بهینه‌سازی فرآیند تولید قرص فشرده گوجه‌فرنگی بر مبنای ویژگی‎های فیزیکی، مکانیکی و حرارتی در شرایط هوای گرم با پیش تیمار مایکروویو

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 3، دوره 16، شماره 1 - شماره پیاپی 61، فروردین و اردیبهشت 1399، صفحه 29-42   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v16i2.78894

نویسندگان

منوچهر رشیدی؛ رضا امیری چایجان^* ؛ علی قاسمی

گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

چکیده

در این پژوهش اثر متغیرهای خشک‌کردن به شیوه هوای ‌گرم با اعمال پیش تیمار مایکروویو شامل دمای هوا، سرعت هوا و مدت زمان مایکروویو بر ویژگی‌های فیزیکی (چروکیدگی و چگالی واحد)، مکانیکی (مقاومت به نفوذ) و حرارتی (ضریب انتشار مؤثر رطوبت و انرژی مصرفی خشک‌کردن) قرص فشرده تولید شده از پودر گوجه‌فرنگی مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند خشک‌کردن نمونه‌ها در پنج سطح دمایی 40، 50، 60، 70 و °C80، پنج سطح سـرعت هـوا 5/0، 1، 5/1، 2 و m/s 5/2 و پنج زمان مختلف فرآیند مایکروویو صفر (بدون اعمال مایکروویو)، 4، 8، 12 و s 16 در توان ثابت W 90 صورت گرفت. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها و بهینه‌سـازی فرآیند خشک‌کردن با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از پیش­تیمار مایکروویو سبب کاهش زمان خشک‌کردن و انرژی مصرفی آن و همچنین اثر معنی­داری بر بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی قرص­های فشرده تولید شده داشت. افزایش دمای هوای خشک‌کردن بر ضریب انتشار مؤثر رطوبت و چروکیدگی اثر مثبت و بر انرژی ویژه مصرفی خشک‌کردن، مقاومت به نفوذ و بر چگالی واحد اثر منفی داشت. با افزایش مدت زمان مایکروویو مقدار ضریب انتشار مؤثر رطوبت افزایش و با کاهش آن مقدار چروکیدگی محصول کاهش یافت. نقطه بهینه خشک‌کردن قرص فشرده تولید شده از پودر گوجه‌فرنگی در دمای °C50، سرعت هوا m/s 1 و مدت زمان مایکروویو s 4 به‌دست آمد. خشک‌کردن تحت شرایط کمترین دما (°C40) وکمترین زمان مایکروویو (s 4) سبب بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی قرص فشرده گردید.

کلیدواژه‌ها

بهینه‌سازی؛ پیش تیمار مایکروویو؛ قرص فشرده گوجه‌فرنگی؛ خشک‌کردن

مراجع

احمدی قویدلان، م و امیری چایجان، ر. (1396). استفاده از روش سطح پاسخ جهت بهینه‌سازی خشک‌کردن فندق در بسترسیال مادون‌قرمز. پژوهش های صنایع غذایی، 26(4): 639-657.‎

احمدی قویدلان، م و امیری چایجان، ر. (1396). بهینه‌سازی خشک‌کردن مغز فندق در خشک‌کن مادون قرمز با پیش‌تیمار مایکروویو به کمک روش سطح پاسخ. علوم و صنایع غذایی ایران، 14(64): 178-165.

خاکباز حشمتی، م و سیفی مقدم، ا. (1396). بررسی تکنیک متناوب مایکروویو-هوای گرم بر خواص کیفی و تغذیه‌ای برگه‌های کیوی خشک شده. پژوهش های صنایع غذایی، 27(1): 111-126.‎

زرین‌نژاد، م و امیری چایجان، ر. (1395). تعیین شرایط بهینه فرآیند خشک کردن پسته در خشک کن مایکروویو بستر سیال. مجله علوم و صنایع غذایی، 13(57): 13-24.

سالک، ف و قنبریان، د. (1395). اثر دما و رطوبت بر برخی از ویژگی‌های مکانیکی دانه سویا تحت بارگذاری شبه استاتیک. نشریه پژوهش های صنایع غذایی، 4(26): 705-714.

صفری، م، امیری‌چایجان، ر و علائی، ب. (1396). مدل‌سازی برخی خواص حرارتی و فیزیکی مغز بادام در خشک‌کن خلائی مادون قرمز با پیش‌تیمار میکروویو. مهندسی زراعی، 39(1): 21-37.

ندیم، ز و احمدی، ا. (1395). بررسی برخی خواص رئولوژیکی توت فرنگی پوشش‌دهی شده با متیل سلولز. ماشین‌های کشاورزی، 6(1): 153-162.

Adiba, B. D., Salem, B., Nabil, S., & Abdelhakim, M. (2011). Preliminary characterization of food tablets from date (Phoenix dactylifera L.) and spirulina (Spirulina sp.) powders. Powder Technology, 208(3), 725-730.

And, G. L., & Barrett, D. M. (2006). Influence of Pre‐drying Treatments on Quality and Safety of Sun‐dried Tomatoes. Part I: Use of Steam Blanching, Boiling Brine Blanching, and Dips in Salt or Sodium Metabisulfite. Journal of Food Science, 71(1), S24-S31.

Artnaseaw, A., Theerakulpisut, S., Benjapiyaporn, C. 2010. Development of a vacuum heat pump dryer for drying chilli. Biosystems engineering, 105(1), 130-138.

Aziz, M., Yusof, Y., Blanchard, C., Saifullah, M., Farahnaky, A., & Scheiling, G. (2018). Material Properties and Tableting of Fruit Powders. Food Engineering Reviews, 1-15.

Burubai, W., Akor, A., Igoni, A., Uyate, Y. 2007. Effects of temperature and moisture content on the strength properties of African nutmeg (Monodora myristica). Bulgarian Journal of Agricultural Science, 13(6), 703.

da Silva, L. B., Queiroz, M. B., Fadini, A. L., da Fonseca, R. C., Germer, S. P., & Efraim, P. (2016). Chewy candy as a model system to study the influence of polyols and fruit pulp (açai) on texture and sensorial properties. LWT-Food Science and Technology, 65, 268-274.

Demiray, E., Tulek, Y., & Yilmaz, Y. (2013). Degradation kinetics of lycopene, β-carotene and ascorbic acid in tomatoes during hot air drying. LWT-Food Science and Technology, 50(1), 172-176.

Figiel, A. (2010). Drying kinetics and quality of beetroots dehydrated by combination of convective and vacuum-microwave methods. Journal of Food Engineering, 98(4), 461-470.

Ghasemi, A., & Chayjan, R. A. (2018). Optimization of Pelleting and Infrared-Convection Drying Processes of Food and Agricultural Waste Using Response Surface Methodology (RSM). Waste and Biomass Valorization, 1-19.

Kantrong, H., Tansakul, A., & Mittal, G. S. (2014). Drying characteristics and quality of shiitake mushroom undergoing microwave-vacuum drying and microwave-vacuum combined with infrared drying. Journal of food science and technology, 51(12), 3594-3608.‏

Liu, F., Cao, X., Wang, H., & Liao, X. (2010). Changes of tomato powder qualities during storage. Powder Technology, 204(1), 159-166.

Marfil, P., Santos, E., & Telis, V. (2008). Ascorbic acid degradation kinetics in tomatoes at different drying conditions. LWT-Food Science and Technology, 41(9), 1642-1647.

Nualkaekul, S., Deepika, G., & Charalampopoulos, D. (2012). Survival of freeze dried Lactobacillus plantarum in instant fruit powders and reconstituted fruit juices. Food research international, 48(2), 627-633.

Ong, M., Yusof, Y., Aziz, M., Chin, N., & Amin, N. M. (2014). Characterisation of fast dispersible fruit tablets made from green and ripe mango fruit powders. Journal of Food Engineering, 125, 17-23.

Purkayastha, M. D., Nath, A., Deka, B. C., & Mahanta, C. L. (2013). Thin layer drying of tomato slices. Journal of food science and technology, 50(4), 642-653.

Samuelsson, R., Larsson, S. H., Thyrel, M., & Lestander, T. A. (2012). Moisture content and storage time influence the binding mechanisms in biofuel wood pellets. Applied energy, 99, 109-115.

Shamsudin, I., Anuar, M., & Tahir, S. (2012). Compaction of sweet potato (Ipomoea Batatas L.) and stevia rebaudiana food powders. Particulate Science and Technology, 30(2), 136-144.

Śledź, M., Nowacka, M., Wiktor, A., & Witrowa-Rajchert, D. (2013). Selected chemical and physico-chemical properties of microwave-convective dried herbs. Food and Bioproducts Processing, 91(4), 421-428.

Tumuluru, J. S., Wright, C. T., Hess, J. R., & Kenney, K. L. (2011). A review of biomass densification systems to develop uniform feedstock commodities for bioenergy application. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 5(6), 683-707.

Widodo, R. T., & Hassan, A. (2015). Compression and mechanical properties of directly compressible pregelatinized sago starches. Powder Technology, 269, 15-21.

Wongsiriamnuay, T., & Tippayawong, N. (2015). Effect of densification parameters on the properties of maize residue pellets. Biosystems Engineering, 139, 111-120.

Workneh, T. S., & Oke, M. O. (2013). Thin layer modelling of microwave-convective drying of tomato slices. International journal of food engineering, 9(1), 75-90.

Yusof, Y., Mohd Salleh, F., Chin, N., & Talib, R. (2012). The drying and tabletting of pitaya powder. Journal of Food Process Engineering, 35(5), 763-771.

Zarein, M., Samadi, S. H., & Ghobadian, B. (2015). Investigation of microwave dryer effect on energy efficiency during drying of apple slices. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 14(1), 41-47.

Zea, L. P., Yusof, Y. A., Aziz, M. G., Ling, C. N., & Amin, N. A. M. (2013). Compressibility and dissolution characteristics of mixed fruit tablets made from guava and pitaya fruit powders. Powder technology, 247, 112-119.

Zhang, Z., Song, H., Peng, Z., Luo, Q., Ming, J., & Zhao, G. (2012). Characterization of stipe and cap powders of mushroom (Lentinus edodes) prepared by different grinding methods. Journal of Food Engineering, 109(3), 406-413.