SUPERVISOR
Nasser Hamdami,Morteza Sadeghi
ناصر همدمی (استاد راهنما) مرتضی صادقی (استاد راهنما)
STUDENT
Shahabeddin Alinejadi
شهاب الدین علی نژادی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
TITLE
Study of Three Different Drying Methods of Mint Leaves (Forced Convection, Fluidized Bed and Electrohydrodynamic Drying)
A significant portion of the crops are dry In order to increase shelf life, reduce packaging costs, reduce traortation costs, maintain appearance, flavor and production of ready products. Electrohydrodynamic (EHD) method is one of the modern methods. In this way the high-voltage electric field is used to drying. Drying with electro hydro dynamic method is appropriate for sensitive materials such as agricultural products damaged by common drying method by using hot air. EHD drying mechanism is generally attributed to electric wind generated by electric field as the fundamental driving force to mass transfer occurs. Electric wind to deal more material stems, causing displacement and increased surface moisture gradient-mass (moisture). In developed countries, mint is among the most important herbs in everyday life are numerous applications. In developed countries, mint is including the Pharmaceutical plants has numerous applications in everyday life. In this study, drying mint with forced convection (cabinet), fluidized bed and EHD methods was studied. The still air was used in EHD drying and the temperature was controlled using the oven. In the cabinet and the fluidized bed drying, Temperature and air velocity control were performed using a control system. In EHD drying, mint drying experiments were performed at two temperatures 60 and 70 ?C and three different electrical field strength of 300, 350 and 380 kilovolts per meter; In cabinet and fluidized bed drying were performed in 60, 70 and 80 ?C. Qualitative parameters of dried mint leaves contains rehydration, shrinkage, water activity, color (L*, a*, b* and ?E) and antioxidant activity was measured. For data analysis the split plot design was used in a completely randomized design and the effect of each treatment and sampling absolute humidity factors on each of the quality parameters of dried product was checked out. The results showed that the effective moisture diffusivity of mint leaves increased with an increase in temperature and electric field strength in EHD drying, and increased with increasing temperature in cabinet and fluidized bed dryer and the values ??obtained were in a range of values ??obtained for food. Using the analytical solution of Fick's second law relationship Crank for infinite solving method, the average effective moisture diffusion coefficient estimated 1.37×10 -11 , 2.58×10 -11 and 5.44×10 -11 square meters per second respectively for cabinet, fluidized bed and EHD drying. Specific energy consumption that had demonstrated high performance drying system was determined and specific energy consumption of drying mint leaves style cabinet, fluidized bed and EHD drying estimated 146.75, 475.59 and 506.41 MJ kg of water evaporated. Drying method had a significant effect on rehydration, shrinkage, water activity and color index of dried samples. Although mint leaves drying time using EHD method compared to cabinet and the fluidized bed drying was more, However, due to low energy consumption, low shrinkage and more rehydration of dried samples, EHD could be a suitable replacement. Keywords: Drying mint, Electro hydro dynamic method, Fluidized bed dryer, Specific energy consumption.
بخش قابل توجهی از محصولات کشاورزی به منظور افزایش عمر ماندگاری، کاهش هزینه های بسته بندی، کاهش هزینه های حمل و نقل، حفظ شکل ظاهری، عطر و طعم اولیه و تولید فرآورده های آماده ، خشک می شوند. یکی از روش های نوین خشک کردن روش الکتروهیدرودینامیک می باشد . در این شیوه از میدان الکتریکی با ولتاژ بالا برای خشک کردن استفاده می شود . خشک کردن به شیوه الکتروهیدرودینامیک ( EHD) برای مواد حساس به حرارت های بالا مانند محصولات و فرآورده های غذایی که با استفاده از روش خشک کردن معمول به وسیله هوای داغ آسیب می بینند، مناسب می باشد. مکانیزم خشک شدن به شیوه EHD عموما به باد الکتریکی تولیدشده توسط میدان الکتریکی به عنوان نیروی محرکه اساسی در انتقال جرم نسبت داده می شود . باد الکتریکی به ماده تر برخورد می کند و سبب جابه جایی رطوبت سطحی و افزایش گرادیان انتقال جرم (رطوبت) می شود . در کشورهای توسعه یافته ، نعناع از جمله مهمترین گیاهان دارویی است که مصارف عدیده ای در زندگی روزمره مردم دارد . در این تحقیق خشک کردن نعناع با سه روش همرفت اجباری، بستر شناور و EHD مورد مطالعه قرار گرفت. در خشککردن به روش EHD از هوای ساکن استفاده میشود و کنترل دمای هوا با استفاده از آون صورت میگیرد. در دستگاههای خشککن جریان همرفت اجباری هوای داغ (کابینتی) و بستر شناور کنترل دما و سرعت هوای ورودی به کمک یک سیستم کنترلی انجام میگیرد. آزمایشهای خشک کردن نعناع برای خشککن EHD در دو دمای 60 و 70 درجه سلسیوس و سه قدرت میدان متفاوت 300، 350 و 380 کیلوولت بر متر و برای خشککن کابینتی و بسترشناور در سه دمای 70،60 و 80 درجه سلسیوس صورت گرفت . فراسنجههای کیفی برگهای خشکشده نعناع شامل شاخصهای باز جذب رطوبت، چروکیدگی، فعالیت آبی و رنگ (L*، a*، b* و ?E) و فعالیت آنتیاکسیدانی اندازهگیری شد. برای تجزیه و تحلیل دادهها از طرح آماری کرتهای خردشده در قالب طرح کاملاً تصادفی استفاده شد و اثر هر یک از فاکتورهای تیمار و رطوبت مطلق نمونه برداری بر هر یک از شاخصهای کیفی محصول خشکشده بررسی شد. نتایج برآورد ضریب نفوذ مؤثر رطوبت نشان داد که آهنگ خشک شدن برگ های نعناع در خشک کن EHD با افزایش دما و شدت میدان الکتریکی و در خشک کن های کابینتی و بستر شناور با افزایش دما افزایش یافت و مقادیر به دست آمده در محدوده مقادیر به دست آمده برای مواد غذایی بود. با استفاده از حل تحلیلی رابطه قانون دوم فیک به روش حل کرانک برای صفحه نامتناهی، مقدار ضریب انتشار مؤثر رطوبت برای روش EHD در محدوده 11- 10×14/1 تا 11- 10×87/9 متر مربع بر ثانیه، در بستر شناور در محدوده 12- 10×61/9 تا 11- 10×57/3 متر مربع بر ثانیه و در خشک کن کابینتی در محدوده 11- 10×28/1 تا 11- 10×45/1 متر مربع بر ثانیه بود. همچنین مصرف انرژی ویژه که بیانگر کارآیی نوع سیستم خشککردن بود تعیین شد و نتایج نشان داد که مصرف انرژی در روش کابینتی بیشتر از دو روش دیگر بود. میانگین انرژی مصرفی خشک کردن برگ های نعناع به شیوه کابینتی، بستر شناور و EHD به ترتیب برابر 75/146، 59/475 و 41/506 مگاژول بر کیلوگرم آب تبخیرشده بود. شیوه خشک کردن اثر معنی داری بر بازجذب آب، چروکیدگی، فعالیت آبی و شاخص رنگ نمونه های خشک شده داشت. اگرچه مدت زمان خشک شدن برگ های نعناع به شیوه EHD در مقایسه با روش های بستر شناور و جریان همرفت اجباری هوای داغ بیش تر بود، اما با توجه به انرژی مصرفی پایین، چروکیدگی کم تر و بازجذب آب بیش تر نمونه های خشک شده، می تواند جایگزین مناسبی باشد. واژههای کلیدی: خشککردن نعناع، روش الکتروهیدرودینامیک، خشککن بستر شناور، مصرف ویژه انرژی