اثر سرعت جریان هوا بر فرآیند پیش‌‌خنک‌‌کاری انار با هوای سرد اجباری در انتقال حرارت ناپایا

ماشین های کشاورزی

مقاله 7، دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 15، 1397، صفحه 79-91   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v8i1.48911

نویسندگان

محمدعلی به آئین^{* 1}؛ اصغر محمودی¹؛ سید فرامرز رنجبر²

¹گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

²گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

کاهش دما در محصولات باغبانی به‌وسیله عمل پیش‌خنک‌‌کاری باعث کاهش تنفس و فعالیت میکروارگانیسم‌‌ها و افزایش کیفیت محصول می‌‌شود. استفاده از هوای فشرده برای خنک‌‌کاری محصولات زیادی از جمله محصولات نیمه‌‌گرمسیری مثل انار انجام می‎شود. به همین منظور، در پژوهش حاضر سرعت جریان هوای سرد به‌عنوان یکی از فاکتورهای تأثیرگذار بر خنک کردن محصول در سه سطح 0/5، 1 و 1/3 متر بر ثانیه و دمای 7/2 درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته شد. متغیرهای سرد شدن شامل فاکتور تأخیر، ضریب سرد شدن از داده‌‌های آزمایشی محاسبه و سپس زمان نیمه سرد شدن و هفت- هشتم سرد شدن در مرکز و لایه پوست انار به‌دست آمد. غیریکنواختی سرد شدن، شدت خنک‌‌کنندگی لحظه‌‌ای و ضریب انتقال حرارت همرفتی نیز در این دو لایه و در سرعت‌‌های مختلف تجزیه و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که افزایش سرعت هوا از 0/5 به 1/3 متر بر ثانیه باعث کاهش زمان نیمه سرد شدن و هفت- هشتم سرد شدن می‌‌گردد. بعد از 5000 ثانیه، تغییرات سرعت اثر کمی بر کاهش دمای مرکز و پوست انار بر جای گذاشت. غیریکنواختی سرد شدن در سرعت 0/5 متر بر ثانیه کم، در سرعت 1 متر بر ثانیه افزایش و در نهایت، در سرعت 1/3 متر بر ثانیه کاهش یافت. افزایش سرعت جریان هوای سرد باعث افزایش ضریب انتقال حرارت همرفتی شد که حداکثر این ضریب در سرعت 1/3 متر بر ثانیه به‌دست آمد. نتایج نشان داد که افزایش سرعت (در این آزمایش از 0/5 تا 1/3 متر بر ثانیه)، می‌تواند دو هدف سرعت خنک‌کاری (کاهش زمان نیمه و هفت- هشتم سرد شدن) و افزایش یکنواختی توزیع دما در انار را تأمین نماید.

کلیدواژه‌ها

انار؛ انتقال حرارت ناپایا؛ پیش‌‌خنک‌‌‌‌کاری؛ نرخ سرد شدن

مراجع

1. Anon. 1994. ASHRAE handbook: Method of precooling fruit, vegetables, and cut flowers. Refrigeration Systems and Applications.

2. AOAC, 1980. Official methods of analysis. AOAC, 13th edition, No. 22.013, p 361.

3. Askari Ardeh-Asli, E. 2006.Postharvest Technology.Yavaran publication, Iran, PP 430-431. (In Farsi).

4. Brosnan, T., and D. Sun. 2001. Precooling techniques and applications for horticultural products – a review. International Journal of Refrigeration 32: 154-170.

5. Castro, L. R., C. Vigneault, and L. A. B. Cortez. 2004. Effect of container opening area on air distribution during precooling of horticultural produce. Transactions of the ASAE 47 (6): 2033-2038.

6. Castro, L. R., C. Vigneault, and L. A. B. Cortez. 2005. Cooling performance of horticultural produce in containers with peripheral openings. Postharvest Biology and Technology 38: 254-261.

7. Dehghannya, J., M. Ngadi, and C. Vigneault. 2011. Mathematical modelling of airflow and heat transfer during forced convection cooling of produce considering various package vent areas. Food Control 22: 1393-1399.

8. Dennis, C. 1984. Effect of storage and distribution conditions on the quality of vegetables. Acta Horticulture 163: 85-104.

9. Dincer, I. 1993. Heat transfer coefficients in hydrocooling of spherical and cylindrical food products. Energy 18 (4): 335-340.

10. Dincer, I. 1995a. Airflow precooling of individual grapes. Journal of Food Engineering 26: 243-249.

11. Dincer, I. 1995b. Development of Fourier-Reynolds correlations for cooling parameters. Applied Energy 51: 125-138.

12. Dincer, I. 1996. An exact solution on the estimating of heat transfer rates during deep-freezing of slab products. Journal of Food Engineering 30: 417-423.

13. Dincer, I., and S. Dost. 1996. New correlations for heat transfer coefficients during direct cooling of products. International Journal of Energy Research 20 (7): 587-594.

14. Dincer, I. 1997. New effective Nusselt-Reynolds correlations for food cooling applications. Journal of Food Engineering 31: 59-67.

15. Emond, J. P., F. Mercier, S. O., Sadfa, M. Bourre, and A. Gakwaya. 1996. Study of parameters affecting cooling rate and temperature distribution in forced air precooling of strawberry. Transactions of the ASAE 39 (6): 2185-2191.

16. Fadavi, A., M. Barzegar, and M. H. Azizi. 2006. Determination of fatty acids and total lipid content in oilseed of 25 pomegranates varieties grown in Iran. Journal of Food Composition Analysis 19: 676-680.

17. Fikiin, A. G. 1983. Investigating the factors of intensifying fruits and vegetable cooling. International Journal of Refrigeration 6: 176-181.

18. Geankoplis, C. J. 1978. Transport Processes and Unit Operations. Allyn and Bacon, Boston, MA.

19. Golob, P., G. Farrell, and G. E. Orchard. 2002. Postharvest science and technology, Principles and practices.Vol. 1. Blackwell Science, p. 554.

20. Guillou, R. 1960. Forced air fruit cooling. Transactions of the ASAE 3 (2): 16-18.

21. Guillou, R. 1970. Precooling in the west. ASHRAE Symposium on Precooling Fruits and Vegetables 4: 3-11.

22. Hass, E., G. Felsenstein, A. Shitzer, and G. Manor. 1976. Factors affecting resistance to airflow through packed fresh fruit. ASHRAE Transactions 82 (2): 548-554.

23. Iranmanesh, M., and M. Malekyarand. 2012. Postharvest physiology (fruits & vegetables). Scientific and Applied Education Institute Publication. (In Farsi).

24. Kader, A. A. 2002. Postharvest technology of horticultural crops. Cooperative Extension of University of California, Division of Agricultural and Natural Resources, University of California, Davis, CA, Publication No. 3311.

25. Kumar, R., A. Kumar, and U. N. Murthy. 2008. Heat transfer during forced air precooling of perishable food products. Biosystems Engineering 99: 228-233.

26. Lambrinos, G., H. Assimaki, H. Manolopoulou, E. Sfakiotakis, and J. Porlimgis. 1997. Air precooling and hydrocooling of Hayward kiwifruit. Acta Horticulture 444: 561-566.

27. Lindsay, R. T., M. A. Neale, and H. J. M. Messer. 1983. Ventilation rates for positive ventilation of vegetables in bulk bins. Journal of Agricultural Engineering Research 28 (1): 33-44.

28. Mohseni, A. 2009. Identification and introduction of the best pomegranate exportcultivars in Iran. Office of Tropical and Subtropical Fruits. Publications of Agricultural Education. P. 38. (In Farsi).

29. Nalbandi, H., H. R. Ghasemzadeh, S. Seiidlou, F. Ranjbar, and J. Dehghanniya. 2014. Mathematical modelling of airflow and heat transfer during forced-air cooling of strawberries. ISESCO JOURNAL of Science and Technology 10 (17): 69-76.

30. Smale, N. J., J. Moureh, and J. Cortella. 2006. A review of numerical models of airflow in refrigerated food applications. International Journal of Refrigeration 29: 911-930.

31. Thompson, J. F., F. G. Mitchel, T. R. Rumsey, R. F. Kasmire, and C. H. Crisosto. 1998. Commercial cooling of fruits, vegetables, and flowers. University of California., ANR Publication 21567.

32. Zou, Q., O. U. Linus, and R. A. Mckibbin, 2006a. CFD modelling system for airflow and heat transfer in ventilated packaging for fresh foods: I. Initial analysis and development of mathematical models. Journal of Food Engineering 77 (4): 1037-1047.

33. Zou, Q., O. U. Linus, and R. A. Mckibbin. 2006b. CFD modelling system for airflow and heat transfer in ventilated packaging for fresh foods: II. Computational solution, software development and model testing. Journal of Food Engineering 77 (4): 1048-1058.