ارزیابی اثرات توام روش های جابه جایی حرارت و تابش اشعه مادون قرمز بر خشک کردن لایه نازک قارچ خوراکی

قارچ‎‎های خوراکی دکمه‎ای (agaricus bisporus) به عنوان منابع غذایی پر پروتئین، کم کالری و مصارف دارویی امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته‎اند. برای جلوگیری از تغییر رنگ و حفظ کیفیت قارچ در طی انبارداری بایستی این محصول خشک شود. یکی از روش‎های جدید در خشک‎کردن مواد غذایی، استفاده از انرژی تشعشعی مادون قرمز است. در این تحقیق با به کارگیری یک دستگاه خشک کن آزمایشگاهی فرآیند خشک شدن لایه نازک قارچ خوراکی دکمه‎ای به سه روش جریان هوای گرم، تابش مادون قرمز و ترکیبی جریان هوای گرم- تابش مادون قرمز مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش های خشک کردن تاثیر تغییرات سه عامل روش خشک کردن، دمای خشک کردن و سرعت جریان هوای گرم بر روی پارامتر زمان خشک کردن، ضریب انتشار رطوبت و انرژی فعالسازی در دماهای 40، 50 و 60 درجه سلسیوس و سه سرعت جریان هوای 5/0، 7/0 و 1 متر بر ثانیه و در سه روش خشک کردن جریان هوای گرم، تابش مادون قرمز و ترکیبی مورد مطالعه قرار گرفت. منحنی های خشک شدن با استفاده از داده های آزمایش بدست آمد و 9 مدل تجربی استاندارد بر کیفیت آن ها برازش داده شد و کیفیت برازش آنها بر حسب سه پارامتر ضریب تعیین (r2)، مربع کای ( ) و ریشه متوسط مربع خطای داده‎ها (rmse) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی عملکرد خشک کن آزمایشگاهی، بازده مصرف گرمای خشک کن و جهت بررسی اثر شرایط گوناگون خشک کردن بر ویژگی کیفی ورقه‎های خشک شده، مقدار تغییر رنگ و میزان پروتئین نمونه‎ها، اندازه‎گیری و روند تغییرات آن ها بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که تاثیر فاکتورهای روش خشک کردن، دما و سرعت جریان هوا و اثرهای متقابل دو و سه گانه آنها بر روی فرآیند خشک شدن معنی‎دار است. با افزایش دما در هر سه روش خشک کردن زمان خشک کردن کاهش یافت. افزایش سرعت جریان هوا در روش‎های جریان هوای گرم و تابش مادون قرمز به ترتیب موجب کاهش و افزایش زمان خشک کردن گردید و در روش ترکیبی افزایش سرعت جریان هوا تاثیر چندانی بر زمان خشک کردن نداشت. روش ترکیبی زمان خشک کردن را نسبت به روش جریان هوای گرم 73-51 درصد و نسبت به روش تابش مادون قرمز 48-12 درصد کاهش می‎دهد. ضریب انتشار رطوبت قارچ خوراکی در روش جریان هوای گرم در محدوده 9-10× (879/2-234/1)، در روش تابش مادون قرمز در محدوده 9-10× (456/4-383/2) و در روش ترکیبی در محدوده 9-10× (297/6-66/3) متر مربع بر ثانیه تغییر می‎کرد. مقدار انرژی فعال سازی (ea) در سه روش خشک کردن و در تمامی سرعت‎ها و دماهای آزمایش شده در محدوده‎ی 13/11 تا 56/46 کیلو ژول بر مول قرار داشت. در مدل سازی فرآیند، مدل‎های پیج اصلاح شده، درجه‎ی دو و پیج به ترتیب در سه روش جریان هوای گرم، تابش مادون قرمز و ترکیبی با توجه به برازش داده‎ها و کم بودن ضرایب ثابت ارجحیت دارند. میزان تغییرات رنگ در روش تابش مادون‎قرمز نسبت به روش جریان هوای 16% و میزان تغییرات رنگ در روش ترکیبی نسبت به روش تابش مادون قرمز 18% بیشتر می‎باشد و بهترین حالت از نظر کم بودن تغییرات رنگ نیز خشک کردن به روش جریان هوای گرم در دمای 40 درجه سلسیوس و سرعت جریان هوای 1 متر بر ثانیه است. با توجه به نتایج بدست آمده، بالاترین بازده مصرف گرمای خشک کن در روش جریان هوای گرم 29% در دمای 50 درجه سلسیوس و سرعت جریان هوای 1 متر بر ثانیه، در روش تابش مادون قرمز 78% در دمای 60 درجه سلسیوس و سرعت جریان هوای 5/0 متر بر ثانیه و در روش ترکیبی 38% در دمای 60 درجه سلسیوس و سرعت جریان هوای 7/0 متر بر ثانیه بدست آمد. به‎طور میانگین میزان پروتئین نمونه ها در روش تابش مادون‎قرمز و روش ترکیبی جریان هوای گرم- تابش مادون‎قرمز نسبت به جریان هوای گرم به ترتیب 9/7% و 17% بیشتر می‎باشد. آزمایش ها نشان داد که در فرآیند خشک شدن ورقه قارچ خوراکی دکمه‎ای نرخ خشک شدن ثابتی وجود ندارد و بیشتر فرآیند خشک شدن در دوره نزولی خشک شدن اتفاق می‎افتد.