بهینه سازی فرآیند خشک کردن چند مرحله ای بادام در خشک کن های میکروویو، پیوسته نیمه صنعتی و خلائی به کمک روش سطح پاسخ و الگوریتم ژنتیک

هدف از انجام این پژوهش بهینه سازی فرآیند خشک کردن مغز بادام در خشک کن های پیوسته نیمه صنعتی باپیش تیمار میکروویو، خلاء-مادون قرمز باپیش تیمار میکروویو و مادون قرمز باپیش تیمار میکروویو بود. آزمایش ها در خشک کن پیوسته نیمه صنعتی باپیش تیمار میکروویو در سه سطح دمای هوای 45، 60 و 75 درجه سلسیوس، سه سطح سرعت خطی تسمه نقاله 2/5، 6/5 و 10/5 میلی متر بر ثانیه و سه سطح توان میکروویو 270، 450 و 630 وات، در خشک کن خلاء-مادون قرمز باپیش تیمار میکروویو در سه سطح دمای هوای 45، 60 و 75 درجه سلسیوس، سه سطح فشار خلاء 20، 40 و 60 کیلوپاسکال و سه سطح توان میکروویو 270، 450 و 630 وات و در خشک کن مادون قرمز باپیش تیمار میکروویو در سه سطح دمای هوای 45، 60 و 75 درجه سلسیوس، سه سطح توان مادون قرمز 500، 1000 و 1500 وات و سه سطح توان میکروویو 270، 450 و 630 وات انجام شد. به منظور پیش بینی رطوبت در طی فرآیند خشک کردن از هفت مدل ریاضی استفاده شد. بهترین مدل برای بیان رفتار خشک شدن مغز بادام با توجه به بیشترین مقدارr2 و کمترین مقدار برای ? 2 و rmse انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل میدیلی دارای بهترین عملکرد در پیش بینی رطوبت مغز بادام در تمامی خشک کن ها بود. مقادیر ضریب پخش رطوبت موثر، چروکیدگی، انرژی مصرفی ویژه و تغییرات کلی رنگ برای مغز بادام در خشک کن پیوسته نیمه صنعتی باپیش تیمار میکروویو به ترتیب بین 10-10×4/96 تا m2/s 9-10×4/73، 6/12% تا 10/86%،8/17 تا gj/kg 83/17 و 4/76 تا 9/46 ، در خشک کن خلاء-مادون قرمز باپیش تیمار میکروویو به ترتیب بین 10-10×8/03 تا m2/s 9-10×5/33، 7/78% تا 14/14%، 16/16 تا mj/kg 62/29 و 2/61 تا 8/85 و در خشک کن مادون قرمز باپیش تیمار میکروویو به ترتیب بین 10-10×5/64 تا m2/s 9-10×4/43، 6/51% تا 13/07%، 1/10 تا gj/kg 3/25 و 3/21 تا 9/05 به دست آمدند. مقدار انرژی فعال سازی به دست آمده برای مغز بادام برای خشک کن پیوسته نیمه صنعتی با پیش تیمار میکروویو بین 10/29 و 28/15 کیلوژول بر مول، برای خشک کن خلاء-مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو بین28/73 و 51/84 کیلوژول بر مول و برای خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو بین 15/25 و 36/24 کیلوژول بر مول بود. در این مطالعه برای تجزیه و تحلیل داده ها و بهینه سازی فرآیند خشک کردن مغز بادام از روش سطح پاسخ و روش الگوریتم ژنتیک استفاده شد. در خشک کن پیوسته نیمه صنعتی با پیش تیمار میکروویو، مقادیر بهینه برای چروکیدگی، ضریب پخش رطوبت موثر، انرژی مصرفی ویژه و تغییرات کلی رنگ به روش سطح پاسخ به ترتیب 6/40%، m2/s 9-10×2/33، gj/kg 39/28 و 5/78، در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 473/13 وات و سرعت خطی تسمه 10/50 میلی متربرثانیه با میزان مطلوبیت 75/2% پیشنهاد شد. در خشک کن خلاء-مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو، مقادیر بهینه برای چروکیدگی، ضریب پخش رطوبت موثر، انرژی مصرفی ویژه و تغییرات کلی رنگ به روش سطح پاسخ به ترتیب 7/81%، m2/s 9-10×1/25، mj/kg 54/01 و3/30، در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 270 وات و فشار خلاء 33/95 کیلوپاسکال با میزان مطلوبیت 68% پیشنهاد شد. در خشک کن مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو، مقادیر بهینه برای چروکیدگی، ضریب پخش رطوبت موثر، انرژی مصرفی ویژه و تغییرات کلی رنگ به روش سطح پاسخ به ترتیب 6/91%، m2/s 9-10×2/26، gj/kg 1/91 و 4/84، در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 537/11 وات و توان مادون قرمز 1500 وات با میزان مطلوبیت 73/5% پیشنهاد شد. در خشک کن پیوسته نیمه صنعتی با پیش تیمار میکروویو، نقطه بهینه برای خشک کردن مغز بادام به روش الگوریتم ژنتیک، در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 473/63 وات و سرعت خطی تسمه 10/43 میلی متربرثانیه بدست آمد. در خشک کن خلاء-مادون قرمز با پیش تیمار میکروویو، نقطه بهینه برای خشک کردن مغز بادام به روش الگوریتم ژنتیک، در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 270 وات و فشار خلاء 34/05 کیلوپاسکال بدست آمد. در خشک کن مادون قرمز با پیش-تیمار میکروویو، نقطه بهینه برای خشک کردن مغز بادام به روش الگوریتم ژنتیک، در دمای هوای 45 درجه سلسیوس، توان میکروویو 537 وات و توان مادون قرمز 1500 وات بدست آمد. با توجه به ظرفیت بالای خشک کن پیوسته نیمه صنعتی با پیش تیمار میکروویو، پیشنهاد می شود که در فرآیند خشک کردن مغز بادام از این خشک کن استفاده شود.