انتخاب بهترین مدل سینتیکی در خشک‌کردن قارچ دکمه‌ای توسط سامانه مادون‌قرمز

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف: قارچ دکمه‌ای (Agaricus bisporus) یک ماده غذایی با ارزش تغذیه‌ای 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 می‌باشد. قارچ دکمه‌ای محصولی با فسادپذیری بالا است که مدت ماندگاری آن‌ در دمای 4 درجه سانتی‌گراد حداکثر 8 روز می‌باشد. در این پژوهش جهت افزایش زمان ماندگاری قارچ دکمه‌ای و تولید محصولی با کیفیت بالا، از خشک‌کن مادون‌قرمز (IR) استفاده و سینتیک انتقال جرم نمونه‌ها اندازه‌گیری شد.
مواد و روش‌ها: لذا در این تحقیق خشک شدن قارچ دکمه‌ای در یک خشک‌کن مادون‌قرمز در توان‌های پرتودهی 150، 250 و 375 وات و در فواصل 5، 10، 15 و 20 سانتی‌متر بررسی شد. تأثیر 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 کاملاً تصادفی بررسی شد. جهت مدل‌سازی سینتیک خشک کردن، 9مدل‌ریاضی شامل انتشار فیک، تقریب انتشار، پیج، پیج اصلاح‌شده، نیوتن، میدیلی، لگاریتمی، ورما، دوجمله‌ای بررسی و بهترین مدل با بیشترین ضریب تبیین بالا و کمترین خطای استاندارد، انتخاب شد.
یافته‌ها: نتایج نشان‌داد تأثیر توان و فاصله لامپ پرتودهی بر فرآیند خشک شدن قارچ دکمه‌ای معنی‌دار می‌باشد. افزایش توان لامپ مادون‌قرمز از 150 به 375 وات و کاهش فاصله لامپ از نمونه از 20 به 5 سانتی‌متر، زمان خشک شدن قارچ دکمه‌ای را به ترتیب 7/56 و 3/55 درصد کاهش داد. بیشترین زمان خشک شدن مربوط به توان 150 وات و فاصله 20 سانتی‌متری 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 سانتی‌متری لامپ بود که مدت‌زمان ثبت‌شده برای این تیمار 30 دقیقه بود. با افزایش توان لامپ و کاهش فاصله لامپ پرتودهی در فرآیند خشک شدن قارچ دکمه‌ای، ضریب نفوذ مؤثر رطوبت یک‌روند 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 می‌یابد (در فاصله 5 سانتی‌متری از لامپ). با افزایش فاصله نمونه از لامپ 250 وات از 5 به 20 سانتی‌متر، ضریب نفوذ مؤثر رطوبت برای قارچ دکمه‌ای از m2s-1 9-10×0/7 به m2s-1 9-10×2/2 کاهش یافت.
نتیجه‌گیری: ضریب نفوذ مؤثر رطوبت قارچ دکمه‌ای بین 9-10×2/1 تا 9-10×0/11 مترمربع بر ثانیه به دست آمد. در مدل‌سازی فرآیند خشک شدن قارچ مدل پیج همخوانی بهتری با نتایج آزمایشگاهی در مقایسه با سایر مدل‌ها داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Selection of the Best Kinetic Model in Drying of Button Mushroom by Infrared System

نویسندگان [English]

  • F. Salehi 1
  • M. Kashaninezhad 2
  • A. Sadeghi Mahounak 2
  • A.M. Ziaiefar 3
1 PhD Graduated, Faculty of Food Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Faculty member, Faculty of food Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
3 Faculty member, Faculty of food Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: Button 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 methods: In 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.
Results: The 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.
Conclusion: Effective 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.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Effective diffusivity coefficients
  • Infrared
  • Drying kinetics
  • Page Model

مراجع

  1. Brennan, M., Le Port, G., and Gormley, R. 2000. Post-harvest treatment with citric acid or hydrogen peroxide to extend the shelf life of fresh sliced mushrooms. LWT-Food Science and Technology. 33: 4.285-289.
  2. Salehi, F. 2019. Characterization of different mushrooms powder and its application in bakery products: A review. International J. of Food Properties. 22: 1.1375-1385.
  3. Giri, S., and Prasad, S. 2007. Drying kinetics and rehydration characteristics of microwave-vacuum and convective hot-air dried mushrooms. J of Food Engineering. 78: 2.512-521.
  4. Salehi, F., Kashaninejad, M., Sadeghi Mahoonak, A.R., and Ziaiifar, A.M. 2016. Drying of button mushroom by infrared-hot air system. Iranian J. of Food Science and Technology. 13: 59.151-159.
  5. Singh, J., Sindhu, S.C., Sindhu, A., and Yadav, A. 2016. Development and evaluation of value added biscuits from dehydrated shiitake (Lentinus edodes) mushroom. International J. of Current Research. 8: 3.27155-27159.
  6. Salehi, F., and Kashaninejad, M. 2018. Mass transfer and color changes kinetics of infrared-vacuum drying of grapefruit slices. International J. of Fruit Science. 18: 4.394-409.
  7. Salehi, F., Kashaninejad, M., Akbari, E., Sobhani, S.M., and Asadi, F. 2016. Potential of sponge cake making using infrared–hot air dried carrot. J. of Texture Studies. 47: 1.34-39.
  8. Mehrnia, M.A., Bashti, A., and Salehi, F. 2017. Experimental and modeling investigation of mass transfer during infrared drying of Quince. Iranian Food Science and Technology Research J. 12: 6.758-766.
  9. Nimmol, C. 2010. Vacuum far-infrared drying of foods and agricultural materials. The J. of the King Mongkut’s University of Technology North Bangkok. 20: 1.37-44.
  10. Salehi, F. 2020. Recent applications and potential of infrared dryer systems for drying various agricultural products: A review. International J. of Fruit Science. 20: 3.586-602.
  11. Afzal, T., Abe, T., and Hikida, Y. 1999. Energy and quality aspects during combined FIR-convection drying of barley. J of Food Engineering. 42: 4.177-182.
  12. Li, H., and Moray, R.V. 1984. Thin-layer drying of yellow dent corn. Transactions of the ASAE. 27: 2.581-585.
  13. Omid, M., Yadollahinia, A., and Rafiee, S. 2006 A thin-layer drying model for paddy dryer, in:  Proc. of the International conference on Innovations in Food and Bioprocess Technologies, AIT, Pathumthani, Thailand, 12th, , pp. 202-211.
  14. Doymaz, I., and Pala, M. 2003. The thin-layer drying characteristics of corn. J of Food Engineering. 60: 2.125-130.
  15. Doymaz, I. 2007. The kinetics of forced convective air-drying of pumpkin slices. J of Food Engineering. 79: 1.243-248.
  16. Salehi, F., Kashaninejad, M., Siahmansouri, P., and Moradi, E. 2017. Moisture loss kinetics of persimmon during combined hot air-infrared drying process. J. of Food Technology and Nutrition. 4. 2.39-48.
  17. Salehi, F., Kashaninejad, M., and Jafarianlari, A. 2017. Drying kinetics and characteristics of combined infrared-vacuum drying of button mushroom slices. Heat Mass Transfer. 53: 5.1751-1759.
  18. Hebbar, H.U., Vishwanathan, K., and Ramesh, M. 2004. Development of combined infrared and hot air dryer for vegetables. J of Food Engineering. 65: 4.557-563.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 12، شماره 2
اسفند 1399
صفحه 129-138

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار