تعویض مگنترون را نام برد. [8]
12- عدم خروج برخی مواد فرار نامطلوب به دلیل کوتاه بودن زمان حرارت دهی [3]
13- گزارش‌هایی مبنی بر پایین بودن کیفیت و نیز از دست رفتن عطر در پودر تولید شده از آبمیوه‌ها بوسیله این روش نسبت به آبمیوه تازه وجود دارد. دلیل این اتفاق احتمالا پایین بودن دما پیرامون محصول است که از انجام تبخیر سطحی و نیز ایجاد یک لایه سخت سطحی جلوگیری کرده، در نتیجه مواد فرار و عطری می‌توانند براحتی از بافت محصول خارج شوند. دوم اینکه زمان کوتاه فرآیند اجازه وقوع واکنش‌های چند مرحله‌ای مانند واکنش مایلارد و تولید بعضی عطرهای مخصوص و احتمالا دلخواه را نمی‌دهد. گزارش‌هایی مبنی بر غیر قابل قبول بودن عطر و طعم محصولات خشک شده با این روش از نظر مصرف کننده وجود دارد و دلیل آن سوختگی و خرابی بافت محصول عنوان شده است.[43]
14- بعضی آسیب‌های فیزیکی در نتیجه بالا رفتن دما بصورت موضعی- حتی با کاهش رطوبت و فاکتور جذب- مشاهده می‌گردد. ترکیب مواد شیمیایی موجود دربافت ماده غذایی موجب غیر یکنواختی در توزیع رطوبت و در نتیجه غیر یکنواختی در حرارت دیدن ماده غذایی می‌شود. تعدادی از پژوهشگران عقیده دارند هرچند که با استفاده از مایکروویو می‌توان سریع‌تر به نقطه تعادلی رسید اما نمی‌توان از آن عبور کرد، آنها اعلام کردند که استفاده از مایکروویو در این حالت موجب سوختن و سیاه شدن محصول می‌شود. [33]
1-10: ویژگی های کیفی محصولات خشک شده
ویژگی هایی که تحت عنوان کیفیت قرار می گیرند را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:
1) ویژگی های ساختمانی، مانند دانسیته، تخلخل، اندازه منافذ و حجم مخصوص.
2) ویژگی های ظاهری، مانند رنگ و ظاهر محصول.
3) ویژگی های بافتی ، مانند رفتار محصول در آزمایش های فشار، تحلیل رفتن تنش ، و آزمایش های کشش.
4) ویژگی های حرارتی، حالات محصول را شامل می شود: شیشه ای، کریستالی، لاستیکی.
5) ویژگی های حسی، مانند: عطر، طعم، مزه.
6) ویژگی های تغذیه ای مانند: میزان ویتامین، پروتئین و سایر مواد مغذی.
7) ویژگی های مربوط به جذب مجدد آب، مانند: سرعت و ظرفیت آبگیری [46]
1-11: روش شناسی سطح پاسخ
در صنایع غذایی کنترل برخی از فرآیندها، تکیه بر گستره ی وسیع مهارت و تجربیات اپراتورها بدون آگاهی از مفهوم علمی فرآیند داشته است. در واقع تغییر “هنر” به “دانش” هنوز هم هدف بسیاری از سرمایه گذاری های صنایع غذایی بوده است. روش های محاسبه ای نو و کلاسیک به طور وسیعی برای تبدیل “هنر” به “دانش” و شبیه سازی فرآیند غذایی به کار می روند. دو نوع اصلی مدل مشخص شده اند. مدل های تجربی که از دیدگاه واقع گرایی و عملی اشتقاق می یابند. اینها به سادگی داده ها را در قالب روابط ریاضی مناسب تشریح نموده و در نتیجه غالباً هیچگونه بینشی (و یا به میزان بسیار اندک) نسبت به فرآیند مورد نظر ایجاد نمی کنند. مدل های مکانیکی یا جبری که از پایه های تئوریک ساخته می شوند و در صورتی که به درستی فرموله شوند، تفسیر پاسخ مدل شده را در قالب پدیده ها و فرآیندهای شناخته شده، امکان پذیر می سازند. روش سطح پاسخ53 (RSM) و تکنیک های هوش مصنوعی (همانند منطق فازی54، شبکه های عصبی55 و الگوریتم های ژنتیک56(GA)) نیز مدل های مبتنی بر تجربه هستند که به طور گسترده ای در مدل کردن فرآیندهای غذایی با توجه به پیچیدگی واکنش ها و ساختار ناهمگون محصولات غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
کارآیی RSM در بهینه سازی شرایط فرآیندها در تکنولوژی مواد غذایی از مواد غذایی خام تا محصولات نهایی در منابع ثبت گردیده است. از طرفی تکنیک های آماری نظیر RSM، روش های نرم افزاری اخیر همانند منطق فازی، شبکه ی عصبی و الگوریتم ژنتیک راه حل های جدیدی به منظور پیشرفت ابزار کنترل و مدل سازی در فرآیندهای غذایی ارائه می دهند. با توجه به منابع، مطالعات بسیاری در زمینه ی کاربرد شبکه های عصبی جهت مدل کردن و بهینه سازی فرآیندهای غذایی انجام شده است.
داویدسون57، براون58 و لندمن59 (1999)، یک سیستم کنترل فازی موفقیت آمیز برای برشته کردن جریان متقابل و مداوم بادام زمینی ارائه دادند. برنامه نویسی ژنتیک(GP)، که یکی از روش های نرم افزاری می باشد، از GA که فرآیند تکامل بیولوژیکی(الگوریتم های تکاملی60) را شبیه سازی می کند، مشتق می شود. [32]
بالا بردن قابلیت اجرایی و راندمان سیستم ها در فرآیندها بدون افزایش هزینه ها مقوله ایست که بسیار حائز اهمیت می باشد. روش اجرایی که بدین منظور به کار می رود، بهینه سازی61 نامیده می شود. به طور کلی برای تعیین شرایط اجرایی بهینه، یک پارامتر متغیر بوده و سایر پارامترها در یک سطح، ثابت نگه داشته می شوند. به این روش، یک متغیر در یک زمان62 اتلاق می گردد. ایرادهای وارده به این روش عبارتند از این که این شیوه تغییرات متقابل متغیرها را شامل نشده، تأثیرات کامل پارامترها در فرآیند را تشریح نمی کند. به منظور غلبه بر این مسائل می توان مطالعات بهینه سازی را با استفاده از روش سطح پاسخ انجام داد. روش سطح پاسخ مجموعه ای از تکنیک های ریاضی و آماری است که جهت توسعه، پیشبرد و بهینه کردن فرآیندهایی به کار می رود که در آنها سطح مورد نظر تحت تأثیر متغیرهای بسیاری قرار داشته و هدف بهینه کردن پاسخ مزبور است. روش سطح پاسخ کاربرد قابل توجهی در طرح ریزی، توسعه و فرموله کردن محصولات جدید و همچنین ارتقای طراحی محصولات موجود دارد. روش سطح پاسخ تأثیر متغیرهای، یک مدل ریاضی که توضیح دهنده ی فرآ
یندهای شیمیایی و بیوشیمیایی است، در اختیار محقق قرار می دهد. [11] در واقع روش سطح پاسخ از داده های مقداری یک طرح مناسب آزمایشگاهی برای تعیین و حل همزمان مسئله های چند متغیره استفاده می کند. معادلات به دست آمده تأثیر متغیرهای آزمایشی روی پاسخ را توضیح داده، رابطه ی متقابل بین متغیرهای آزمون را مشخص می کند. همچنین این روش تأثیر دو به دوی کلیه ی متغیرهای آزمون بر روی پاسخ را نمایش می دهد. این اطلاعات توانایی شناخت کافی فرآیند را به پژوهشگر می بخشد. [41]

1-12: اهداف طرح
6) بکارگیری روش خشک کردن ترکیبی مایکروویو- خلأ جهت خشک کردن ازگیل ژاپنی
7) دستیابی به حداقل زمان خشک کردن با بکارگیری مایکروویو
8) دستیابی به حداقل دمای خشک کردن با بکارگیری خلأ
9) تعیین شرایط بهینه فرآیند جهت رسیدن به کمترین میزان اتلاف مواد مغذی حساس به حرارت و زمان
10) مقایسه ی روش خشک کردن ترکیبی مایکروویو-خلأ با روش خشک کردن تحت هوای داغ 70 درجه سانتیگراد

فصل دوم
کلیات و بررسی پژوهشهای پیشین

2-1: اصول خشک کردن با انرژی مایکروویو
حرارت دهی و خشک کردن با استفاده از پرتوهای مایکروویو و رادیویی متفاوت از خشک کردن رایج است. روش های رایج تابع گرادیان دمای موجود بین سطح و داخل ماده غذایی هستند. روش حرارت دهی و تولید حرارت در مایکروویو و امواج رادیویی تابع گرادیان دما نیست. حرارت دهی با استفاده از پرتوهای مذکور از نوسان مولکول های دوقطبی و حرکت یون ها در واکنش به جریان متناوب در فرکانس های بالا بهره گرفته و انرژی حاصله به صورت حجمی جذب ماده غذایی مرطوب می شود. بدین صورت فشار بخار داخلی افزایش یافته، رطوبت از داخل به طرف سطح یعنی جائیکه تبخیر در آنجا صورت می گیرد می رود. در صورتیکه نیرویی جهت تبخیر رطوبت از سطح نباشد بخار حاصله ممکن است مجدداٌ در روی سطح به حالت مایع درآید. به همین دلیل معمولا حرارت دهی با استفاده از مایکروویو و امواج رادیویی برای تشدید کارایی و بالا بردن سرعت فرآیند خشک کردن به همراه یک فرآیند خشک کردن هوای داغ به کار می رود.[46 و 22]
2-2: مراحل خشک شدن با انرژی مایکروویو
الف) مرحله اول، در این مرحله انرژی مایکروویو در بافت ماده مرطوب به انرژی حرارتی تبدیل می شود و با گذشت زمان دمای ماده مرطوب افزایش پیدا می کند. مقدار رطوبت جدا شده در این مرحله نسبتا پایین است.
ب) مرحله دوم، در این مرحله به علت افزایش سریع حرارت و نیز ایجاد فشار داخلی میزان رطوبت جدا شده بالا است. در بعضی مطالعات گزارش شده که در این حالت مقدار فشار داخلی 100 کیلو پاسکال بیش از فشار اتمسفری است. [59]
ج) مرحله سوم، مرحله ای است که در آن میزان رطوبت بصورت محلی و نقطه ای کاهش یافته و انرژی مورد نیاز برای تبخیر رطوبت کمتر از انرژی حرارتی حاصل از پرتوهای مایکروویو است. در نتیجه انرژی حاصله موجب حرارت دیدن بیش از حد ماده غذایی می شود. [8]
پارامترهای مربوط به مایکروویو که بر روی کیفیت مواد غذایی مؤثر می باشد عبارتند از:
الف) نیروی دی الکتریک (قدرت مایکروویو )
ب) زمان قرار گرفتن در معرض پرتو های مایکروویو [8]
2-3: استفاده از خشک کردن مایکروویو در صنعت و تجارت
خشک کردن با مایکروویو هنوز در صنعت رایج نیست. و برای این محدودیت دلایل چندی موجود است که پیش از این شناخته شده نبودند، بنابراین موجب بروز شکست‌های غیر منتظره و در نتیجه دلسرد شدن استفاده کنندگان احتمالی شده‌اند. در مقابل بعضی کاربردهای موفق و ادامه دار نیز وجود دارند. شیفمان63 خشک کردن غلات را مثال زده است. استفاده از خشک‌کن هوای داغ به همراه مایکروویو و خلاء در آلمان و لهستان برای خشک کردن میوه‌ها متداول است.[54] در سال 1989، هائوری64 هزینه‌های مورد نیاز برای تاسیس و نیز نیاز به انرژی برای 5 روش خشک کردن را ارائه نمود (جدول 2-1). با ظرفیت یکسان هزینه مورد نیاز برای تاسیس یک واحد خشک‌کن تحت خلاء و مجهز به انرژی مایکروویو بسیار بالاست، در حالی که هزینه انرژی پایین تر است.[28]

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   تحقیق درموردحقوق بشر، حقوق مالکانه، حق تصرف

جدول2-1: مقایسه پنج روش خشک کردن مواد غذایی از جنبه هزینه‌های سرمایه گذاری و عملیاتی
نوع فرآیند
انرژی مورد نیاز
(کیلووات بر کیلوگرم آب)
نسبت هزینه سرمایه‌گذاری
(با ظرفیت برابر)%
خشک‌کن هوا (نواری)
9/1
100
خشک‌کن افشانه‌ای
6/1
120
خشک‌کن تحت خلاء
3/1
113/0
خشک کن ترکیبی مایکروویو-خلأ
5/1
190
خشک‌کن انجمادی
2
230

2-4: خشک کردن تحت خلاء با استفاده از مایکروویو
این روش در مورد موادی که ممکن است در دماهای پایین آسیب ببینند مورد استفاده قرار می‌گیرد.[46] خشک کردن در دماهای پایین متناسب با خلاء بکار گرفته شده صورت می‌پذیرد. به علت اینکه انتقال حرارت به وسیله همرفت در این شرایط بسیار پایین است، انتقال حرارت و در نتیجه سرعت خشک شدن با استفاده از مایکروویو نسبت به روش استاندارد بسیار بالاتر است. در مقیاس صنعتی محصولی که باید خشک شود به شکل خمیری روی یک نقاله پخش شده وارد محفظه مایکروویو که تحت خلاء قرار دارد می‌شود. کاربرد صنعتی این سامانه تولید کنسانتره آب میوه پودر چای و آنزیم ‌هاست. [5]

2-5: تحقیقات انجام گرفته در زمینه خشک کردن میوه ها و سبزیجات:
محققین متعددی در ارتباط با روش های مختلف خشک کردن میوه ها و سبزیجات مقالاتی را منتشر نموده اند از این جمله می توا
ن به تحقیقی اشاره کرد که توسط جیری65 و همکاران در سال 2005 انجام شد. در این تحقیق قارچ های تکمه ای تحت یک سیستم اصلاح شده مایکروویو – خلاء با انرژی خروجی 0 تا 600 وات خشک شدند. اثر متغیر های خشک کردن مثل انرژی مایکروویو، فشار سیستم، ضخامت محصول بر روی منحنی های خشک کردن و ویژگی های باز جذب آب بررسی شدند. خشک کن هوای داغ تحت درجه حرارت های مختلف برای مقایسه با خشک کن ترکیبی استفاده شد. خشک کن هوای داغ – مایکروویو 70 تا 80 درصد زمان خشک کردن را کاهش داد. محصولات خشک شده ویژگی های باز جذب بهتری را نشان دادند. فشار سیستم اثر اندکی بر روی نرخ خشک کردن داشت. ویژگی بازجذب آب با فشار سیستم تاثیر گرفت. اثر روشهای مختلف خشک کردن بر روی ساختار ورقه های قارچ خشک شده مقایسه شدند. روش خشک کردن با هوای داغ محصولی با چروکیدگی بالا بنابراین تخلخل کمتر ایجاد می نماید. ولی در روش ترکیبی بخاطر کاهش زمان و درجه حرارت ساختار متخلخلی دیده شد. [26]
در سال 2008 نانتاوان تردتایی66 و ویبیاو زو67 به بررسی شرایط خشک کردن برگ نعناع با روش ترکیبی مایکروویو-خلأ و همچنین خشک کردن آن تحت هوای داغ پرداختند. در این تحقیق برای خشک کردن تحت مایکروویو- خلأ از شدت توان های مایکروویو برابر با 8، 6/9 و 2/11 با فشاری برابر با 33/13 استفاده شد. برای خشک کردن با هوای داغ از دو دمای هوای 60 و 70 درجه سانتیگراد استفاده شد. مدل های فیک و لوئیس به منظور توصیف سنیتیک خشک کردن تحت شرایط مختلف، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که خشک کردن تحت مایکروویو-خلأ می تواند زمان خشک کردن برگ نعناع را به اندازه ی %90-85 بیشتر از خشک کردن تحت هوای داغ کاهش دهد. به علاوه، تغییرات رنگ در طول خشک کردن مشاهده گردید. L* ،a* و b* حاصل از برگهای نعناع خشک شده تحت خلأ و مایکروویو، بالاتر از آنهایی که تحت هوای داغ خشک شدند، بود. از طریق بررسی میکروگراف های الکترونی اسکن شده، مشاهده گردید که نمونه های خشک شده تحت مایکروویو-خلأ دارای منافذ بیشتر و ساختار منظم تر از آنهایی که تحت هوای داغ خشک شدند، هستند. نتایج حاصل از آزمایشات مربوط به آبگیری مجدد در C?30 نشان داد که سرعت آبگیری مجدد نمونه های خشک شده تحت مایکروویو-خلأ در شدت توان های مایکروویو برابر با 6/9 و 2/11 به طور مشخصی بیشتر از نمونه های خشک شده تحت هوای داغ 60 و 70 درجه سانتیگراد بود. [59]
در سال 2010 آدام فیگل68 به بررسی ویژگی های کیفی و سنتیک خشک کردن چغندر خشک شده تحت هوای داغ و مایکروویو-خلأ، پرداخت. او ابتدا تا رسیدن به محتوای رطوبت db 27/0 از هوای داغ 60 درجه سانتیگراد جهت خشک کردن چغندر استفاده کرده و در ادامه از روش ترکیبی مایکروویو- خلأ با توان های مایکروویو برابر با 240، 360 و 480 وات به منظور تکمیل فرآیند خشک کردن استفاده نمود. نمونه های کنترل با روش خشک کردن انجمادی، خشک شدند. سنتیک خشک کردن چغندر با استفاده از توابع نمایی توضیح داده شد. نتایج نشان داد که خشک کردن تکمیلی با روش مایکروویو- خلأ زمان کل خشک کردن را کاهش داده و همچنین میزان چروکیدگی را در مقایسه با خشک کردن تحت هوای داغ کاهش می دهد. محتوای رطوبت بحرانی، پروفیل دمایی نمونه ها را در طول خشک کردن نهایی تحت مایکروویو- خلأ، به دو دوره ی صعودی و نزولی تقسیم کرد. در دوره ی دمایی نزولی یک افزایش مشخصی در پارامترهای L*، a* و b* دیده شد. نمونه هایی که تحت مایکروویو- خلأ خشک شدند، پتانسیل آبگیری


دیدگاهتان را بنویسید