2-5 انواع رطوبت…………………………………………………………………………………17

2-5-1 رطوبت اولیه………………………………………………………………………………17

2-5-2 رطوبت ماکزیمم…………………………………………………………………………..17

2-5-3 رطوبت سطحی……………………………………………………………………………17

2-5-4 رطوبت تعادلی…………………………………………………………………………….18

2-5-5 رطوبت آزاد……………………………………………………………………………….18

2-5-6 رطوبت پیوندی …………………………………………………………………………..18

2-5-7 رطوبت غیرپیوندی……………………………………………………………………….18

2-5-8 رطوبت نمودار بیشینه…………………………………………………………………….19

2-5-9 رطوبت بحرانی……………………………………………………………………………19

2-5-10 رطوبت نهایی……………………………………………………………………………19

2-6 پارامترهای موثر در طراحی خشک کن ها………………………………………………..21

2-6-1 مشخصات مواد……………………………………………………………………………21

2-6-2 خواص ترمودینامیکی هوا………………………………………………………………..21

2-6-3 وضعیت آب درون ماده…………………………………………………………………..22

2-6-4 نحوه ی حرارت دهی به ماده…………………………………………………………….22

2-7 تعیین تجربی سرعت خشک کردن………………………………………………………….24

2-8 مکانیسم حرکت رطوبت در جامدات………………………………………………………..28

2-9 دسته بندی خشک کن ها……………………………………………………………………..37

2-10 بررسی خشک کن ها بر اساس نحوه ی تماس گاز جامد…………………………………38

2-11 معرفی چند نوع خشک کن کاربردی……………………………………………………..40

2-11-1 خشک کن سینی دار…………………………………………………………………….40

2-11-2 خشک کن پاششی………………………………………………………………………. 41

2-11-3 خشک کن استوانه ای……………………………………………………………………43

2-11-4 خشک کن با فیلم نازک …………………………………………………………………44

2-11-5 خشک کن نوارنقاله ای………………………………………………………………….45

2-11-6 خشک کن دوار………………………………………………………………………….45

2-11-7 خشک کن انجمادی………………………………………………………………………46

2-11-8 خشک کن بستر سیال……………………………………………………………………47

2-11-9 خشک کن سیلویی……………………………………………………………………….48

2-11-10 خشک کن کوره ای و اتاقکی…………………………………………………………48

2-11-11 خشک کن تونلی……………………………………………………………………….49

2-12 انتخاب خشک کن…………………………………………………………………………..51

فصل سوم : فرایند خشک کردن و اندازه گیر ضریبانتقال جرم

3-1 نفوذ و انتقال جرم ……………………………………………………………………………54

3-2 نفوذ در جامدات………………………………………………………………………………57

3-2-1 نفوذ مطابق قانون فیک……………………………………………………………………57

3-2-2 نفوذ ناپایا…………………………………………………………………………………..57

3-3ضرائب انتقال جرم……………………………………………………………………………59

3-4 مقدمه ای بر انتقال حرارت………………………………………………………………….63

3.5 اصول انتقال حرارت جابجایی……………………………………………………………….65

3-5-1 انتقال حرارت با جابجایی طبیعی…………………………………………………………66

3-5-2 انتقال حرارت با جابجایی اجباری………………………………………………………..68

3-6 انتقال همزمان جرم و حرارت……………………………………………………………….69

فصل چهارم: خواص مهندسی غذاها

4-1 خواص مهندسی غذاها……………………………………………………………………….72

4-1-1 خواص دمایی………………………………………………………………………………72

4-1-2 گرمای مخصوص…………………………………………………………………………73

4-1-3 نفوذ دمایی………………………………………………………………………………….74

4-2 خواص فیزیکی در مواد غذایی……………………………………………………………..76

4-2-1 دانسیته……………………………………………………………………………………..76

4-2-2 تخلخل………………………………………………………………………………………77

4-2-3 چروکیدگی…………………………………………………………………………………78

4-3 تغییر ساختار میوه ها وسبزی ها در مدت خشک شدن با هوا…………………………….78

4-3-1 تآثیر خشک کردن بر تغییرات ماکروسکوپی……………………………………………78

4-3-2 تآثیر خشک کردن بر چروکیدگی………………………………………………………..78

4-3-3 تآثیر خشک کردن بر خواص فیزیکی……………………………………………………79

4-3-4 تآثیر خشک کردن بر تخلخل……………………………………………………………..79

4-3-5 تآثیر خشک کردن بر دانسیته ی جرئی………………………………………………….79

4-3-6 تآثیر خشک کردن بر دانسیته ی ظاهری………………………………………………..80

4-3-7 تآثیر خشک کردن بر بافت……………………………………………………………….80

فصل پنجم:مواد و روش ها

5-1 مواد و روش ها………………………………………………………………………………81

5-2 مشاهدات………………………………………………………………………………………83

فصل ششم:محاسبات

6-1 آنالیز آماری………………………………………………………………………………….96

6-2 تعاریف مفاهیم در آنالیز آماری……………………………………………………………..97

6-3 تست ANOVA……………………………………………………………………………….100

6-4 محاسبات…………………………………………………………………………………….103

6-4-1 اندازه گیری مقدار حجم و سطح………………………………………………………..103

6-4-2محاسبه ی مقدارm_e……………………………………………………………………….104

6-4-3 محاسبه ی مقدار ماده ی خشک…………………………………………………………102

6-4-4 محاسبه ی مقدار ضریب انتقال جرم……………………………………………………117

6-5محاسبات آنالیز آماری………………………………………………………………………124

6-6 تست (ANOVA) برای مقایسه ی شرایط…………………………………………………132

فصل هفتم:بحث در نتایج،نتیجه گیری و پیشنهادات

7-1نتایج ……………………………………………………………………………………….. 136

منابع ……………………………………………………………………………………………..145

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………155

فهرست جدول ها :

2-14.جدول : معیار دسته بندی خشک کن ها…………………………………. …………………….37

3-2.جدول : روابط بین ضرائب انتقال جرم………………………………………………………….62

5-2.جدول :مشخصات فنی خشک کن آزمایشگاهی………………….. ……………………………..82

5-15.جدول : نتایج بدست آمده از خشک کردن کدو………… ……………………………………….90

5-16.جدول : نتایج بدست آمده از خشک کردن پیاز…………………………….. …………………..91

5-17.جدول : نتایج بدست آمده از خشک کردنسیب زمینی………………………………………..92

6-1.جدول: جدول نتایج برای( one-way anova) …………………………………………………..100

6-2.جدول : جدول نتایج برای ( two-way anova)………………………………………………….102

6-3.جدول : جدول محاسبات آنالیز آماری برای(two-way anova)……………………………….103

6-4.جدول : نسبت حجم به سطح برای محاسبه ضریب انتقال جرم………………………………..104

6-5.جدول: مقادیر دما،رطوبت ورطوبت تعادلی در زمان آزمایش…………………………………105

6-6.جدول : مقادیر رطوبت برای کدو با روشن بودن فن دمای 90……………………………….106

6-7.جدول : مقادیر رطوبت برای کدو بدون روشن بودن فن دمای 90……………………………107

6-8.جدول : مقادیر رطوبت برای کدو با روشن بودن فن دمای 80……………………………….108

6-9.جدول: مقادیر رطوبت برای کدو با روشن بودن فن دمای 80…………………………………109

6-10.جدول : مقادیر رطوبت برای پیاز با روشن بودن فن دمای 80……………………………..110

6-11.جدول : مقادیر رطوبت برای پیاز بدون روشن بودن فن دمای 80……………………….111

6-12.جدول : مقادیر رطوبت برای پیاز با روشن بودن فن دمای 90……………………………..112

6-13.جدول : مقادیر رطوبت برای پیاز با روشن بودن فن دمای 90……………………………..113

6-14.جدول : مقادیر رطوبت برای سیب زمینی با روشن بودن فن دمای 80…………………….114

6-15.جدول : مقادیر رطوبت برای سیب زمینی بدون روشن بودن فن دمای 80………………..115

6-16.جدول : مقادیر رطوبت برای سیب زمینی با روشن بودن فن دمای 90…………………….116

6-17.جدول: مقادیر رطوبت برای سیب زمینی بدون روشن بودن فن دمای 90………………….117

6-18.جدول: مقادیر حاصل ازریگراسیون خطی برای کدو باروشن بودن فن و دمای90 درجه…118

6-19.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای کدو بدون روشن بودن فن و دمای 9 …118

6-20.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای کدو با روشن بودن فن و دمای80…….119

6-21.جدول : مقادیرحاصل از ریگراسیون خطی برای کدو بدون روشن بودن فن ودمای 80 …119

6-22.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز با روشن بودن فن و دمای 80 …..120

6-23.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز بدون روشن بودن فن و دمای80….120

6-24.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز با روشن بودن فن و دمای 90 ……121

6-25.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز بدون روشن بودن فن و دمای 90...121

6-26.جدول :مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی برای سیب زمینی باروشن بودن فن ودمای 80..122

6-27.جدول :مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی سیب زمینی بدون روشن بودن فن دمای 80…..122

6-28.جدول : مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی سیب زمینی باروشن بودن فن و دمای90…….123

6-29.جدول :مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی سیب زمینی بدون روشن بودن فن دمای 90…..123

6-30.جدول : مقادیر h_mبرای کدو……………………………………………………………………124

6-31.جدول : مجموع h_mها برای کدو………………………………………………………………125

6-32.جدول : جدول محاسبات آنالیز آماری برای (two-way anova ) ……………………………126

6-33.جدول : مقادیر h_mبرای پیاز……………………………………………………………………127

6-34.جدول : مجموع h_mها برای پیاز………………………………………………………………127

6-35.جدول : جدول محاسبات آنالیز آماری برای(( two-way anova ……………………………..128

6-36.جدول : مقادیرh_mبرای سیب زمینی…………………………………………………………. 129

6-37.جدول : مجموع h_mها برای سیب زمینی……………………………………………………..130

6-38.جدول : محاسبات آنالیز آماری برای ( two-way anova)……………………………………131

6-39.جدول : جدول متوسط ضرائب انتقال جرم…………………………………………………….131

6-40.جدول: مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت فن دار دمای 80………………..132

6-41.جدول :مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت فن دار دمای90………………..133

6-42.جدول : مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت بدون فن دمای 80…………….134

6-43.جدول :مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت بدون فن دمای90………………135

فهر ست شکل ها :

2-1.شکل : منحنی های جذب ایزوترمی……………………………………………………………….16

2-2.شکل : مقایسه ی گرافیکی انواع رطوبت…………………………………………………………20

2-3.شکل : میزان رطوبت تعادلی بعضی جامدات در دمای 25……………………………………..20

2-4.شکل : منحنی مقدار رطوبت آزاد نسبت به زمان…………………………………………………24

2-5.شکل : منحنی شدت خشک شدن برحسب مقدار رطوبت آزاد……………………………………25

2-6.شکل : منحنی های شدت خشک شدن……………………………………………………………..27

2-7 .شکل : مقایسه تأثیر ضخامت جسم در ناحیه تبخیر با شدت نزولی……………………………..31

2-8.شکل : اثر مویینگی در خشک کردن………………………………………………………………33

2-9.شکل : توزیع رطوبت در یک فرایند خشک شدن در ناحیه ی اول مرحله شدت نزولی………..34

2-10.شکل : توزیع رطوبت در یک فرایند خشک شدن در ناحیه ی دوم مرحله شدت نزولی………35

2-11.شکل : توزیع رطوبت در انتهای یک فرایند خشک شدن……………………………………….36

2-13.شکل : حرکت گاز از روی بستر ایستایی از جامدات…………………………………………..38

2-14.شکل : عبو گاز از درون بستر مشبک جامدات…………………………………………………38

2-15.شکل : عبورگاز ازدرون خشک کن بستر سیال و خشک کن دوار……………………………39

2-16.شکل : حرکت هم جهت گاز و جامد در خشک کن با نقاله بادی……………………………….39

2-17.شکل : تصویری از خشک کن سینی دار………………………………………………………..41

2-18.شکل : الگوی جریان در خشک کن های پاششی……………………………………………….43

2-19.شکل : تصویری از خشک کن بشکه ای………………………………………………………..44

2-20.شکل : تصویری از خشک کن انجمادی…………………………………………………………47

2-21.شکل : تصاویری از خشک کن تونلی…………………………………………………………..50

3-1.شکل : نفوذ غیرمداوم در یک قطعه……………………………………………………………….58

3-3.شکل : انتقال حرارت هدایتی از دیوار…………………………………………………………….64

3-4.شکل : اثر انتقال جرم بر انتقال حرارت…………………………………………………………..70

5-1.شکل : تصویری از خشک کن آزمایشگاهی به کار رفته………………………………………..81

5-3.شکل : سیب زمینی خشک شده در 80درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………84

5-4.شکل : سیب زمینی خشک شده در 90درجه سانتی گراد با روشن بودن فن…………………… 84

5-5.شکل : سیب زمینی خشک شده در 90درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن………………..85

5-6.شکل : سیب زمینی خشک شده در 80درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن………………..85

5-7.شکل : پیاز خشک شده در 80درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………..86

5-8.شکل : پیاز خشک شده در 90درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………..86

5-9.شکل : پیاز خشک شده در 90درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن…………………………87

5-10.شکل : پیاز خشک شده در 80درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن……………………….87

5-11.شکل : کدو خشک شده در 80درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………88

5-12.شکل : کدو خشک شده در 90درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………88

5-13.شکل : کدو خشک شده در 90درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن……………………….89

5-14.شکل : کدو خشک شده در 80درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن……………………….89

پ نمودار رطوبت سنجی ……………………………………………………………………………..141

پ جداول مربوط به توزیع-F برای آنالیز آماری……………………………………………………..143

چکیده

كمتر از دو قرن است كه تهیه و توزیع غذا به صورت تجاری وبه تدریج به صورت نوین امروز در آمده است تا جائیكه هر نوع فرآورده یا محصول در هر فصلی قابل خرید گشته است ولی از آنجا كه غذا ماده ای فاسد شدنی است روش های متفاوتی برای نگهداری طولانی مدت از مواد غذایی بوجود آمده است. بر اساس اطلاعات و آمار داده شده در ایران به علت نبود امكانات كافی جهت نگهداری یك سوم تولید میوه ها و سبزی ها ازبین می رود.خشك كردن محصولات كشاورزی مخصوصا سبزیجات یكی از قدیمی ترین روش ها برای نگهداری غذاهاست كه بشر می شناسد.در واقع خشك كردن جدا كردن رطوبت از محصولات تا زمانیست كه از فساد دور شوند و ارزش غذایی آنها نیز حفظ گردد محصولات به روش های مستقیم ویا سنتی ( باانرژی خورشیدی ) و روش های غیر مستقیم ( روشهای صنعتی و دستگاهی ) خشك می شوند. روش های سنتی خشک کردن بر کیفیت محصول تاثیرات منفی می گذارد، مانند افزایش چروکیدگی بافت، سخت شدن سطح محصول، تغییرات نامطلوب در رنگ، عطر، طعم، وکاهش ارزش غذایی آن همچنین در مزرعه و در فضای باز احتمال آلوده شدن محصولات به گرد و غبار و ایجاد آلودگی توسط حشرات و پرندگان وجود دارد بنابراین خشک کردن به روش غیر مستقیم نسبت به روش مستقیم نتایج مطلوب تری بر محصولات دارد پس لازم است که خشک کردن با روش غیر مستقیم و استفاده از خشک کن های صنعتی توسعه پیدا کنند. در این تحقیق، اثر انتقال حرارت جابجایی، دما و نوع سبزی روی ضریب انتقال جرم در فرآیند خشک کردن سیب زمینی، کدو و پیاز توسط خشک کن آزمایشگاهی (آون) بررسی شد و ضریب انتقال جرم اندازه گیری و محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که افزایش دما باعث افزایش ضریب انتقال جرم می شود و این ضریب در حالت جابجایی اجباری از طبیعی بیشتر است و نوع سبزی فقط در حالت انتقال حرارت جابجایی طبیعی بر ضریب انتقال جرم موثر است. افزایش دما و نوع انتقال حرارت جابجایی بر روی هم اثر متقابل داشته و نوع انتقال حرارت جابجایی نسبت به دما در افزایش انتقال جرم موثرتر است. در تحقیق حاضر می توان اظهار کرد که بهتر است از جابجایی اجباری با تهویه مناسب استفاده شود که در طراحی خشک کن نوع سبزی دخالت نداشته باشد و نیز از انرژی کمتری استفاده شود.

کلمات کلیدی: خشک کردن ، ضریب انتقال جرم ، سبزیجات