SUPERVISOR
Ali Nasirpour,Morteza Sadeghi
علی نصیرپور (استاد مشاور) مرتضی صادقی (استاد راهنما)
STUDENT
Hassan Mahdieh Najafabadi
حسن مهدیه نجف آبادی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
TITLE
Drying of diced and grated quince fruit using fluidized bed method
Drying is one of the oldest and most important processes used to preserve food products. This process reduces the biochemical, chemical and microbial changes of the products and increases their shelf life by reducing the water and enzymatic activity. In addition, drying is known as an operation to increase the value added of the food products. In this regard, drying of fruits with the aim of producing different types of fruit tea has become very popular in recent years. Quince fruit is an aromatic product with high levels of pectin, phenols, protein, carbohydrate, as well as mineral elements in terms of nutritional value and medicinal importance. In addition to freshly use of some varieties, this fruit can be used in cooking various foods giving a very excellent taste and fragrance, and also in preparation of jam, jelly, and marmalade. Moreover, quince tea could be an alternative use which is prepared by drying of the small pieces of the fruit and then boiling them in hot water. In this study, drying process of diced and sliced (grated) pieces of the quince fruit with initial moisture content of 85% (w.b.) was done using fixed bed and fluidized bed hot air methods at temperatures of 50, 60 and 70 °C. In the fixed bed and fluidized bed methods, air velocity was 0.5 and 2 m s -1 , respectively. Moreover, in the fluidized bed method, a vibrating system with the amplitude of 3 mm and frequency of 80 Hz was used in the 15-20 min of the beginning of the process to prevent agglomeration of the particles. Drying kinetics, color indices ( Lab ), and water absorption capacity were determined and compared for different treatments. At the end of the process, the quince tea was prepared from different treatments and then compared using sensory evaluation in three stages in terms of taste and color. The results showed that the effect of drying method and drying temperature on drying duration was significant, but the effect of the particles shape was not significant. Moreover, the interaction effect of drying method and particles on drying time was only significant. The effect of drying method and drying temperature on water absorption capacity at 5% probability level, and the effect of particles shape at 1% probability level was significant. Investigating the color indices of the dried samples showed that only the effect of the shape of fruit pieces on the color index of L was significant at 5% probability level, and the effect of this factor on the color index of a was significant at 1% probability level. The effect of drying method, temperature and shape of particles on the color index of b were all significant at 5% probability level. Only for two treatments of the grated sample dried by the fixed bed method at 50 °C and the diced sample dried by the fixed bed method at 70 ° C, the constant drying rate was observed and for other treatments the drying rate was falling. The Handerson and Pabis model was the best model for predicting drying kinetics of the grated particles dehydrated by the fixed bed method at 60 °C, diced (cubic) particles dehydrated by the fixed bed method at 50 °C and 70 °C, and diced particles dehydrated by the fluidized bed method at 50 °C and 70 °C. The Midili model was also selected for the grated particles dried by the fixed bed method at 50 °C and 70 °C, the grated particles dried by the fluidized bed method at 50 °C, 60 °C, and 70 °C, diced particles dried by the fixed bed method at 60 °C, and diced particles dried by the fluidized bed method at 70 °C. Based on the sensory evaluation performed among 8 samples at three steps, the prepared quince tea with the grated samples dried by the fixed bed method at 50 °C, ranked the first in terms of color. Regarding the taste of the prepared quince tea the cube-shaped samples dried by the fixed bed method at 70 °C ranked the first. Keywords Color indices, drying kinetics, fixed bed, fluidized bed, quince tea, sensory evaluation, water absorption capacity.
خشک کردن محصولات غذایی یکی از قدیمیترین و مهمترین فرآیندهای مورد استفاده برای حفظ مواد غذایی است که با کاهش فعالیت آبی و آنزیمی، منجر به کاهش تغییرات بیوشیمیایی، شیمیایی و میکروبی محصولات شده و افزایش ماندگارى آنها را در پی دارد. به علاوه، خشک کردن به عنوان روشی برای بالا بردن ارزش افزوده فرآوردههای غذایی شناخته شده است. در این بین خشک کردن میوهها با هدف تولید انواع چای و دمنوشهای گیاهی در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. میوه بِه یک محصول معطر و دارای بوی مطبوع بوده که با دارا بودن سطح بالای پکتین ، فنولها، پروتئین، کربوهیدرات، و همچنین عناصر معدنی از نظر ارزش غذایی و اهمیت پزشکی مورد توجه قرار گرفته است. از موارد استفاده این میوه علاوه بر تازه خوری بعضی از ارقام میتوان به طبخ آن همراه با غذاهای مختلف به عنوان طعمدهنده و معطرکننده بسیار عالی، تهیه مربا، مارمالاد و ژله اشاره کرد. همچنین از مهمترین موارد مصرف این میوه میتوان به تهیه دمنوش یا چای بِه به وسیله فرآیند خشک کردن قطعات این میوه اشاره کرد. در این تحقیق فرآیند خشک کردن قطعات مکعبی و خلال شده (رنده شده) میوه بِه با محتوای رطوبتی اولیه حدود 85 درصد (بر پایه تر) با دو روش هوای داغ بستر ثابت و بستر شناور در دماهای 50، 60 و 70 درجه سلسیوس انجام شد. در روش بستر ثابت از سرعت جریان هوای 5/0 متر بر ثانیه و در روش بستر شناور برای شناورسازی قطعات میوه از سرعت هوای 2 متر بر ثانیه استفاده شد. همچنین در روش بستر شناور برای جلوگیری از تودهای شدن قطعات از یک سیستم ارتعاشی با دامنه ارتعاشی 3 میلیمتر و فرکانس ارتعاشی 80 هرتز در 15 تا 20 دقیقه ابتدایی فرآیند استفاده شد. سینتیک خشک شدن، ظرفیت بازجذب آب و شاخصهای رنگ L ، a و b تعیین و در روشهای مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. در پایان آزمایشها، از نمونههای خشک شده دمنوش تهیه شده و با استفاده از ارزیابی حسی در سه مرحله از لحاظ طعم و رنگ مقایسه شدند. نتایج نشان داد که اثر روش خشک کردن و دمای خشک کردن بر زمان خشک کردن معنیدار، اما اثر شکل قطعات مکعبی یا رنده شده معنیدار نشد. همچنین در مورد اثر متقابل عوامل مختلف آزمایش بر زمان خشک شدن تنها اثر متقابل روش خشک کردن و شکل قطعات بر زمان خشک شدن معنیدار شد. اثر روش خشک کردن و دمای خشک کردن بر ظرفیت باز جذب آب در سطح احتمال 5 درصد و اثر شکل قطعات در سطح احتمال 1 درصد معنیدار شد. نتایج شاخصهای رنگی نمونههای خشک شده نشان دادکه تنها اثر شکل قطعات میوه بر شاخص رنگی L در سطح احتمال 5 درصد و بر شاخص رنگی a در سطح احتمال 1 درصد معنیدار شد. اثر روش خشک کردن، دما و شکل ذرات بر شاخص رنگی b همگی در سطح احتمال 5 درصد معنیدار شد. برای دو تیمار نمونه رنده شده در روش بستر ثابت در دمای 50 درجه سلسیوس و نمونه مکعبی شکل در روش بستر ثابت در دمای 70 درجه سلسیوس آهنگ ثابت خشک کردن مشاهده گردید و در سایر تیمارها آهنگ خشک شدن به صورت نزولی بود. مدل هندرسون و پابیس برای تیمارهای قطعات رنده شده در روش بستر ثابت در دمای 60 درجه سلسیوس، قطعات مکعبی در روش بستر ثابت در دماهای 50 و 70 درجه سلسیوس و قطعات مکعبی در روش بستر شناور در دماهای 50 و 70 درجه سلسیوس و مدل میدیلی برای تیمارهای قطعات رنده شده در روش بستر ثابت در دماهای 50 و 70 درجه سلسیوس، قطعات رنده شده در روش بستر شناور در دماهای50، 60 و 70 درجه سلسیوس و قطعات مکعبی در روش بستر ثابت در دمای 60 درجه سلسیوس و قطعات مکعبی در روش بستر شناور در دمای 70 درجه سلسیوس به عنوان بهترین مدل تجربی پیشبینی کننده سینتیک خشک شدن انتخاب شدند. در ارزیابی حسی که بین 8 نمونه و طی سه مرحله انجام گرفت، دمنوش تهیه شده از نمونههای رنده شده در روش بستر ثابت در دمای 50 درجه سلسیوس، از نظر رنگ در رتبه اول قرار گرفت. همچنین از نظر طعم، دمنوش تهیه شده از نمونههای مکعبی شکل در روش بستر شناور در دمای 70 درجه سلسیوس، در رتبه اول قرار گرفت. کلمات کلیدی: ارزیابی حسی، بستر ثابت، بستر شناور، چای بِه، شاخصهای رنگی، سینتیک خشک شدن، ظرفیت بازجذب آب.