جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « مادون قرمز » در نشریات گروه « کشاورزی »
-
سبزیجات فساد پذیر هستند و به صورت فصلی کاشته می شوند. از بهترین روش های نگهداری مواد غذایی انجماد می باشد و برای استفاده از محصول منجمد، فرآیند انجمادزدایی مورد نیاز می باشد. هدف از این مطالعه، استفاده از انجمادزدایی ترکیبی اشعه مادون قرمز-هوای گرم و تاثیر متقابل دما، سرعت جریان هوا و توان منبع تابش مادون قرمز بر زمان انجمادزدایی و خصوصیات کیفی هویج های انجمادزدایی شده می باشد. نمونه های هویج پس از شستشو، با قالب استوانه ای به قطر 5/22 و ارتفاع 12میلی متر قالب گیری و در دمای 18- درجه سانتی گراد 48 ساعت منجمد شد و تاثیر پارامترهای رفع انجماد، دمای هوا (30 و40 درجه سانتی گراد)، سرعت جریان هوا (5/0 و 5 متربرثانیه) و توان اشعه مادون قرمز (100 و 300 وات) بر خصوصیات کیفی هویج های انجماد زدایی شده در طرح آماری کاملا تصافی بررسی گردید. نمونه شاهد در اتاق با دمای 25 درجه سانتی گراد انجمادزدایی شد. آنالیز داده ها و تفسیر نتایج نشان داد، اثر متقابل افزایش دما، توان منبع تابش و سرعت جریان هوا بر روی زمان انجمادزدایی، میزان ویتامین ث، بتاکاروتن، افت ناشی از انجمادزدایی و pH تاثیر معنی دار داشته است (05/0P≤). این سامانه زمان انجمادزدایی را به طورقابل ملاحظه ای کاهش داد، زمان برای نمونه شاهد 66/47 و برای تیمار 8 (F5P300T40) 23/6 دقیقه بود. کمترین میزان pH به تیمار7 (F0.5P300T40) 81/5 و بیشترین میزان به تیمار 1 (F0.5P100T30) 15/6 مربوط بود. بیشترین میزان بتاکاروتن به تیمار 8 (F5P300T40) (12/48 میلی گرم بر 100 گرم نمونه) و کمترین میزان به تیمار 5 (F0.5P100T40) (03/14 میلی گرم بر 100 گرم نمونه) مربوط بود. تیمار 4 (F5P300T30) 36/ 12 میلی گرم بر 100 گرم نمونه و تیمار 1 (F0.5P100T30) 68/3 میلی گرم بر 100 گرم نمونه به ترتیب بیشترین و کمترین میزان ویتامین ث را داشتند. افت ناشی از انجمادزدایی تیمار1 (F0.5P100T30) 7/19% بیشترین و نمونه شاهد 44/7% کمترین بود. به دلیل هزینه راه اندازی اندک، زمان کوتاهتر فرآیند و کیفیت مطلوب، انجمادزدایی ترکیبی به طور گسترده در صنایع غذایی کاربرد دارد.
کلید واژگان: انجماد زدایی, هویج, هوای گرم, مادون قرمزVegetables are perishable and cultivated seasonally. The aim of this study was to employ a combined thawing through hot air-infrared system, while investigating the effects of temperature, airflow velocity, and infrared radiation power on thawing time and the quality attributes of thawed carrots. In this research, carrot samples, having been washed and shaped using a cylindrical mold measuring 22.5 mm in diameter and 12 mm in height, were subjected to freezing at -18°C for 48 hours. Thawing parameters were air temperature (30°C and 40°C), airflow velocity (0.5 and 5 m/s), and infrared power (100 and 300 watts). The sample thawed at 25°C was control sample. Data analysis showed that reciprocal effect of increasing temperature, power of the radiation source and air flow speed had a significant effect on the thawing time, vitamin C, β-carotene, the thawing loss, and pH (P≤0.05). This system was able to significantly reduce the thawing time this time for the control sample was 47.66 minutes and for the shortest thawing time, the treatment 8 (F5P300T40) was 6.23 minutes. The lowest pH value was related to treatment 7 (F0.5P300T40) 5.81 and the highest value was related to treatment 1(F0.5P100T30) 6.15. The highest amount of β -carotene was related to treatment number 8 (F5P300T40) 48.12 mg/100g and the lowest amount was related to treatment 5 (F0.5P100T40) 14.03 mg/100g. The highest amount of vitamin C was related to treatment 4(F5P300T30) 12.36 mg/100g and the lowest amount was related to treatment 1(F0.5P100T30) 3.68 mg/100g. . In the thawing loss, the highest amount was related to treatment 1 (F0.5P100T30) 19.7% and the lowest amount was related to the control sample7.44%. . Due to the low start-up cost, shorter process time and favorable quality, hybrid defrosting is widely used in the food industry.
Keywords: Thawing, Defrosting, Carrot, Infrared, Hot air -
بمنظور ارزیابی اثر روشهای خشک کردن بر میزان برخی ترکیبات موثره موجود در عصاره میوه گیاه خیار آبپران در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با 15 تیمار و 3 تکرار اجرا شد. تیمارها شامل روشهای خشک کردن (1. خشک کردن در سایه اتاق با دمای حدود 3±25 درجه سانتیگراد و تهویه مناسب، 2. خشک کردن در آفتاب، 3. خشک کردن با آون در دمای 35 درجه سانتیگراد، 4. خشک کردن با آون در دمای 45 درجه سانتیگراد، 5. خشک کردن با آون در دمای 55 درجه سانتیگراد، 6. خشک کردن با آون خلا در دمای 35 درجه سانتیگراد، 7. خشک کردن با آون خلا در دمای 45 درجه سانتیگراد، 8. خشک کردن با آون خلا در دمای 55 درجه سانتیگراد، 9. مادون قرمز 2/0 وات، 10. مادون قرمز 3/0 وات، 11. مادون قرمز 4/0 وات، 12. خشک کردن با مایکروویو با توان 200 وات، 13. خشک کردن با مایکروویو با توان 500 وات، 14. خشک کردن با مایکروویو با توان 800 وات) بود که با میوه تازه گیاه (شاهد) مورد مقایسه قرار گرفت. صفات مورد مطالعه میزان فنل و فلاونویید کل، درصد فعالیت آنتیاکسیدانی، میزان تانن محلول، آمینو اسید و پروتیین کل، آلکالویید کل و کوکوربیتاسین بودند. بر اساس نتایج روشهای مختلف خشک کردن بر میزان تانن محلول و کوکوربیتاسین در سطح احتمال پنج درصد و بر سایر صفات در سطح احتمال یک درصد تاثیر معنیدار داشت. بیشترین میزان فنول و فلاونویید کل پس از گیاه تازه در روش خشک کردن آون خلا در دمای 45 درجه سانتیگراد و بیشترین میزان فعالیت آنتیاکسیدانی و تانن محلول پس از گیاه تازه در دمای 55 درجه سانتیگراد آون خلا مشاهده گردید. بیشترین میزان آمینو اسیدها مربوط به گیاه تازه و سپس تیمار مایکروویو 200 وات و بیشترین میزان پروتیین کل، آلکالویید و کوکوربیتاسین در گیاه تازه و پس از آن تیمار سایه بود.
کلید واژگان: آون خلا, کوکوربیتاسین, عصاره, تانن محلول, مادون قرمزThe present study was conducted to investigate the influence of drying methods on the amount of some effective compounds in fruit Ecballium elaterium M. Bieb extract based on a completely randomized statistical design with 15 treatments and 3 replications. The treatments included different drying methods (1- Shade drying at room temperature (25±3°C) with suitable ventilation, 2- Sun drying, 3- Oven drying at 35°C, 4- Oven drying at 45°C, 5- Oven drying at 55°C, 6- Vacuum oven drying at 35°C, 7- Vacuum oven drying at 45°C, 8- Vacuum oven drying at 55°C, 9- Infrared drying at 0.2w, 10- Infrared drying at 0.3w, 11- Infrared drying at 0.4w, 12- Microwave drying at 200w, 13- Microwave drying at 500w, 14- Microwave drying at 800w) which were compared with the fresh fruit of the plant (as a control). The studied traits were total phenols content, total flavonoids content, radical scavenging activity assay, soluble tannin, total amino acids, total soluble protein, total alkaloids, and total cucurbitacin. The results showed that different drying methods had a significant effect on soluble tannin and cucurbitacin content (P≤0.05) and also on other traits (P≤0.01). The highest amount of total phenol and flavonoids was related to fresh plants and then vacuum oven drying at 45 °C, and the highest amount of antioxidant activity and soluble tannin was found in fresh plants and then the vacuum oven drying at 55°C. The highest amount of amino acids was related to fresh plant and then 200 watt microwave treatment and the highest amount of total protein, alkaloids and cucurbitacin was related to fresh plant and then shade treatment.
Keywords: Cucurbitacin, Extract, Infrared, Soluble tannin, Vacuum oven -
سابقه و هدف
در میان روشهای مختلف خشککردن با هوای داغ، استفاده از بسترسیال مزایای قابلتوجهی مثل سرعت بالای انتقال جرم و حرارت و یکنواخت بودن فرآیند در تمام سطوح ماده غذایی به علت اختلاط مناسب با هوای داغ و همچنین راندمان حرارتی بالا همراه با دمای یکنواخت و قابلکنترل بستر را دارا است. در سالهای اخیر استفاده از پرتو مادونقرمز برای خشککردن محصولات غذایی با توجه به کیفیت بالاتر محصول، توزیع یکنواخت حرارت، بازدهی بالای انرژی، سرعت بالای انتقال حرارت و کاهش زمان فرآیند، تسهیل کنترل دمای مواد اولیه، نیاز کم به عبور جریان هوا از میان محصول و بالا بودن امکان کنترل پارامترهای فرآیند نسبت به روشهای متداول خشککردن، افزایش یافته است.
مواد و روشهاپپس از انتخاب و خریداری هویجهای سالم و شستوشو با آب، هویجها بااستفاده از پوستگیر دستی، پوستگیری شده و سپس با خلالکن به قطعات مکعبشکل تقسیم شدند. بهمنظور خشککردن ترکیبی مادونقرمز-بسترسیال، دستگاه خشککنی (در مقیاس آزمایشگاهی) طراحی و ساخته شد. در این پژوهش، خشککردن قطعات مکعبشکل هویج در قالب طرح آزمایشی فاکتوریل در سه توان لامپ مادونقرمز (200، 400 و 600 وات)، سه سطح دمایی (50، 60، 70 درجهسلسیوس) و دو اندازه نمونه (5/0 و 1 سانتیمترمکعب) و در سه تکرار انجام گرفت و برای توصیف رفتار فرآیند خشکشدن نمونههای هویج بهروش ترکیبی مادونقرمز-بسترسیال ، پنج مدل ریاضی (پیج، پیج اصلاحشده، هندرسون و پابیس، میدیلی و لگاریتمی) بررسی شد.
یافتههانتایج بهدستآمده نشان داد تغییر دمای هوای ورودی، اندازه قطعات هویج و توان لامپ مادونقرمز اثر معنیداری (05/0< p) روی خروج آب از نمونه داشت و با افزایش دمای هوا و توان لامپ و کاهش اندازه قطعات هویج، زمان خشکشدن کاهش پیدا کرد؛ در نتیجه میزان انرژی مصرفی نیز بهطور قابلتوجهی کاهش داشت بهطوری که از 63/12 در روش بسترسیال (بهتنهایی) به میزان 28/2 کیلوواتساعت بر کیلوگرم بااستفاده از روش ترکیبی مادونقرمز-بسترسیال، تقلیل پیدا کرد. با در نظرگرفتن بیشترین مقدار ضریب تبیین و کمترین میزان خطای استاندارد، مدل پیج نسبت به سایر مدل ها پیشگویی بهتری از داده های آزمایشی داشت.
نتیجهگیریتجزیه و تحلیل دادهها نشان داد که هرسه متغیر مورد بررسی (دمای هوا، اندازه قطعات نمونه و توان لامپ مادونقرمز) روی مقدار و سرعت خروج آب از نمونه و در نتیجه زمان فرآیند خشکشدن اثر معنیدار داشتند. استفاده از سامانه ترکیبی مادونقرمز-بسترسیال در مقایسه با روشهای معمول خشککردن باهوای داغ، مدت زمان فرآیند را بهطور قابلتوجهی کاهش داده و به این ترتیب میزان انرژی مصرفی در این روش بهشکل چشمگیری کاهش یافت.
کلید واژگان: مادون قرمز, ترکیبی بسترسیال, خشک کردن, سینتیک, هویجBackground and objectivesAmong the various hot air drying methods, fluidized bed drying has significant advantages such as high heat and mass transfer, uniform moisture reduction of products with short time and high drying rate and uniform process at entire surface of the product due to efficient mixing with the drying air and high efficiency of process. In recent years, usage of infrared drying to dry food products has increased over conventional drying methods due to higher product quality, uniform heat distribution, high energy efficiency, high heat transfer rate and less processing time, facilitating the control of raw material temperature, reduced necessity for air flow across and the high ability to control process parameters in infrared heating. In this study, kinetics of carrot cubes drying by infrared-fluidized bed dryer were investigated.
Materials and methodsFresh carrot were washed with tap water and peeled manually then diced by dicer. To drying carrot cubes by combined infrared- fluidized bed method a laboratory scale dryer was designed and performed. In this study, drying of carrot cubes (0.5 and 1 cm3) was performed in factorial design experiments using air temperatures of 50, 60 and 70 °C and three levels of infrared power (200, 400 and 600 W) in three replications. To describing the infrared-fluidized bed drying behavior of carrot cubes, five mathematical models (Page, Modified Page, Henderson & Pabis, Midilli and Logarithmic) were evaluated.
ResultsThe results demonstrated that the change in inlet air temperature, size of carrot cubes and infrared power had a significant effect (P <0.05) on water withdrawal from the sample and drying time decreased with increasing air temperature and infrared power and decreasing carrot cubes size. Therefore, the energy consumption was also reduced considerably, decreasing from 12.63 Kwh/kg in bed fluidized method (without infrared power) to 2.28 Kwh/kg using infrared -fluidized bed drying. The Page model was identified as the suitable model to describe the drying kinetics of carrot cubes by infrared-fluidized bed dryer that showed a good agreement with experimental data.
ConclusionThe statistical analysis of variance showed that air temperature, sample size and infrared power had a significant effect on water withdrawal rate of samples and therefore drying time. According to the results, using infrared-fluidized bed drying as a combined method in comparison with conventional hot air drying methods can reduce drying time and energy consumption and costs considerably.
Keywords: Infrared, Combined fluidized bed, Drying, Kinetics, Carrot -
امروزه، به دلیل افزایش آگاهی مردم، استفاده از تخم مرغ، به عنوان منبعی از اسیدهای آمینه ضروری بدن انسان، گسترش یافته است. از آن جایی که تخم مرغ، یک غذای بسته بندی شده محسوب می شود، جنبه کیفی و یکپارچگی مکانیکی پوسته آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق، تعدادی تخم مرغ سالم انتخاب شد و سپس تحت اشعه ماورابنفش و مادون قرمز قرار گرفت. پس از این مرحله، نیمی از نمونه ها به روغن آفتابگردان آغشته و به مدت 2 روز در انبار نگهداری شدند. در مرحله بعد، مقدار نیروی شکست پوسته تخم مرغ، به کمک دستگاه اینستران بدست آورده شد. نتایج این آزمایش نشان داد که تعدادی از سطوح فاکتورهای پرتودهی ماورابنفش توانستند تغییراتی در مقدار نیروی شکست پوسته تخم مرغ به وجود آورند. در بررسی تاثیر نور مادون قرمز بر نیروی شکست پوسته تخم مرغ مشاهده شد که با افزایش تعداد لامپ و زمان پرتودهی، مقدار نیروی شکست نیز افزایش پیدا کرده است و دارای یک رابطه مستقیم با فاکتورهای تعداد لامپ و زمان پرتودهی بود. همچنین در بررسی تاثیر نمونه های تحت پرتو مادون قرمز و آغشتگی پوسته به روغن آفتابگردان، نتیجه شد که آغشتگی پوسته تخم مرغ به روغن، سبب کاهش مقدار نیروی شکست از 3/30 به 5/26 نیوتن می شود. در نهایت مشاهده شد که نمونه های تحت پرتو مادون قرمز دارای مقدار نیروی شکست متوسط بیشتری نسبت به نمونه های تحت پرتو ماورابنفش بودند.
کلید واژگان: پوسته تخم مرغ نیروی شکست, مادون قرمز, ماورابنفشToday, due to increasing public awareness, the use of eggs as a source of essential amino acids in the human body has expanded. Since the egg is a packaged food, the quality and mechanical integrity of the shell are of great importance. In this study, a number of healthy eggs were selected and then exposed to ultraviolet (UV) and infrared (IR) radiation. After this step, half of the samples were smeared in sunflower oil and stored for 2 days. In the next step, the fracture force of the eggshell was obtained with the help of the Instron device. The results of this experiment showed that a number of levels of ultraviolet radiation factors were able to cause changes in the amount of fracture force of the eggshell. In the study of the effect of infrared light on the fracture force of the eggshell, it was observed that with increasing the number of bulbs and irradiation time, the amount of breaking force has also increased and this had a direct relationship with the factors of number of lamps and irradiation time. Also, in the study of the effect of infrared samples and impregnation of the shell with sunflower oil, it was concluded that impregnation of the eggshell with the oil reduces the amount of refractive force from 30.3 to 26.5 N. Finally, it was observed that the infrared samples had a higher average refractive index than the ultraviolet samples.
Keywords: Egg, Eggshell, Fracture force, Infrared, Ultraviolet -
امروزه تخم مرغ یکی از راه های تامین مواد مغذی برای انسان است و از این رو حفظ کیفیت داخلی و خارجی تخم مرغ از اهمیت بالایی برخوردار بوده و سبب افزایش عمر اقتصادی محصول میشود. همین امر سبب میگردد به شناخت و درک عوامل موثر بر کیفیت تخم مرغ پرداخته شود و یکی از این راه ها جهت افزایش بهرهوری و حفظ کیفیت، استفاده از روش پرتودهی با تابشهای مختلف است که در این تحقیق از تابش مادون قرمز استفاده شد. ابتدا نمونه های تخم مرغ تحت پرتو مادون قرمز قرار داده شدند. سطوح فاکتورهای عددی شامل تعداد الایدی 20 ،40 ،60 و زمان پرتودهی 1 ،2 و 3 ساعت بود. فاکتور آغشتگی پوسته به روغن آفتابگردان شامل دو سطح آغشته شده و آغشته نشده بود. در ادامه محتویات داخلی تخم مرغها به صورت همگن مخلوط و مقدار pH آنها اندازهگیری شد. در نهایت به منظور بررسی مقدار درصد پروتئین، چربی خام و خاکستر کل، نمونه ها در آون خشک شده و خواص شیمیایی مورد نظر اندازهگیری شدند. طبق نتایج به دست آمده، تنها اثر فاکتور آغشتگی به روغن آفتابگردان بر مقدار درصد پروتئین خام، معنیدار شده و با آغشتگی پوسته تخم مرغ، مقدار پروتئین کاهش یافت. بیشترین و کمترین مقدار پروتئین در فاکتور آغشتگی به ترتیب 57/23 و 50/42 ،به ترتیب برای تخم مرغهای آغشته نشده و آغشته شده به روغن مشاهده شد. در بررسی چربی خام تخم مرغ، با افزایش سطح فاکتورهای مورد نظر، مقدار چربی خام افزوده گردید و همچنین وجود رابطه مستقیم بین افزایش سطح فاکتورها و میزان چربی خام نیز مشاهده شد. به طوری که بیشترین و کمترین مقدار چربی خام 50/42) 20 لامپ و 3 ساعت زمان پرتودهی) و 02/32) 20 لامپ و 1 ساعت زمان پرتودهی) درصد بود. همچنین در نهایت با افزایش سطح فاکتورها، وجود رابطه معکوسی بین سطوح و مقدار درصد خاکستر کل و مقدار pH نتیجه شد.
کلید واژگان: تخم مرغ, پروتئین, مادون قرمز, سطح پاسخ -
پرتودهی متناوب مادون قرمز با ثابت نگه داشتن دمای سطحی محصول، یک روش خشک کردن نوین در تولید میوه ها و سبزیجات آبزدایی شده با کیفیت بالا است. در این پژوهش، اثر این روش حرارت دهی روی خصوصیات کیفی- فیزیکی برش های سیب خشک شده شامل حجم، دانسیته، چروکیدگی و رفتار بازجذب آب مطالعه شد. بدین منظور، برش های سیب (واریته زرد لبنانی) در سه ضخامت 5، 9 و mm 13 و با قطر mm 20 تهیه شدند. عملیات پرتودهی مادون قرمز با روش حرارت دهی متناوب در سه دمای ثابت 70، 75 و °C 80 انجام شد. ضریب چروکیدگی محصول با دو روش تیوری (βtheo) و عملی (β) تخمین زده شد. همچنین، مدل های ریاضی پلگ و نمایی برای توصیف فرآیند بازجذب رطوبت محصول با ضریب همبستگی تصحیح شده (Adj.R2) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) مقایسه شدند. نتایج نشان داد که افزایش دما موجب تغییرات بیشتر حجم و دانسیته حین آبزدایی سریع محصول شد. تغییر چروکیدگی در محصول طی فرآیند الگوی نمایی افزایشی داشت و تحت تاثیر مقدار آب تبخیر شده بود. ضریب چروکیدگی به طور معنی داری در دمای فرآوری بالا و ضخامت بیشتر محصول افزایش یافت (β برابر با 164/0)، که نشان دهنده شدت بیشتر پدیده فروپاشی ساختاری در محصول است. محدود شدن ظرفیت بازجذب آب (RC) در برش هایی با تنش چروکیدگی بالا، تاییدکننده آسیب بافتی محصول بود (کاهش محتوی رطوبت تعادلی پیش بینی شده: Xe از 523/6 تا 148/4 بر حسب kg/kg, db). فرآیند بازجذب در ضخامت های مختلف نیز توسط مدل پلگ با برازش مطلوب تری (Adj.R2 بالاتر و RMSE کمتر) در مقایسه با مدل نمایی توصیف شد.کلید واژگان: مادون قرمز, خشک کردن, سیب, دانسیته, چروکیدگی, بازجذب آبIntroductionDehydration of fruits and vegetables is a widely used unit operation (Funebo et al., 2000). Intermittent infrared radiation, in which the product surface maintained at constant temperature, is a novel drying method to produce high quality dehydrated fruits and vegetables (Zhu & Pan, 2009; Zhu et al., 2010). One of the most important physical changes in the quality of food during drying is the decrease in external volume. This change in volume is called shrinkage and is an unavoidable phenomenon during the dehydration process. Shrinkage is usually expressed by the ratio between the volume of the sample after and before drying (Yan et al., 2008). Shrinkage also affects the porosity of dried materials and it is the parameter determining about the mass transfer properties, mechanical properties, and the texture of food product (Witrowa-Rajchert & Rząca, 2009). The three qualitative parameters such as the degree of shrinkage, density and firmness of the product are related to each other (Funebo et al., 2000). Maximal shrinkage and structural collapse were shown to decrease until kept quality characteristics (Barzaghi et al., 2008). The factors affecting shrinkage include volume of water extracted from the product, mechanical mobility of the solid matrix, drying rate, and process conditions such as temperature, air flow rate, and relative air humidity (Moreira et al., 2000). The important consequences of shrinkage occurring during drying result in a loss of rehydration ability. Dehydrated products are usually rehydrated prior to their use (Krokida, M, & Marinos-Kouris, 2003). The rehydration behavior is studied as an indicator of texture damage (Giraldo et al., 2006). Rehydration is a complex process that is intended to restore the properties of the fresh product by contacting dehydrated products with a liquid phase. This process to be composed of three simultaneous steps: (1) absorption of water into the dry material, (2) swelling of the rehydrated product, and (3) loss or diffusion of soluble components. Rehydration ability or capacity measures the ability of a dehydrated product to rehydrate (Maldonado et al., 2010). Mathematical models of rehydration will be useful in designing and optimizing this operation that have been applied as exponential models or capillary absorption theory or Fick’s diffusion laws (Lee et al., 2006). In this research, the effect of this heating method on the physical-qualitative characteristics of dried apple slices, including volume, density, shrinkage and behavior of rehydration were studied.Materials and MethodsApples (Golden Delicious variety) were purchased from a local market and according to Acevedo et al., 2008 kept in 0°C±1°C and relative humidity ranging from 90% to 95%. The samples were skinned manually and then cut into slices with different thicknesses of 5mm, 9mm and 13mm and all with 20mm in diameter. The average moisture content of apple was measured using oven (Binder FD53) at 103 °C for 24 hours and it was equal to 84.11% based on wet weight (AOAC, 2000). Operation of infrared radiation with intermittent heating method was performed at three constant temperatures of 70, 75 and 80 °C using the infrared dryer similar to Liu et al., 2014. Shrinkage coefficient of product was estimated with both theoretical (βtheo) and practical (β) methods according to Talla et al., 2004. Also, the mathematical models as Peleg (Reyes et al., 2011) and Exponential (Krokida et al., 2003) equation were compared to describe the rehydration process in dried product using adjusted R-squared (Adj.R2) and root mean squared error (RMSE). Statistical analysis of the effect of thickness and temperature on the shrinkage coefficients (βtheo, β) was performed in SPSS software in version of 19. To achieve this aim, a completely randomized design (CRD) with factorial arrangement with two factors as thickness (at three levels) and temperature (at three levels) was used. Also, two methods of computing the shrinkage coefficients (theoretical and practical) were compared together with one-way F test. Mean comparison was performed by Duncan test with 95% confidence level (P<0.05). All experiments were performed in three replications.Results and DiscussionThe results showed that increasing of the temperature caused greater volume and density changes during rapid dehydration of the product. The density changes were more intense for the thin product (reducing the final density to about 0.6 g/cm3). Also for thicker products, the density changes were slower during the process (reducing the final density to about 0.7 g/cm3). During process, the variation of product shrinkage indicated an exponential rising trend which was influenced by the amount of evaporated water. Shrinkage coefficient is significantly increased at higher processing temperature and thickness of product (β equal to 0.164), representing that the product is heavily affected by the structural collapse phenomenon. The observations were similar to those reported by many researchers (Mayor & Sereno, 2004; Nowak & Lewicki, 2004; Katekawa & Silva, 2006). The temperature of 80 °C showed significantly higher theoretical and practical shrinkage coefficient than the other two tested temperatures (70, 75 °C). The difference between the two methods of calculation in shrinkage coefficient (theoretical and practical) was also significant and the difference increased with the increase of temperature (more than 6%). Jannot et al., 2002 reported that the error in the practical method can be due to the noisy data (deviation from the actual value). Limitation of rehydration capacity (RC) in slices with high shrinkage stress confirms the damage of the texture of the product (reduction in predicted equilibrium moisture content: Xe from 6.523 to 4.148 kg/kg, db). Rehydration process in different product thicknesses is described better using Peleg model (higher Adj.R2 and lower RMSE) compared with the exponential one. The observations were similar to those reported by many researchers (Krokida, M, & Marinos-Kouris, 2003; Nathakaranakule et al., 2010).ConclusionThe physical properties including shrinkage and density in the dried product are affected by process and product conditions. The low occurred shrinkage that reflects the preservation of the internal structure of the product and will be effective in rehydration behavior. In fact, reabsorption cannot be simply defined as the returned process of dehydration. Because of moisture reabsorption is completely affected by the texture, structure and properties of the dried product. Therefore, mild thermal conditions prevent the structural breakdown of apple slices and, at low thicknesses, due to the reduced volume of water evaporated from the slices, the shrinkage coefficient is reduced, thus preserving the internal physical structure of the infrared dried product.Keywords: Infrared, Drying, Apple, Density, Shrinkage, Rehydration
-
سابقه و هدف
گیاه رزماری، بوته ای همیشه سبز و معطر از خانواده ی نعناعیان است که دارای خواص آنتی اکسیدانی و دارویی زیادی است. امروزه جهت افزایش میزان استحصال اسانس و بهبود کیفیت اسانس، ابتدا گیاه مورد نظر خشک شده و سپس اسانس گیری انجام می شود. لذا روش های جدید، برای خشک کردن گیاهان دارای اسانس، مورد مطالعه می باشد. در گذشته در مورد رزماری روش های خشک کردن مختلفی از جمله، هوای داغ، مایکروویو، انجمادی، آفتابی و...، توسط محققین مختلف به کار برده شده و کیفیت اسانس استحصالی و سینتیک انتقال جرم، مورد بررسی قرار گرفته است. اما امروزه خشک کردن با مادون قرمز، برای بسیاری از محصولات کشاورزی مورد توجه قرارگرفته است که این روش در مورد رزماری تاکنون به کار گرفته نشده است. لذا هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر خشک کردن مادون قرمز بر حجم و رنگ و کیفیت اسانس برگ های رزماری و مطالعه سنتیک خشک کردن و همچنین مدل سازی فرآیند خشک کردن مادون قرمز و مقایسه با سایر روش های خشک کردن، بود.
مواد و روش هادر این مطالعه ابتدا، خواص هندسی برگ های رزماری، توسط میکرومتر میتوتویو اندازه گیری شد. سپس با استفاده از پرتودهی امواج الکترومغناطیس در محدوده ی طیف مادون قرمز (100، 200 و 300 وات)، برگ های تازه چین شده ی گیاه رزماری (Rosmarinus officinalis L.)، خشک شدند و پس از اسانس گیری با روش کلونجر میزان استحصال اسانس و ترکیبات اسانس (با استفاده از گاز کروماتوگرافی جرمی) محاسبه و با توجه به توان تابش امواج مادون قرمز، با استفاده از طرح کاملا تصادفی، مورد مقایسه قرار گرفت. کیفیت رنگ رزماری های خشک شده و اسانس به دست آمده نیز با نرم افزار ایمیج جی، مورد مطالعه قرار گرفت و پارامترهای *L، *a، b*، شاخص کروما، اندیس قهوه ای شدن، اختلاف رنگ کل و زاویه هیو محاسبه و با روش طرح کاملا تصادفی مورد مقایسه قرار گرفت. علاوه بر این با استفاده از داده های مربوط به رطوبت سنجی، منحنی های زمان و روند خشک کردن، رسم و ضرایب نفوذ موثر و میزان انرژی فعال سازی، تعیین گردید.
یافته هابا توجه به نتایج آنالیز واریانس و مقایسه میانگین دانکن در سطح 5 درصد، مشاهده شد که با افزایش توان لامپ مادون قرمز در فرآیند خشک کردن، پارامترهای L، b، Chroma و BI در رزماری خشک شده، کاهش و پارامترهای ΔE، a* و Hue angel افزایش داشتند. همچنین افزایش توان مادون قرمز اثر معنی داری بر کاهش حجم اسانس تولیدی داشت. در مورد رنگ اسانس نیز مشاهده شد که با افزایش توان لامپ مادون قرمز، پارامترهای *L و a* و Hue angel کاهش و پارامترهای b*، BI و Chroma افزایش داشتند. همچنین مشاهده شد که افزایش توان مادون قرمز در فرآیند خشک کردن رزماری، تاثیر معنی داری بر کاهش میزان ترکیبات فرار موجود در اسانس رزماری دارد. ضرایب نفوذ موثر از 9-10×33/3 تا 8-10×907/1 متغیر بود. انرژی فعال سازی نیز kW/kg 243/30 تعیین شد. با بهره گیری از هشت مدل شناخته شده و با استفاده از نرم افزار متلب2016، مدل سازی رگرسیونی انجام شد و مدل Midilli برای توان های 200 و 300 وات و مدل Verma et al برای توان 100 وات، جهت پیش بینی روند خشک شدن، انتخاب گردیدند.
نتیجه گیریافزایش توان مادون قرمز طی فرآیند خشک کردن برگ های رزماری، سبب کاهش راندمان اسانس گیری می شود. همچنین افزایش توان مادون قرمز تاثیر مستقیم و معنی داری در کاهش مواد موثره ی موجود در اسانس مانند سینیول و بتاپینن می-گردد. رنگ رزماری خشک شده و اسانس حاصل از آن تحت تاثیر توان تابش مادون قرمز قرارگرفته و با افزایش توان تغییر می کند. افزایش توان تابش مادون قرمز، سبب افزایش ضرایب نفوذ موثر می گردد. مدل های میدیلی و ورما و همکاران بهترین مدل ها، برای پیشگویی رفتار خشک شدن رزماری هستند.
کلید واژگان: رزماری, خشک کردن, اسانس, مدل سازی, مادون قرمزBackgroundRosemary is an evergreen and aromatic plant of the mint family, which has many antioxidant and medicinal properties. Nowadays, to increase the quantity of extraction and improve the quality of essence, the plant is dried and then the extraction process is performed. Thus, new and combined methods for drying of plants containing essence have been studied. Different drying methods such as hot air, microwave, microwave- vacuum, sun and freeze drying have been studied by many researcher to dry rosemary and the quality of the extracted essence and the kinetics of mass transfer have been investigated. Drying by means of infrared is considered for many agricultural products but this method has not been applied to rosemary until now. Therefore, the purpose of this study was to investigate the kinetics of drying and the effect of infrared drying on the volume, color and quality of essence of rosemary leaves. Our specific target was modeling of the infrared drying process and compare it with other drying methods.
Materials and MethodsIn this study, the geometric properties of rosemary leaves were measured by Mitutoyo Micrometer. Then, by using electromagnetic radiation in the range of infrared spectrum (100, 200 and 300watts) freshly prepared leaves of rosemary were dried. After essence extraction by clevenger method, the volume of extraction and components were determined by GC/MS and according to the power of infrared wavelength were evaluated by completely randomized design. The quality of dried rosemary and essences were also studied by ImageJ software, and color parameters a*, b*, L*, chroma (C*), browning index, total color difference and Hue angle, were calculated by completely randomized design. In addition, drying curves, effective diffusivities and activation energy determined by using moisture measurement data.
ResultsAccording to the results of analysis of variance and Duncan's Multiple Range test at 5% level, it was observed that with increasing the power of the infrared lamp in the drying process, color parameters like L, b, Chroma and BI in dried rosemary decreased and ΔE, A and Hue angel increased. Analysis of variance and comparison of Duncan's mean at 5% level showed that increasing the infrared power has a significant effect on reducing the volume of essence. In the case of essence color, it was perceived that with increasing the power of the infrared lamp, the color parameters like A, L and Hue angel decreased and b, BI and Chroma increased. Furthermore, increasing the infrared power in the drying process of rosemary has a significant effect on reducing the volatile compounds of rosemary essence. Effective diffusivities varied from 33.3×9.10-9 to 1.0907×10-8. The activation energy was also determined as 30.243 kW/kg. To predict the rosemary drying trend by using eight models, regression modeling was performed through MATLAB software (version 2016). Results showed that, Midilli model for the power of 200 and 300 watts and Verma model for the power of 100 watts, due to high correlation coefficient index and low standard error, were two suitable models for evaluation of Drying kinetic and prediction of drying process.
ConclusionIncreasing infrared power during drying process of rosemary leaves decreases the efficiency of essence extraction. Moreover, increasing the infrared power has a significant effect on reducing the active ingredients like cineol and Beta-Pinene in essence. The color of dried rosemary and extracted essence are affected by infrared radiation power and varies with increasing the power. Rising the infrared radiation power results in an increase in the effective diffusivity coefficients. Also, it can be concluded that, midilli and verma are two best models for prediction of drying trend of rosemary.
Keywords: Rosemary, drying, Essence, Modeling, Infrared -
سابقه و هدف:
قارچ دکمه ای (Agaricus bisporus) یک ماده غذایی با ارزش تغذیه ای بالا، حدود 40% از سهم بازار قارچ خوراکی را به خود اختصاص داده و حاوی 5/32% پروتئین، 6/1% چربی، 2/9 % فیبر، 5/7 % خاکستر، 8/6 % رطوبت و 4/42% کربوهیدرات بر اساس ماده خشک می باشد. قارچ دکمه ای محصولی با فسادپذیری بالا است که مدت ماندگاری آن در دمای 4 درجه سانتی گراد حداکثر 8 روز می باشد. در این پژوهش جهت افزایش زمان ماندگاری قارچ دکمه ای و تولید محصولی با کیفیت بالا، از خشک کن مادون قرمز (IR) استفاده و سینتیک انتقال جرم نمونه ها اندازه گیری شد.
مواد و روش هالذا در این تحقیق خشک شدن قارچ دکمه ای در یک خشک کن مادون قرمز در توان های پرتودهی 150، 250 و 375 وات و در فواصل 5، 10، 15 و 20 سانتی متر بررسی شد. تاثیر توان لامپ و فاصله نمونه از منبع پرتودهی بر زمان و آهنگ خشک شدن و ضریب نفوذ رطوبت در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی بررسی شد. جهت مدل سازی سینتیک خشک کردن، 9مدل ریاضی شامل انتشار فیک، تقریب انتشار، پیج، پیج اصلاح شده، نیوتن، میدیلی، لگاریتمی، ورما، دوجمله ای بررسی و بهترین مدل با بیشترین ضریب تبیین بالا و کمترین خطای استاندارد، انتخاب شد.
یافته هانتایج نشان داد تاثیر توان و فاصله لامپ پرتودهی بر فرآیند خشک شدن قارچ دکمه ای معنی دار می باشد. افزایش توان لامپ مادون قرمز از 150 به 375 وات و کاهش فاصله لامپ از نمونه از 20 به 5 سانتی متر، زمان خشک شدن قارچ دکمه ای را به ترتیب 7/56 و 3/55 درصد کاهش داد. بیشترین زمان خشک شدن مربوط به توان 150 وات و فاصله 20 سانتی متری لامپ بود که برای انجام فرآیند در این تیمار 190 دقیقه زمان صرف شد. همچنین کمترین زمان خشک شدن مربوط به توان 375 وات و فاصله 5 سانتی متری لامپ بود که مدت زمان ثبت شده برای این تیمار 30 دقیقه بود. با افزایش توان لامپ و کاهش فاصله لامپ پرتودهی در فرآیند خشک شدن قارچ دکمه ای، ضریب نفوذ موثر رطوبت یک روند افزایشی داشت. با افزایش توان لامپ از 150 به 375 وات، ضریب نفوذ رطوبت از m2s-1 9-10×8/3 به m2s-1 9-10×0/11 افزایش می یابد (در فاصله 5 سانتی متری از لامپ). با افزایش فاصله نمونه از لامپ 250 وات از 5 به 20 سانتی متر، ضریب نفوذ موثر رطوبت برای قارچ دکمه ای از m2s-1 9-10×0/7 به m2s-1 9-10×2/2 کاهش یافت.
نتیجه گیریضریب نفوذ موثر رطوبت قارچ دکمه ای بین 9-10×2/1 تا 9-10×0/11 مترمربع بر ثانیه به دست آمد. در مدل سازی فرآیند خشک شدن قارچ مدل پیج همخوانی بهتری با نتایج آزمایشگاهی در مقایسه با سایر مدل ها داشت.
کلید واژگان: سینتیک خشک کردن, ضریب نفوذ موثر, مادون قرمز, مدل پیجBackground and objectivesButton mushroom (Agaricus bisporus) is a high nutritional valuefood that is allocated about 40% of the mushroom market share and contains 32.5 % protein, 1.6 % fat, 9.2 % fibre, 7.5 % ash, 6.8 % moisture and 42.4% carbohydrate according to dry basis. Button mushroom is highly perishable product that shelf-life at 4 °C is up to 8 days. In this research, to increase the shelf life of button mushroom and producing high quality product, infrared (IR) dryer was used and mass transfer kinetics of the samples was measured.
Materials and methodsIn this study, drying of button mushroom in an infrared dryer at irradiation power of 150, 250 and 375 W and distance of 5, 10, 15 and 20 cm was investigated. The effect of lamp power and distance of sample from radiator on time and drying rate, and moisture diffusion coefficients were evaluated in a factorial experiment based on completely randomized design. For drying kinetics modeling, the 9 mathematical models including, Fick's Diffusion, Approximation of diffusion, Page, Modified Page –II, Newton, Midilli, Logarithmic, Verma and Two term were evaluated and the best model with the highest correlation coefficient and the lowest standard error was selected.
ResultsThe results showed that the effect of lamp power and distance on the drying process of button mushroom is significant. Increase in infrared lamp power from 150 to 375 W, and decrease in the distance of lamp from sample from 20 to 5 cm reduced drying time button mushrooms 56.6 and 55.3 %, respectively. The maximum drying time was related to the power of 150 watts and the 20 cm lamp distance, which took 190 minutes to complete the process. Also, the lowest drying time is related to 375 W power and 5 cm lamp distance, which recorded time for this treatment was 30 minutes. By increasing the lamp power and reducing the irradiation lamp distance in the drying process of button mushroom, the effective moisture diffusivity coefficient had an increasing trend. By increasing the lamp power from 150 to 375 W, the effective moisture diffusivity coefficient increased from 3.8×10-9 m2s-1 to 11.0×10-9 m2s-1 (at a distance of 5 cm from the lamp). By increasing the sample distance from 250 W lamp, from 5 to 20 cm, the effective moisture diffusivity coefficient for a button mushroom decreased from 7.0×10-9 m2s-1 to 2.2×10-9 m2s-1.
ConclusionEffective diffusivity coefficient of button mushroom moisture was between 1.2×10-9 to 11.0×10-9 m2/s. In modeling of mushroom drying process, Page model has better match with the experimental results compared with other models.
Keywords: Effective diffusivity coefficients, Infrared, Drying kinetics, Page Model -
یکی از اهداف اصلی خشک کردن محصولات کشاورزی، کاهش محتوای رطوبت و رساندن آن به سطحی مطلوب برای دست یافتن به حداکثر مدت ماندگاری و کاهش ضایعات در مرحله ی فراوری می باشد. با توجه به گسترش علوم جدید و روش های مختلف خشک کردن، استفاده از روش های نوین نظیر پرتودهی مادون قرمز لازم است مورد مطالعه قرار گیرد. در این پژوهش به منظور تعیین اثر دمای هوا در سه سطح 40، 50 و 60 درجه سلسیوس و رطوبت نهایی شلتوک در سه سطح 8-7%، 10-9% و %11-12 (بر پایه وزن خشک) بر مدت زمان خشک شدن و درصد پوسته شلتوک برنج رقم طارم هاشمی از خشک کن استوانه ای دوار ناپیوسته مادون قرمز در سه تکرار استفاده شد، همچنین اثر سه سطح دمایی و رطوبتی و دو نوع محصول: شلتوک و برنج قهوه ای بر برخی خواص مکانیکی شلتوک های خشک شده در 5 تکرار بوسیله دستگاه اینسترون تعیین گردید. نتایج نشان داد که فاکتورهای مورد مطالعه دما و رطوبت تاثیر معنی داری بر روی زمان خشک شدن دارند اما هیچ کدام از دو فاکتور دما و رطوبت بر روی درصد پوسته معنی دار نبود. اندازه گیری خواص مکانیکی شلتوک برنج پس از خشک شدن نشان داد که در میان سه فاکتور: نوع محصول (شلتوک و برنج قهوه ای)، رطوبت و دما، دو فاکتور نوع محصول و رطوبت تاثیر بیشتری بر خواص مکانیکی داشتند. نتایج به دست آمده در این تحقیق نشان داد که دمای بهینه خشک کردن 57/68 درجه سلسیوس و رطوبت نهایی (بر پایه وزن خشک) 7/5 درصد می باشد و در این شرایط مدت زمان بهینه خشک کردن 84/76 دقیقه بود بطوریکه درصد پوسته، زمان شکست، و نیروی شکست به ترتیب برابر بودند با 21/54 درصد، 4/24 ثانیه و 33/92 نیوتن، همچنین مقدار جابجایی تا نقطه شکست برابر با 0/34 میلی متر بود.
کلید واژگان: بهینه سازی, شلتوک برنج, خشک کن استوانه ای دوار, خواص مکانیکی, مادون قرمزOne of the main goals of drying agricultural crop is reduction of the moisture content and obtain optimum moisture in order to get maximum storage time and reduction of crop losses in the processing stage. Regarding to new science application and different methods of drying, use of new methods such as drying with infrared ray is necessary to be studied. In this study in order to determine effect of air temperature at three levels of 40, 50 and 60 ° C and ultimate paddy moisture at levels of %7-8, % 9-10 and %11-12 (based on dry weight) on drying time and paddy husk percent of Tarom Hashemi was used rotary cylindrical drier of infrared in three replications. Besides, effect in three levels of temperature and moisture and two type crop of paddy and brown rice on some mechanical properties of the dried paddy were determined by instron apparatus in five replications. The results indicated that the studied factors temperature and moisture had a significant effect on drying time. However, temperature and moisture factors hadn’t significant effect on the husk present. Measurement of Mechanical properties of rice paddy after drying indicated that among three factors: type crop (paddy and brown rice), moisture and temperature; two factors of type crop and moisture were more effective on mechanical properties. The obtained results of the research showed that optimum temperature of drying and optimum ultimate moisture (based on dry weight) are 57/68 ° C degree and %7/5 and under such conditions optimum time of drying was 84/76 minutes so that husk percent, break time and force were %21/54, 4/24 sec and 33/92 N respectively, besides size of displacement up to break point was 0/34 mm.
Keywords: Optimization, Paddy rice, Rotary cylindrical dryer, Mechanical properties, Infrared -
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال شانزدهم شماره 6 (پیاپی 66، بهمن و اسفند 1399)، صص 133 -150در این پژوهش، پخت مرحله ای و کنترل کننده فازی دما طی پرتودهی مادون قرمز سیب با روش حرارت دهی متناوب طراحی شد. بدین منظور، فرآیند بلانچینگ خشک و آبزدایی همزمان برش های سیب در سه دمای 70، 75 و 80 درجه سانتی گراد براساس سرعت آنزیم بری و حفظ ویتامین C مطالعه شد. کنترل کننده فازی دما با حلقه پسخور با مقایسه دو تابع انتقال مرتبه یک و مرتبه دو در نرم افزار MATLAB طراحی، شبیه سازی و اجرا گردید. کارایی شبیه سازی با استفاده از شاخص های انتگرال مربع خطا (ISE)، انتگرال قدر مطلق خطا (IAE) و انتگرال قدرمطلق خطا در زمان (ITAE) و خطای شرایط پایا (ess) بررسی شد. نتایج نشان داد که دمای 80 درجه سانتی گراد به مدت 15 دقیقه برای عملیات بلانچینگ و دمای 70 درجه سانتی گراد برای عملیات آبزدایی مناسب بود. نتایج شبیه سازی تایید کرد که مرتبه بالاتر تابع انتقال موجب پاسخ سریع تر شد، اما افزایش نوسانات و کاهش پایداری مطلوب نبود. برای تابع انتقال مرتبه یک، شاخص های کارایی شامل (ISE)، (IAE) و (ITAE) به ترتیب 760/0، 821/0 و 589/0 برابر تابع انتقال مرتبه دو محاسبه شد. شبیه سازی نشان دهنده اعتبار مدل کنترل فازی بود و کارایی محاسباتی قابل قبولی نشان داد؛ زیرا آزمون قوانین فازی طی شبیه سازی حساسیت بالایی به حفظ خطای پایای (ess) نزدیک به صفر نشان داد.کلید واژگان: کنترل کننده فازی, مادون قرمز, سیب, حرارت دهی متناوب, شبیه سازیIn this research, stepwise cooking and temperature fuzzy controller were designed during the infrared irradiation of apple with intermittent heating method. For this purpose, the dry blanching process and dehydration of apple slices were examined at three temperatures of 70, 75 and 80 °C based on the blanching speed and vitamin C preservation. The fuzzy controller of the temperature with the feedback loop was designed, simulated, and implemented by comparing two first and second order transfer functions in MATLAB software. Simulation efficiency was examined using the indices of integral squared error (ISE), integral absolute error (IAE), integral time-weighted absolute error (ITAE) and steady state error (ess). The results revealed that the temperature of 80 °C and time of 15 minutes were appropriate for blanching operation and temperature of 70 °C was appropriate for dehydration. The simulation results confirmed that the higher order of the transfer function led into a faster response, but increase in oscillations and reduction in the stability were not appropriate. For the first-order transfer function, the values of efficiency indices, including (ISE), (IAE) and (ITAE) were calculated to be 0.760, 0.821 and 0.589, respectively, of second-order transfer function. The simulation indicated the reliability of the fuzzy control model and showed an acceptable computational efficiency, since the fuzzy rule test during simulation showed a high sensitivity to maintain steady state error (ess) close to zero.Keywords: Fuzzy controller, Infrared, Apple, Intermittent heating, simulation
-
پژوهش حاضر نمونه ی آزمایشگاهی یک خشک کن خورشیدی مجهز شده با لامپ مادون قرمز کمکی ارایه شده و سینتیک خشک شدن، انرژی و کیفیت رنگ گل گاوزبان درتوان های 100، 150 و 213 وات لامپ مادون قرمز و دبی حجمی هوای عبوری 0025/0 و 005/0 مترمکعب بر ثانیه، بررسی گردید. نتایج حاصل از ارزیابی کیفیت رنگ و مصرف انرژی با نتایج بدست آمده از خشک کردن گل گاوزبان به روش مرسوم (سایه خشک) مقایسه شد. پنج مدل ریاضی بر داده های تجربی سینتیک خشک شدن محصول برازش گردید و ارزیابی مدل ها با سه معیار ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب مربع کای (χ2) صورت گرفت. نتایج نشان داد تاثیر توان لامپ های مادون قرمز، دبی حجمی هوا و اثر متقابل آن ها بر زمان خشک شدن گاوزبان معنادار است (01/0>p). مدت زمان خشک شدن گاوزبان در سایه خشک 24 ساعت اندازه گیری گردید. در استفاده از خشک کن خورشیدی بررسی، با افزایش توان لامپ مادون قرمز از 100 به 213وات و افزایش دبی حجمی هوا از 0025/0 به 005/0مترمکعب بر ثانیه، زمان خشک شدن نمونه ها به ترتیب 37درصد و17درصد کاهش یافت. بهترین مدل برای بررسی روند خشک شدن گاوزبان مدل پیج تعیین گردید. کمترین انرژی مصرفی ویژه (63/4مگاژول بر کیلوگرم) مربوط به شرایط خشک کردن در دبی هوای عبوری 005/0مترمکعب بر ثانیه و توان 150وات لامپ مادون قرمز و بیشترین انرژی مصرفی ویژه (26/5مگاژول بر کیلوگرم) در دبی 0025/0مترمکعب بر ثانیه و توان 213وات لامپ مادون قرمز بود. در مجموع براساس نتایج مصرف انرژی و کیفیت رنگ محصول نهایی، روش خشک کردن در دبی هوای 005/0 مترمکعب بر ثانیه و توان 150وات لامپ مادون قرمز توصیه شد. در سنجش پارامترهای رنگ، نمونه های خشک شده در دبی هوای 005/0 مترمکعب برثانیه و توان 213وات لامپ مادون قرمز نسبت به نمونه های خشک شده به روش سنتی کیفیت بالاتری داشتند اما به دلیل مصرف انرژی بالاتر، این تیمار به عنوان مناسب ترین تیمار در این مطالعه انتخاب نشد.
کلید واژگان: گل گاوزبان, انرژی مصرفی ویژه, خشک کردن, مادون قرمز, ویژگی های رنگی, آزمون حسیIn the present study, an infrared-assisted solar dryer was used to determine the drying kinetics, energy consumption and quality parameters evaluation of Echium amoenum. Experiments were conducted with two levels of drying air flow rate (0.0025 and 0.005 m3s-1) and three levels of IR lamp power (100, 150 and 213 W). Drying time, energy consumption and evaluation of quality properties in different air flow rates and lamp powers were compared to the conventional method (shade drying). Five empirical models were fitted on the experimental data and the goodness of regression models were evaluated using coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), and Chi square (χ2). Results of drying time in the different experiments showed highly significant differences respect to the conventional method (p-value<0.01). Also results showed that increasing the air flow rate and IR power caused a reduction of 37% and 17% in drying time, respectively. Best empirical model to describe the drying behavior was the Page model. The lowest specific energy consumptions (SEC) was 4.63 MJ kg-1, which was occurred at the air flow rate and IR power of 0.005 m3s-1 and 150 W and the highest SEC was 5.26 MJ kg-1 and occurred at 0.0025 m3s-1 of air flow rate and 213 W of IR lamp, respectively. Finally, the air flow rate of 0.005 m3s-1 and the IR power of 150 W was recommended for Echium amoenum drying in the IR-ASD because of the fair energy consumption and the suitable product color.
Keywords: Echium amoenum, Specific Energy Consumption, Drying, Infrared, Color properties, Sensory Evaluation -
روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک یکی از روش های نوین بهینه سازی است که عملکرد بالایی در حل مشکلات سیستم های مختلف دارد. این الگوریتم با الگوبرداری از ساختار ژنتیکی انسان، قادر است تا همواره بهینه ترین جواب را ارائه نماید. در این مطالعه رفتار خشک شدن سیب زمینی در یک سامانه مادون قرمز بررسی گردید. اثر توان لامپ مادون قرمز در سه سطح 150، 250 و 375 وات، فاصله نمونه از لامپ در سه سطح 5، 10 و 15 سانتی متر، ضخامت نمونه ها در دو سطح 5/0 و 1 سانتی متر و زمان بر خشک شدن سیب زمینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج خشک کردن سیب زمینی به روش مادون قرمز نشان داد با افزایش توان لامپ و کاهش فاصله نمونه ها از منبع حرارتی، سرعت خشک کردن افزایش می یابد. با افزایش توان لامپ از 150 به 375 وات، مقدار کاهش وزن از 87/29 به 03/78 درصد افزایش یافت. با افزایش فاصله لامپ از 5 به 15 سانتی متر، درصد کاهش وزن از 34/69 به 94/37 درصد، کاهش یافت. با افزایش زمان فرآیند خشک شدن، مقدار کاهش وزن نمونه ها افزایش یافت. در این پژوهش همچنین مدل سازی فرآیند به روش الگوریتم ژنتیک - شبکه عصبی مصنوعی با 4 ورودی (توان، فاصله لامپ، ضخامت نمونه و زمان خشک کردن) و 1 خروجی جهت پیشگویی کاهش وزن انجام شد. نتایج مدل سازی به روش الگوریتم ژنتیک - شبکه عصبی مصنوعی نشان داد شبکه ای با تعداد 18 نرون در یک لایه پنهان و با استفاده از تابع فعال سازی تانژانت هیپربولیک می توان به خوبی درصد کاهش وزن در طی فرآیند خشک کردن سیب زمینی به روش مادون قرمز را پیشگویی نمود (997/0R=). نتایج آنالیز حساسیت توسط شبکه عصبی بهینه نشان داد که فاصله لامپ پرتودهی مادون قرمز از نمونه ها به عنوان موثرترین عامل در کاهش وزن سیب زمینی می باشد.کلید واژگان: بهینه سازی, خشک کردن, سیب زمینی, مادون قرمز, مدل سازی
-
دماسنج مادون قرمز از ابزارهای مناسب جهت تعیین زمان آبیاری است که می توان از آن در مزارع یا باغ هایی با بافت خاک مختلف استفاده نمود. به منظور برنامه ریزی آبیاری ذرت دانه ای (SC704) در شرایط اقلیمی منطقه ارومیه با استفاده از اختلاف دمای پوشش سبز گیاه و هوا تحقیقی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه تحت آبیاری قطره ای در فصل زراعی 1396 صورت گرفت. در این تحقیق اثر تیمارهای مختلف آب آبیاری مورد بررسی قرار گرفت. طرح آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه سطح آبیاری I1، I2 و I3 به ترتیب 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی در سه تکرار اجرا گردید. بر اساس نتایج، مقادیر متوسط شاخص تنش آبی گیاه (CWSI) طی دوره رشد ذرت برای تیمارهای I1، I2 و I3 به ترتیب برابر 0/53، 0/44 و 0/28 محاسبه شد. نتایج نشان داد که با کاهش نیاز آبی، شاخص CWSI افزایش می یابد. حد آستانه شاخص تنش آبی (0/28) تیمار I3 که بدون تنش بود اساس برنامه ریزی آبیاری قرار گرفت. سپس روابطی برای تعیین زمان آبیاری ذرت دانه ای با استفاده از شاخص CWSI در اقلیم ارومیه برای ماه های تیر، مرداد و شهریور به ترتیب به صورت ، و ارائه گردید.کلید واژگان: برنامه ریزی آبیاری, دمای پوشش سبز, دمای هوا, کم آبیاری, مادون قرمزInfrared thermometer is one of the proper irrigation scheduling tools that can be used in fields or gardens with different soil texture. In order to schedule irrigation of maize (SC704) in Urmia climate conditions, using a difference in temperature of canopy cover of plant and air in 2017, a research was conducted at research farm of Urmia University college of agriculture under drip irrigation. In this research, the effects of various irrigation water treatments were investigated. The experimental design was carried out in a randomized complete block design with three levels of irrigation I1, I2 and I3 of 50, 75 and 100 percent of water requirement in three replications, respectively. Based on the results, the average values of CWSI for maize during the growth period for treatments of I1, I2 and I3 were calculated to be 0.53, 0.44 and 0.28, respectively. The results showed that the CWSI index increased with decreasing water requirement. The threshold of water stress index (0.28) of I3 treatment (no stress treatment) was the basis for irrigation scheduling. Then, some relationships were presented to determine the irrigation time of maize, using the CWSI index in Urmia climate for July, August and September as ,and respectively.Keywords: Air temperature, Canopy temperature, Deficit irrigation, Infrared thermometer, Irrigation scheduling
-
برشته کردن، یک مرحله مهم در فرآوری آجیل و یکی از روش های بهبود رنگ، طعم و مزه و بوی منحصر به فرد در آنهاست که می تواند علاوه بر تغییرات مثبت، موجب کاهش مقدار مواد مغذی در آجیل شود، بنابراین انتخاب شرایط مناسب برشته کردن از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این پژوهش، اثر توان (600-400 وات) و زمان پرتودهی مادون قرمز (10-4 دقیقه) بر انرژی مصرفی و پارامترهای رنگی L*، a*, b* ، ΔE، BI، SI، WI، hº، بافت ، رطوبت و ویژگی های حسی مغز تخمه آفتابگردان بررسی شد. مدل های رگرسیون برای پاسخ های فوق فراهم شد و شرایط مناسب برشته کردن با استفاده از روش سطح پاسخ تعیین شد. مدل چند جمله ای درجه دوم برای توصیف تغییرات L*، a* ، ΔE، hº، WI و مدل خطی برای سختی بافت، BI و رطوبت و مدل برهم کنش دوعاملی برای انرژی مصرفی طی فرایند برشته کردن با مادون قرمز پیشنهاد شد. شرایط مناسب برشته کردن مغز تخمه آفتابگردان به روش مادون قرمز در توان 5/492 وات به مدت 1/9 دقیقه بدست آمد. هم چنین مغزهای برشته شده از نظر ویژگی های حسی کیفیت قابل قبولی در مقایسه با روش متداول (هوای داغ) داشتند.کلید واژگان: مادون قرمز, مغز آفتابگردان, اسنک, برشته کردن, سطح پاسخRoasting is an important step in nuts processing and one of the ways to improve the color, flavor and unique aroma and taste, which can, in addition to positive changes, reduce the amount of nutrients in the nuts. So, It is very important to select the appropriate conditions for roasting. In this study, the effect of infrared (IR) power (400-600 W) and roasting time (4-10 min) on energy consumption, color parameters (L*, a*, b* value, ΔE, BI, SI, WI, hº), texture, moisture content and sensory properties of sunflower kernel were investigated. In addition, the regression models for the responses were obtained and the proper roasting conditions were determined using response surface methodology (RSM). Quadratic model was proposed for color change (L*، a* ،ΔE، hº، WI) and linear relation for texture, BI and moisture content and 2FI for energy consumption. Roasting at 492.5 W IR power for 9.1 min were found to be convenient or proper roasting conditions. Also, roasted kernels had acceptable quality in terms of sensory properties compared to the conventional method (hot air).Keywords: Infrared heating, Sunflower kernel, Snack, Roasting, Response surface method
-
میزان شوری خاک یکی از عوامل تاثیرگذار بر مدیریت آبیاری و مزرعه می باشد اما اندازه گیری شوری با روش های معمول آزمایشگاهی امری وقت گیر وپر هزینه می باشد. لذا استفاده از روش طیف سنجی مادون قرمز در اندازه گیری میزان شوری خاک به عنوان روشی سریع و غیرمخرب ارزشمند خواهد بود. در این تحقیق طیف های بازتابی، جذبی و مشتق اول طیف بازتابی خاک های با شوری طبیعی و مصنوعی در سطوح مختلف شوری (dS.m-1 2/1 تا 5/307) در بافت های خاک سبک تا سنگین توسط روش های مختلف هموارسازی پردازش شده و جهت پیش بینی شوری خاک از مدل رگرسیونی حداقل مربعات جزئی (PLSR) استفاده شد، با توجه به ضرایب تبیین (R2) و مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده از طیف جذبی نسبت به طیف های بازتابی و مشتق اول طیف بازتابی نتایج دقیق تری را ارائه نمود. همچنین پیش بینی شوری خاک با استفاده از طیف جذبی در هر دو دسته خاک سنگین و سبک روشی کارآمد و موفق بود، هرچند این روش در خاک های با بافت سنگین (836/0 =R2) نتایج دقیق تری را در پیش بینی شوری خاک نسبت به خاک سبک (756/0 =R2) ارائه کرد. همچنین مشخص گردید که روش های پردازش میانگین متحرک و فیلتر ساویتزکی- گلای بیشترین تاثیر را بر بهبود نتایج پیش بینی شوری خاک ارائه نمودند.کلید واژگان: بافت خاک, پیش پردازش, شوری خاک, طیف سنجی, مادون قرمز, هموارسازیIntroductionAlthough the soil salinity as an effective factor on soil and water management is typically assessed by measuring the soil electrical conductivity (ECe), this conventional laboratory method is time-consuming and costly. Therefore, near-infrared spectroscopy (NIR) as a fast, cheap and non-destructive method to assess soil salinity level can be considered as a valuable alternative method. Reviews of literature on the application of NIR spectroscopy for soil salinity prediction have shown that there is no sufficient information about the effect of soil texture on results accuracy; therefore, in this study the soil salinity was predicted under different soil salinity levels and various soil textures. The effect of different pre-processing methods was also investigated to improve the predicted soil salinity.Materials and MethodsTwenty three surface soil samples were collected from different places in Fars province, then; some soil properties such as percentage of particles size and ECe were measured. These samples were artificially salted by adding the water in different salinity levels to the soil samples. The ECe of these soils were between 2.1 to 307.5 dS/m and then all samples dried to reach the field capacity level. Soil reflectance spectra were obtained in 350-2500 nm wavelength range. The absorbance and derivative of reflectance spectra were calculated based on the reflectance spectra. In order to determine the effect of smoothing technique, as a pre-processing method, 4 various methods (moving average, Gaussian, median and Savitzky-Golay filters) in 12 different segment sizes (3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23 and 25) were applied and the processed spectra introduced to Partial Least Square Regression (PLSR) model to predict soil salinity in two calibration and validation steps. At the first step, the soil salinity was predicted for all samples using of reflectance, absorbance and derivative of reflectance spectra under 4 pre-processing methods and 12 segment sizes. According to the R2 and RMSE indices, the best type of spectra, the effect of various pre-processing methods and the best segment size in prediction of soil salinity were determined as absorbance spectra, moving average and Savitzky-Golay filters for segment size of 25 and 15, respectively. In the second step, the effect of soil texture on prediction accuracy was investigated. For this purpose, soil samples were divided into the coarse and fine textures and soil salinity was predicted for each of these groups using different pre-processing methods and different segment sizes.Results and DiscussionIn prediction of soil salinity by absorbance, reflectance and derivative of reflectance spectra, the R2 values in validation step were 0.742, 0.706 and 0.670; and RMSE values were 29.92, 31.96 and 33.9 (dS.m-1), respectively. The absorbance spectra were the best spectra type in prediction of soil salinity. Therefore, in next step, absorbance spectra were used only for predicting the salinity in fine and coarse soil textures. Results showed that the prediction in coarse texture was better than that of the fine texture (R2= 0.836 and R2=0.756, respectively). It was also revealed that the highest R2 occurred in coarse texture and the accuracy of prediction was reduced in fine textures. The results showed that the performance of different pre-processing methods is related to the spectrum type. Although the pre-processing methods had no positive effect in using of reflectance spectra, but it improved the predicted values which were obtained using of absorbance and derivative of reflectance spectra. The best results were occurred when the absorbance spectra were used. Moving average method increased the accuracy of prediction more than the other pre-processing methods, and according to the results this method, for the segment size of 25, was the best technique in soil salinity prediction.ConclusionAccording to the R2 and RMSE indices, the prediction of soil salinity by absorbance spectra was more accurate than the prediction using reflectance and derivative of reflectance spectra (R2= 0.742, 0.706 and 0.670, respectively). Although the predicted soil salinity in coarse soils were more accurate than that in fine soils. Using of absorbance spectra to predict the soil salinity in all soil textures was efficient. The results showed that using of pre-processing methods improved the soil salinity prediction by absorbance and derivative of reflectance spectra, and the moving average and Savitzky-Golay filter were the best pre-processing methods.Keywords: Near-infrared spectroscopy, Pre-processing, Soil salinity, Soil texture
-
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال پانزدهم شماره 1 (پیاپی 55، فروردین و اردیبهشت 1398)، صص 133 -144در این تحقیق، برشته کردن دانه های سویا به دو روش آون و مادون قرمز انجام شد و از روش سطح پاسخ به منظور بررسی اثر هر یک از فرایندهای مذکور بر میزان رطوبت، ترکیبات فنولی، فعالیت آنتی اکسیدانی، سفتی و تغییرات رنگ دانه های سویا استفاده گردید. معادله پیشنهادی جهت بررسی اثر دما و زمان برشته کردن بر میزان کاهش رطوبت در روش آون درجه دوم و در روش مادون قرمز خطی بوده و اثر آنها معنی دار (05/0>p) گزارش شد. در هر دو روش، میزان ترکیبات فنولی کل و فعالیت آنتی اکسیدانی از معادله درجه دوم پیروی کرده و اثر فاکتورهای مربوطه هم معنی دار (05/0>p) بود و با افزایش دما و زمان، میزان پاسخ های فوق نیز افزایش یافت. سفتی و تغییرات رنگی در روش آون از معادله درجه یک و در روش مادون قرمز تنها تغییرات رنگی از معادله درجه اول پیروی کردند. اثر پارامترهای مربوطه در کلیه مدل های پیشنهادی معنی دار بود. شرایط بهینه برای برشته کردن دانه های سویا با آون و مادون قرمز به ترتیب °C223 در 13 دقیقه و °C231 در 11 دقیقه محاسبه گردید. در شرایط بهینه مقادیر رطوبت، ترکیبات فنولی کل، فعالیت آنتی اکسیدانی، سفتی و تغییرات رنگی اندازه گیری شده به ترتیب برای روش آون و مادون قرمز عبارتند از: (10/1، 53/4، 75/42، 03/9 و 93/4) و (58/1، 93/4، 85/47، 20/6 و 79/4). با توجه به نتایج، روش مادون قرمز در مقایسه با آون می تواند به عنوان یک روش جایگزین جهت برشته کردن دانه های سویا معرفی گردد.کلید واژگان: دانه سویا, برشته کردن, مادون قرمز, آون, ویژگی های فیزیکوشیمیاییIntroductionRoasting is an essential process that improves the taste, color, texture and appearance of the product. The shelf-life is also extended as a result of roasting. The temperature and the duration of roasting are the most important factors that influence favorable traits. IR is a novel technique for roasting that, compared to conventional heating, has positive advantages such as shorten heating time, significant energy saving and uniform heating. This study aimed to investigate the effect of IR, compared to conventional, roasting on some physicochemical and quality properties of soybeans. Moreover, the conditions of roasting soybeans via the two mentioned methods were optimized using Response Surface Methodology (RSM).Material and methodsSoybean seeds were collected from a commercial farm in Gorgan (North of Iran) and were dried in an oven at 40 °C for 48 hours until the moisture content became lower than 5 % w/w. For each treatment, 25 g of raw soybeans were spread in glass petri dishes and were then roasted under the conditions selected for each experiment. In conventional roasting an electrical oven with the temperature range of 180 to 260 °C and time duration of 5 to15 min was used. IR roasting was performed using an IR-warm air apparatus with a constant power of 1300 W at the air temperature of 180-240 °C for 5-15 min. After the temperature equilibrium was reached, the samples were packed in polyethylene bags and were kept at 4 °C until further analysis. For each roasting method, a central composite design consisted of two variables of time and temperature (each in three levels) and a total of 13 experiments were applied. Response surface analysis was performed using Design-Expert software. The moisture content of samples was determined by drying the samples in a drying oven at 105 °C until a constant weight was reached. The total phenol content was measured quantitatively by the Folin-Ciocalteu colorimetric method based on the reaction of reagents with the active hydroxyl groups of phenolic compounds. The radical scavenging activity of the samples was determined by the DPPH radical. The force needed to break the roasted seeds was evaluated using a texture analyzer equipped with a load cell of 25 Kg. The color of samples was evaluated in a special box under controlled conditions (in terms of light intensity and camera position) using a digital camera and the color parameters (L*, a* and b*) and the color change (ΔE) were determined.Results and DiscussionAccording to the results, the second- and first-order models were suggested for the study of time and temperature effects on moisture reduction that were both significant (p<0.05). In two methods, total phenolic content and antioxidant activity models were significantly (p<0.05) second-order. With increasing time and temperature, these above values increased. Hardness and color differences of oven roasting were both first-order but only color differences were first-order for infrared roasting. Effects of two parameters were significant in all models. Optimum conditions for soybeans roasting sing oven and infrared were 223°C – 13 min and 231°C – 11 min, respectively. In optimum condition, experimental data for the moisture content, total phenolic content, antioxidant activity, hardness and color differences were: (1.10, 4.53, 42.75, 9.03, and 4.93) , (1.58, 4.93, 47.85, 6.20, and 4.79) respectively. Based on above results, infrared can be introduced as a replacement of conventional oven method for the roasting of soybeans.Keywords: Soybeans, Roasting, Infrared, Oven, Physicochemical properties
-
در صنایع غذایی، کاربرد سیستم های نظارت و ارزیابی کیفیت با هدف بازدهی و مطلوبیت بیشتر محصول رو به افزایش است. منطق فازی ابزار مناسبی را در طراحی سیستم های تصمیم گیرنده برپایه تجربیات انسانی فراهم کرده است. در این پژوهش، سیستم فازی جهت ارزیابی حسی برش های سیب طی خشک کردن با پرتودهی مادون قرمز طراحی شد. بدین منظور، برش های سیب در سه ضخامت 5 (نازک)، 9 (متوسط) و mm 13 (ضخیم) تهیه شدند. عملیات پرتودهی متناوب در سه دمای ثابت 70 (پایین)، 75 (متوسط) و °C 80 (بالا) تا دستیابی به سطح رطوبت 15 (کم)، 20 (متوسط) و kg/kg, wb 25 % (زیاد) انجام شد. ارزیابی ویژگی های حسی شامل رنگ، آروما، طعم، بافت و پذیرش کلی توسط 10 نفر ارزیاب آموزش دیده به روش لفظی و هدونیک انجام گرفت. تجزیه و تحلیل شباهت میان خصوصیات حسی از نظر اهمیت و آنالیز آماری تاثیر شرایط فرآیند روی مطلوبیت نمونه ها انجام شد. در نهایت مدل فازی تنظیم گردید. نتایج نشان داد که، در ارزیابی حسی دو عامل رنگ و بافت با ثابت همبستگی پیرسون (PCC) برابر با 981/0، از اهمیت مشابهی برخوردار بودند. کیفیت حسی برش های سیب در ضخامت کم، دمای پایین و رطوبت متوسط مطلوب تر بود. مدل فازی با میانگین درصد خطای مطلق (MAPE) برابر با 54/14 درصد، پیش بینی عددی مطلوبی از متوسط نمرات ارزیابی داشت.کلید واژگان: منطق فازی, ارزیابی حسی, سیب, مادون قرمز, تجزیه و تحلیل شباهتIn food industry, the use of quality monitoring and evaluating systems which increase the production efficiency and desirability of product is increasing. Fuzzy logic has provided an appropriate tool in the design of the decision maker systems based on human experience. In this study, a fuzzy system was designed for sensory evaluation of apple slices during drying using infrared radiation. For this purpose, the slices of apple were prepared in three thicknesses of 5 (Thin), 9 (Moderate) and 13 mm (Thick). Intermittent radiation operation was performed at three constant temperatures of 70 (Low), 75 (Moderate) and 80 °C (High) to achieve a moisture level of 15 (Low), 20 (Moderate) and 25 % kg/kg, wb (High). Evaluating the sensory attributes including color, aroma, flavor, texture and overall acceptability was performed by ten trained panelists using linguistic and hedonic method. Similarity analysis between sensory properties in terms of importance and statistical analysis for considering the impact of process conditions on the desirability were also performed. Finally, the fuzzy model has been set. The results showed that, color and texture are of the same importance with Pearson correlation coefficient (PCC) equal to 0.981 in the sensory evaluation. Sensory qualities of apple slices were better in thin slices, low temperature and moderate humidity. Fuzzy model with mean absolute percentage error (MAPE) equal to 14.54 %, had a good prediction about average evaluated scores.Keywords: Fuzzy logic, Sensory evaluation, Apple, Infrared, Similarity analysis
-
ناگت مرغ یکی از انواع غذاهای آماده پرطرفدار در سطح دنیا است. از طرفی به علت محتوای روغن بالا در ناگت های تهیه شده با روش های معمول و ایجاد چاقی و بیماری های مرتبط با آن، اخیرا روش های مختلفی از جمله سرخ کردن جزئی و استفاده از فرآیندهای دیگر برای پخت نهایی مورد توجه قرار گرفتند. در این پژوهش، برای کاهش محتوای روغن ناگت مرغ از روش پخت با مادون قرمز استفاده گردید. بدین منظور ناگت مرغ با روش های سرخ کردن عمیق، مادون قرمز، پیش سرخ-کردن-مادون قرمز و مادون قرمز-سرخ کردن در زمان ها و توانهای متفاوت مادون قرمز پخته شد. سپس، تاثیر هر فرایند بر مقادیر Deff و Ea، محتوای رطوبت و روغن این محصول بررسی شد. محتوای روغن نمونه ها از 87/11 درصد در نمونه شاهد به 62/11-18/2 درصد در نمونه های آماده شده با مادون قرمز، سرخ شده-مادون قرمز و مادون قرمز-سرخ شده، کاهش یافت. با افزایش توان لامپ مادون قرمز و زمان پخت ناگت مرغ، محتوای روغن و رطوبت نمونه ها کاهش یافته و کمترین محتوای رطوبت در نمونه پیشسرخشده-مادون قرمز با توان 620 وات و زمان پخت 7 دقیقه مشاهده شد. علاوه بر این، ضریب انتشار مؤثر رطوبت با افزایش توان لامپ افزایش یافت و بالاترین مقدار مشاهده شده (m2/s8-10× 69/2) در نمونه پیشسرخشده-مادون قرمز با توان 620 وات و زمان 7 دقیقه با ضریب تعیین 987/0 بهدست آمد. همچنین، برازش داده ها با مدل های سینتیکی خزایی و لگاریتمی انجام شد و مدل لگاریتمی برای روش پخت با مادون قرمز و مدل خزایی برای پخت به روش مادون قرمز-سرخ کردن و پیشسرخ کردن-مادون قرمز به عنوان مدل بهتر انتخاب شد.کلید واژگان: انتقال جرم, پخت, سرخ کردن, مادون قرمز, ناگت مرغChicken nugget is one of the popular ready to eat food in the world. Due to high fat content in nuggets cooked using conventional method and obesity and corresponding disease, different methods such as partial frying and other final cooking method have been considered recently. In this study, chicken nuggets were cooked using several cooking methods including deep-fat frying, IR cooking, Pre frying - IR cooking (PF-IR) and IR cooking-post frying (IR-PF) using various IR power and process times. The effect of each treatment on moisture and fat contents and moisture loss kinetic (DeffandEa) of the chicken nuggets was investigated. The results revealed that fat content of samples reduced from 11.78% (control) to 2.18-11.62% in infrared, pre frying-infrared and infrared-post frying methods. The moisture and fat contents of the nuggets decreased when the higher IR power and longer process time were applied. The minimum moisture content was observed during PF-IR method (620 W-7 min). Moisture diffusivity value enhanced by increasing power of IR and the highest amount (2.69×10-8)was obtained in the sample prepared using pre frying-infrared process in 620 W and 7 min cooking time. Finally, cooking process modeling was conducted using Khazaei and Logarithmic models and the best model for describing each process was chosen. Logarithmic model was better for infrared cooking and Khazaei model was selected for describing pre frying-IR and IR-post frying mass transfer kinetics.Keywords: Chicken nugget, Cooking, Frying, Infrared, Mass transfer
-
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال چهاردهم شماره 5 (پیاپی 53، آذر و دی 1397)، صص 789 -802L-آسکوربیک اسید (ویتامین C) مهم ترین ویتامین از نظر تغذیه ای است. پلی فنل های سیب بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی را نشان می دهند و حفظ کیفیت تغذیه ای سیب در فرآروی حرارتی اهمیت دارد. عملیات همزمان بلانچینگ خشک مادون قرمز و آبزدایی (SIRDBD) با روش حرارت دهی متناوب فرآیندی نوین است که طی آن دما ثابت نگه داشته می شود. در این پژوهش، تاثیر دمای پرتودهی و ضخامت محصول روی نابودی پلی فنل اکسیداز (عامل قهوه ای شدن آنزیمی) و ویتامین C بررسی شد. بدین منظور، برش¬های سیب با ضخامت 5، 9 و 13 میلی متر و با قطر 20 میلی متر آماده شد. پرتودهی در سه دمای سطحی ثابت برابر با 70، 75، °C80 انجام گرفت. دمای مرکز محصول حین فرآوری ثبت شد. فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز (PPO) و محتوی آسکوربیک اسید به ترتیب با فاصله زمانی 2 و 30 دقیقه سنجیده شد. سینتیک تخریب ویتامین C مطالعه گردید. نتایج نشان داد که زمان غیرفعال سازی آنزیم در دمای °C80 به طور معنی داری کمتر است (05/0Pکلید واژگان: ویتامین C, سیب, بلانچینگ, مادون قرمز, پلی فنل اکسیدازIntroductionL-Ascorbic acid (vitamin C) is the most important vitamin in terms of nutrition. Ascorbic acid is a thermolabile (heat-sensitive) compound that can be degenerated aerobically or anaerobically. The degradation rates of ascorbic acid differ with the changes in environmental conditions such as temperature and water activity. It is ascertained that the other nutrients residing in a food can be preserved in case the Vitamin C content is preserved. Thus, the compound is considered as the nutritional quality index during the food processing. The simultaneous infrared dry-blanching and dehydration (SIRDBD) with intermittent heating method is a novel process in which the temperature is kept constant. Over-blanching causes product quality decline and nutrients, especially vitamins, deterioration. Therefore, the precise process conditions (time and temperature) are specified with the objective of preventing over-processing. To do so, such factors as access to the specific center temperature, access to a certain level of enzymatic inactivation and preservation of a given ratio of Vitamin C should be taken into account. This is subject to the biophysical properties of fruits and slices size and shape. The aim of this study was to determine the appropriate operating conditions for blanching step. For this purpose, the effect of irradiation temperature and thickness of the product on the destruction of polyphenol oxidase (enzymatic browning agent) and vitamin C were investigated.Materials and methodsApple slices (Golden Delicious variety) were prepared with thickness of 5, 9 and 13 mm and 20 mm in diameter. Irradiation was carried out at three constant temperatures of 70, 75, and 80 ° C. The central temperature of the product was recorded during processing. To evaluate the enzymatic activity of polyphenol oxidase (PPO) and its effect on the product color, apple slices were removed from the device in 2- minute intervals and the process was continued till the time no sign of color change stemming from catechol reagent addition was observable. Vitamin C content measurement was carried out with 30- minute intervals during drying till apple slice reaches constant weight. It was performed based on titration by the use of 2, 6-Dichlorophenol-Indophenol (DCPIP). To calculate the browning index (BI) due to PPO activity, image acquisition was made with the use of a flatbed scanner. The treated samples were placed on the scanner and then a black box was utilized so as to prevent the interferences of the peripheral lights and light reflections. The images featured a 300 dpi quality and were saved in TIFF-24 bit format. Color analysis of the obtained images was carried out in color spaces L*a*b* by the use of “color space convertor” pelagin in ImageJ software, version 1.6.0. Statistical analyses were carried out in SPSS software, version 19. To do so and in order to assess the time required time for the blanching, there was made use of completely randomized design (CRD) in factorial format (32) considering two factors, namely thickness (in three levels) and temperature (in three levels). The statistical analyses of the vitamin degradation kinetic constant (k), as well, were conducted based on randomized complete block design (RCBD) in the course of which the temperature and thickness were considered as the block and the treatment, respectively. Mean comparisons were undertaken based on Duncan test in a 95% confidence level (PKeywords: Vitamin C, Apple, Blanching, Infrared, Polyphenol oxidase
-
در این پژوهش یک مدل کاربردی با یک متغیر متاثر از شرایط خشک شدن به منظور پیش بینی اثر تابش مادون قرمز در روش ترکیبی خشک کردن شلتوک ارائه گردید. آزمایش ها در سه سطح تابش مادون قرمز (صفر، 1000و Wm-22000) و سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و °C50) انجام پذیرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی مدل ارائه شده نشان داد مدل قادر است خصوصیت های خشک شدن شلتوک را در خشک کن ترکیبی به خوبی بیان کند. همچنین با توجه به بررسی اثر روش ترکیبی هوای گرم-مادون قرمز بر روی نرخ خشک شدن، نسبت افزایش ترک خوردگی، انرژی مورد نیاز برای شکستن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه، یک روش بهینه ارائه گردید. بهترین روش برای کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت دانه، روش ترکیبی هوای گرم در دمای °C40 و شدت تابش مادون قرمز در Wm-2 1000 است.کلید واژگان: شلتوک, مادون قرمز, مدل تک متغیره لایه نازک, خشک کردن ترکیبیA practical model including a parameter as a function of drying condition were introduced to predict the effect of far-infrared radiation (FIR) in a combined rough rice drying process. Tests were conducted in three replication for four levels of FIR (0, 0.1, 0.2 and 0.3 Wcm-2) and three levels of inlet air temperature (30, 40 and 500C). The results obtained from the simulation of the proposed model demonstrated that the models were capable satisfactorily express the characteristics of drying rough rice in combined dryer. Also due to the effects of combination of hot air and FIR drying technique on drying rates, cracking enhancement ratio (CER), required breaking energy for grain, specific energy consumption (SEC) and optimal method was presented. Combination of hot air at temperature of 40 0C and FIR at intensity of 1000 W.m-2 is the best way to have lowest SEC and highest grain quality point of view.Keywords: Rough Rice, Far-infrared Radiation, Single Parameter Thin Layer Model, Combined Drying
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.