رطوبت محصول هستند. یک مدل مکانیسمی انتقال جرم برای توصیف انتقال رطوبت طی خشک کردن یک مغز پسته کروی شکل از مرکز به سطح و سپس از سطح پسته به هوای گرم و خشک عبوری از سطح مغز پسته، در شرایط همدما، با استفاده از حل عددی قانون دوم فیک بر مبنای روش تفاضل محدود در نرم افزار matlab توسعه داده شد. مقایسه داده های تجربی سینتیک خشک کردن مغز پسته با نتایج پیش بینی شده توسط مدل نشان داد که همبستگی خوبی (بیش از 99 درصد) بین آنها وجود دارد و مدل مکانیسمی مذکور قادر است به خوبی افت رطوبت محصول را طی خشک کردن پیش بینی نماید.