مدل سازی انتقال جرم در فرایند خشک کردن برش های سیب توسط پرتودهی مادون قرمز با روش حرارت دهی متناوب

پرتودهی مادون قرمز با حرارت دهی متناوب، روشی نوین است که طی آن دمای سطحی محصول جهت انجام هم زمان بلانچینگ و خشک کردن، ثابت نگه داشته می شود. مزیت کلی پرتودهی متناوب ذخیره انرژی و جلوگیری از تغییرات کیفی نامطلوب در محصول نهایی است. از محاسبه های انتقال جرم برای تخمین شرایط دمایی و زمان در این فرایند می توان استفاده کرد. در این پژوهش، رفتار خشک شدن برش های سیب (واریته زرد لبنانی) به شکل تیغه در 3 اندازه با ضخامت 5، 9 و 13 میلی متر و با طول و عرض 20 میلی متر بررسی شد. عملیات حرارتی در یک خشک کن مادون قرمز مجهز به کنترل کننده دمای سطحی محصول و در 3 دمای 70، 75 و 80 درجه سانتی گراد انجام شد. مدل های سینتیکی به صورت مدل های نیوتن، پیج، اصلاح شده پیج، هندرسون-پابیس و پارابولیک در نرم افزار متلب روی داده های تجربی نسبت رطوبتی بدون بعد برازش گردید. مقایسه مدل ها توسط ضریب همبستگی تصحیح شده (Adj.R2) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) انجام شد. محاسبه ضریب نفوذ موثر رطوبت (Deff) طی خشک شدن برش ها انجام گرفت و ارتباط آن با دمای فرایند نیز ازطریق رابطه آرنیوس بررسی شد. نتایج نشان داد، مدل پیج و مدل پارابولیک برازش مطلوبی روی داده های آزمایشی نشان دادند (Adj.R2 بیشتر و RMSE کمتر). ضریب نفوذ موثر با افزایش دمای سطحی و ضخامت محصول به طور معنی داری همواره بالاتر بود. این پارامتر در ضخامت های کمتر انرژی فعال سازی بالاتری داشت که این امر نشان دهنده وابستگی بیشتر ضریب نفوذ موثر به دمای پرتودهی با کاهش ضخامت است.