پایان نامهi– (133)

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد دامغان
دانشکده کشاورزی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc) در رشته مهندسی کشاورزی
گرایش علوم و صنایع غذایی
عنوان
بهینه سازی فرآیند خشک کردن جعفری و نعناع با استفاده از روش ترکیبی هوای داغ و مایکروویو
استاد راهنما
آقای دکتر مهدی کاشانی نژاد
استادان مشاور
خانم دکتر مرضیه بلندی
نگارنده
مجتبی نوری
شهریور 1391
تشکر و قدردانی
سپاس خدای را که سخنوران، در ستودن او بمانند و شمارندگان، شمردن نعمت های او ندانند و کوشندگان، حق او را گزاردن نتوانند. و سلام و دورد بر محمّد و خاندان پاک او، طاهران معصوم، هم آنان که وجودمان وامدار وجودشان است؛ و نفرین پیوسته بر دشمنان ایشان تا روز رستاخیز…بدون شک جایگاه و منزلت معلم، اجّل از آن است که در مقام قدردانی از زحمات بی شائبه ی او، با زبان قاصر و دست ناتوان، چیزی بنگاریم.اما از آنجایی که تجلیل از معلم، سپاس از انسانی است که هدف و غایت آفرینش را تامین می کند و سلامت امانت هایی را که به دستش سپرده اند، تضمین؛ بر حسب وظیفه و از باب ” من لم یشکر المنعم من المخلوقین لم یشکر اللَّه عزّ و جلّ” :ازپدر و مادر عزیزم…این دو معلم بزرگوارم… که همواره بر کوتاهی و درشتی من، قلم عفو کشیده و کریمانه از کنار غفلت هایم گذشته اند و در تمام عرصه های زندگی یار و یاوری بی چشم داشت برای من بوده اند.از استاد با کمالات و شایسته؛ جناب آقای دکتر مهدی کاشانی نژاد که در کمال سعه صدر، با حسن خلق و فروتنی، از هیچ کمکی در این عرصه بر من دریغ ننمودند و زحمت راهنمایی این پایان نامه را بر عهده گرفتند.از استادان عزیز و گرامی ، جناب آقای دکترامیر دارایی ، و سرکار خانم دکتر مرضیه بلندی که زحمت مشاوره این پایان نامه را در حالی متقبل شدند که بدون مساعدت ایشان، این پروژه به نتیجه مطلوب نمی رسید.و از اساتید فرزانه و دلسوز؛ جناب آقای دکتر عبدالرضا محمدی نافچی و جناب آقای دکتر حمیدرضا ضیاءالحق که زحمت داوری این رساله را متقبل شدند؛ کمال تشکر و قدردانی را دارم.باشد که این خردترین، بخشی از زحمات آنان را سپاس گوید .

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول – مقدمه
1-1.کلیات……………………………………………………………………………………………………………………………………….2
1-2. معایب خشک کن‌های معمول امروزی…………………………………………………………………………………………3
1-3. خشک کردن با مایکروویو………………………………………………………………………………………………………….4
1-4. روش‌های ترکیبی خشک کردن……………………………………………………………………………………………………5
1-5. ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………………………………………………..6
1-6. اهداف و فرضیات……………………………………………………………………………………………………………………..7
1-6-1. اهداف…………………………………………………………………………………………………………………………………7
1-6-2. فرضیات………………………………………………………………………………………………………………………………7
فصل دوم – بررسی منابع
2-1. جعفری…………………………………………………………………………………………………………………………………..9
2-2. نعناع…………………………………………………………………………………………………………………………………….10
2-3. گیاه شناسی جعفری و نعناع……………………………………………………………………………………………………..10
2-3-1. گیاه شناسی جعفری……………………………………………………………………………………………………………10
2-3-2. گیاه شناسی نعناع………………………………………………………………………………………………………………..11
2-4. خواص دارویی و تغذیه ای جعفری و نعناع……………………………………………………………………………….11
2-4-1. خواص دارویی و تغذیه ای جعفری………………………………………………………………………………………12
2-4-2. خواص دارویی و تغذیه‌ای نعناع…………………………………………………………………………………………..12
2-5. بررسی تحقیقات پیشین در زمینه خشک کردن…………………………………………………………………………..13
2-5-1. بررسی مطالعات پیشین در زمینه خشک کردن با هوای داغ………………………………………………………13
2-5-2. بررسی مطالعات پیشین در زمینه خشک کردن با مایکروویو……………………………………………………. 15
2-5-3. بررسی مطالعات پیشین در زمینه خشک کردن ترکیبی هوای داغ و مایکروویو…………………………….17
فصل سوم – مواد و روش‌ها
3-.1 رقم مورد آزمایش……………………………………………………………………………………………………………………20
3-2. اندازه گیری رطوبت………………………………………………………………………………………………………………..20
3-3. خشک کردن با هوای داغ (آون) ………………………………………………………………………………………………21
3-3-1. سینتیک خشک کردن با هوای داغ…………………………………………………………………………………………21
3-4. خشک کردن با مایکروویو………………………………………………………………………………………………………..22
3-4-1. سینتیک خشک کردن با مایکروویو……………………………………………………………………………………….22
3-5. محاسبه نسبت رطوبت…………………………………………………………………………………………………………….22
3-6. محاسبه شدت خشک شدن………………………………………………………………………………………………………23
3-7. خصوصیات کیفی……………………………………………………………………………………………………………………25
3-7-1. رنگ…………………………………………………………………………………………………………………………………25
3-7-2. نسبت جذب آب مجدد (RR) ……………………………………………………………………………………………25
3-7-3. ویتامین ث…………………………………………………………………………………………………………………………26
3-8. خشک کردن ترکیبی………………………………………………………………………………………………………………..26
3-9. مدل سازی ریاضی فرآیند خشک کردن هوای داغ و مایکروویو……………………………………………………27
3-10. روش تجزیه و تحلیل داده ها…………………………………………………………………………………………………28
فصل چهارم – نتایج و بحث
4-1. مقدار رطوبت…………………………………………………………………………………………………………………………31
4-2. نسبت رطوبت………………………………………………………………………………………………………………………..35
4-3. شدت خشک شدن…………………………………………………………………………………………………………………37
4-4. آزمون‌های کنترل کیفیت…………………………………………………………………………………………………………..39
4-4-1. اندازه‌گیری رنگ…………………………………………………………………………………………………………………39
4-4-2. اندازه گیری جذب مجدد آب……………………………………………………………………………………………….42
4-4-3. ویتامین ث…………………………………………………………………………………………………………………………43
4-5. فرآیند خشک کردن ترکیبی……………………………………………………………………………………………………..44
4-6. مدل‌ سازی فرآیند خشک کردن جعفری و نعناع با هوای داغ و مایکروویو……………………………………..49
فصل پنجم – نتیجه گیری و پیشنهادات
5-2. نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………60
5-3. پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………..62
فصل ششم – منابع
منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………..64
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل: 4-1 نمودار تغییرات مقدار رطوبت (وزن مرطوب) در فرآیند خشک کردن جعفری با هوای داغ………33
شکل: 4-2 نمودار تغییرات مقدار رطوبت (وزن مرطوب) در فرآیند خشک کردن نعناع با هوای داغ………….33
شکل: 4-3 نمودار تغییرات مقدار رطوبت (وزن مرطوب) در فرآیند خشک کردن جعفری با مایکروویو…….34
شکل: 4-4 نمودار تغییرات مقدار رطوبت (وزن مرطوب) در فرآیند خشک کردن نعناع با مایکروویو………..34
شکل: 4-5 نمودار نسبت رطوبت در فرآیند خشک کردن جعفری با هوای داغ……………………………………….35
شکل: 4-6 نمودار نسبت رطوبت در فرآیند خشک کردن نعناع با هوای داغ…………………………………………..35
شکل: 4-7 نمودار نسبت رطوبت در فرآیند خشک کردن جعفری با مایکروویو……………………………………..36
شکل: 4-8 نمودار نسبت رطوبت در فرآیند خشک کردن نعناع با مایکروویو………………………………………….36
شکل: 4-9 نمودار شدت خشک شدن در فرآیند خشک کردن جعفری با هوای داغ…………………………………37
شکل: 4-10 نمودار شدت خشک شدن در فرآیند خشک کردن نعناع با هوای داغ………………………………….38
شکل: 4-11 نمودار شدت خشک شدن در فرآیند خشک کردن جعفری با مایکروویو……………………………..38
شکل: 4-12 نمودار شدت خشک شدن در فرآیند خشک کردن نعناع با مایکروویو…………………………………38
شکل: 4-13 اثر دما و توان خشک کن بر ΔΕ جعفری خشک شده………………………………………………………41
شکل: 4-14 اثر دما و توان خشک کن بر ΔΕ نعناع خشک شده………………………………………………………….41
شکل: 4-15 نمودار مقدار رطوبت در فرآیند خشک کردن جعفری با روش ترکیبی…………………………………44
شکل: 4-16 نمودار مقدار رطوبت در فرآیند خشک کردن نعناع با روش ترکیبی…………………………………….45
شکل: 4-17 نمونه جعفری شاهد و خشک شده در 60 درجه سانتی‌گراد……………………………………………..48
شکل: 4-18 نمونه نعناع شاهد و خشک شده در 60 درجه سانتی‌گراد………………………………………………….48
شکل: 4-19 نمودار نسبت رطوبت واقعی و محاسبه شده با مدل پیج در جعفری خشک شده…………………..50
شکل: 4-20 نمودار نسبت رطوبت واقعی و محاسبه شده با مدل پیج در نعناع خشک شده………………………50
شکل: 4-21 نمودار نسبت رطوبت واقعی در روش ترکیبی و محاسبه شده با مدل پیج…………………………….50
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول: 3-1 مدل‌های منتخب جهت توصیف فرآیند خشک کردن جعفری و نعناع……………………………………….28
جدول: 4-1 مقادیر پارامتر‌های رنگی L، a، b در خشک کردن با هوای داغ و مایکروویو ……………………………40
جدول: 4-2 نسبت جذب مجدد آب در نمونه‌های خشک شده با هوای داغ و مایکروویو……………………………..42
جدول: 4-3 مقادیر ویتامین ث در نمونه‌های خشک شده با هوای داغ و مایکروویو……………………………………..43
جدول: 4-4 مقادیر آزمایشات کیفی در روش خشک کردن ترکیبی ……………………………………………………………46
جدول: 4-5 نتایج آماری مدل‌های مختلف در خشک کردن جعفری با هوای داغ………………………………………..51
جدول 5-6 نتایج آماری مدل‌های مختلف در خشک کردن نعناع با هوای داغ…………………………………………….52
جدول: 4-7 نتایج آماری مدل‌های مختلف در خشک کردن جعفری با مایکروویو……………………………………….53
جدول: 4-8 نتایج آماری مدل‌های مختلف در خشک کردن نعناع با مایکروویو……………………………………………54
جدول: 4-9 مقادیر ثابت مدل‌ها در خشک کردن جعفری با هوای داغ………………………………………………………..55
جدول: 4-10 مقادیر ثابت مدل‌ها در خشک کردن نعناع با هوای داغ…………………………………………………………56
جدول:4-11 مقادیر ثابت مدل‌ها در خشک کردن جعفری با مایکروویو……………………………………………………..57
جدول: 4-12 مقادیر ثابت مدل‌ها در خشک کردن نعناع با مایکروویو………………………………………………………..58
چکیده
در این پژوهش خشک کردن جعفری و نعناع با استفاده از سه روش خشک کردن با هوای داغ (50، 60 و 70 درجه سانتی‌گراد)، مایکروویو (90، 180، 360، 600 و 900 وات) و روش ترکیبی هوای داغ-مایکروویو (60 درجه سانتی‌گراد و 360 وات) انجام شد. انتخاب سطوح بهینه برای خشک کردن در روش ترکیبی، با بررسی آزمایشات کیفی نمونه‌های خشک شده صورت گرفت. داده‌های حاصل از خشک کردن جعفری و نعناع با روش هوای داغ و مایکروویو با 8 مدل پیج، نیوتن، هندرسون و پابیس، لگاریتمی، میدیلی، دو جمله‌ای نمایی، ورما و همکاران و وانگ و سینگ برازش شدند. نتایج نشان داد مدل پیج و دو‌جمله‌ای نمایی بهترین توصیف برای رفتار خشک کردن جعفری و نعناع را دارا می‌باشند. همچنین بررسی فرآیند خشک کردن ترکیبی و آزمایشات کیفی محصول نهایی حاصل از آن نشان داد استفاده از انرژی مایکروویو به عنوان فرآیند خشک کردن نهایی می‌تواند جنبه‌های مهم و مطلوب مختلفی را به همراه داشته باشد و این روش می‌تواند تا مقدار قابل توجهی باعث بهبود پارامترهای کیفی مثل رنگ، جذب مجدد آب و از جمله مقدار ویتامین ث و همینطور کاهش زمان خشک شدن جعفری و نعناع شود. طولانی‌ترین زمان فرایند خشک شدن جعفری و نعناع در خشک کردن با هوای داغ و در دمای 50 درجه سانتی‌گراد بود که 420 دقیقه برای هر دو محصول به طول انجامید. این زمان در فرایند خشک کردن ترکیبی به ترتیب باعث کاهش 43/66% و 58/68% در زمان خشک شدن جعفری و نعناع نسبت به خشک کردن با هوای داغ 50 درجه سانتی‌گراد گردید.

کلید واژه ها: بهینه سازی، جعفری، خشک کردن ترکیبی، خشک کردن با مایکروویو، خشک کردن با هوای داغ، مدل سازی، نعناع.
فصل اول
مقدمه

فصل اول
مقدمه
1-1. کلیات
خشک کردن میوه‌ها و سبزیجات یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال گسترده‌ترین روش‌های شناخته شده جهت نگهداری غذا و از مهم‌ترین فرآیندها برای حفظ کیفیت مواد غذایی است. هدف عمده در خشک کردن محصولات کشاورزی، کاهش رطوبت تا حدی است که در طولانی مدت قابل نگهداری باشند که با کاهش فعالیت‌های میکروبی و آنزیمی و تقلیل سرعت فعل و انفعالات شیمیایی، زمان ماندگاری محصول را افزایش و با کاهش قابل توجه در وزن و حجم آنها، هزینه‌های بسته بندی، ذخیره سازی و حمل و نقل آن را سهولت می‌بخشد (آکپینار و همکاران، 2006).
تاریخچه تولید فراورده‌های خشک در ایران به دوران بسیار قدیم باز می‌گردد. با گذشت سالیان طولانی در بخش فرآوری این محصولات، تغیرات عمده‌ای پدیدار نشده و هنوز هم به طور غالب در ایران از روش‌های سنتی (آفتابی) استفاده می‌گردد که این روش‌ها دارای نارسایی‌هایی است مانند قرار گرفتن محصولات در محیطی که روی پارامترهای آن کنترلی وجود ندارد. فرآیند خشک کردن در شرایط کنترل شده (سیستم صنعتی) روند رو به رشدی را نشان می‌دهد که ریشه در انتظارات مصرف کنندگان دارد. در این روش فرآیند خشک کردن محصولات در فضایی با شرایط کنترل شده و بدون وابستگی به شرایط جوی انجام می‌پذیرد. پارامترهای مؤثر بر شاخص‌های کیفی محصول (مانند درجه حرارت، سرعت جابه جایی هوا و رطوبت نسبی) تحت کنترل، فرآیند را پشت سرمی‌گذارد. در بازار عرضه و فروش فرآورده‌های خشک در سطح جهانی، هنگامی کشور ما می‌تواند حضور داشته باشد و با دیگر کشورهای تولید کننده به رقابت بپردازد که قادر باشد با به کارگیری روش‌های نوین و طبق استاندارد‌های قابل قبول محصولات خود را تولید و عرضه نماید (زیرجانی و توکلی پور، 1389).
انجام صحیح عملیات خشک کردن به علت امکان بروز تغییرات نامطلوب در ماده غذایی اهمیت زیادی دارد. برای کاهش آب مواد غذایی زمان طولانی و دمایی نسبتا بالا مورد نیاز است که همین زمان طولانی موجب بروز برخی تغییرات نامطلوب می‌شود که از جمله می توان به تغییرات رنگ، طعم، عطر، کاهش مواد مغذی، افزایش وزن مخصوص (به علت چروکیدگی شدید) و کاهش ظرفیت آبگیری مجدد محصول خشک شده اشاره کرد (امام جمعه و عسکری، 1383).
1-2. معایب خشک کن‌های معمول امروزی
در خشک کن‌های معمول صنعتی با هوای گرم به خاطر اینکه هدایت حرارتی پایین است و انتقال حرارت به قسمت‌های داخلی ماده غذایی محدود می‌باشد، راندمان انرژی پایین می‌آید و مدت زمان طولانی‌تری برای خشک کردن لازم است. با توجه به این موارد، امروزه روش‌های دیگری برای خشک کردن مواد غذایی مورد توجه قرار گرفته‌اند، یکی از آنها مانند خشک کردن با مایکروویو است (زیرجانی و توکلی پور، 1389).
1-3. خشک کردن با مایکروویو
یکی از روش‌هایی که طی دهه اخیر توجه زیادی به آن مبذول شده، خشک کردن با استفاده از اشعه مایکروویو است. پرتوهای مایکروویو از دسته پرتوهای الکترومغناطیسی با طول موج بلند و فرکانس (٢۴۵٠ مگاهرتز) می‌باشند. در هنگام عبور این امواج از بافت ماده غذایی، مولکول‌های قطبی نظیر آب و نمک‌ها به ارتعاش در‌آمده و همین ارتعاش موجب تبدیل انرژی مایکروویو به حرارت می‌شود. قابل توجه اینکه بر خلاف روش‌های دیگر خشک کردن که در آنها گرما باید از سطح به عمق نفوذ کند، در این روش گرما در خود ماده غذایی به وجود می‌آید. مثال‌های متعددی از کاربردهای خشک کردن مایکروویو وجود دارد که مایکروویو مزیت‌های قابل توجهی را فراهم کرده است. کاربرد مایکروویو در خشک کردن گستره وسیعی از صنایع از جمله صنایع غذایی را دربر می‌گیرد. در هر مورد، سیستم‌های خشک کردن مایکروویو، زمان خشک کردن را به طور قابل توجهی کاهش داده‌اند بدون اینکه اثر منفی بر کیفیت محصول بگذارند. در خشک کردن با مایکروویو، گرما، حاصل از تبدیل انرژی مایکروویو به انرژی حرارتی در درون مواد مرطوب است و دمای مطلوب را برای خشک کردن سریع مواد فراهم می‌کند. گرمایش حجمی ناشی از نفوذ مایکروویو و کاهش هزینه های فرآیند، مایکروویو را به منبع جذاب انرژی حرارتی تبدیل کرده است. زمان‌های کوتاهتر فرآوری، به میزان قابل توجهی هزینه‌های تولید برخی از محصولات را کاهش می‌دهد (ده بوره و اسمعیلی، 1389). همچنین به خاطر تمرکز انرژی، سیستم مایکروویو فقط 20 تا 35 درصد نسبت به سایر روش های خشک کردن نیاز به فضا دارد و چون نتایج تحقیقات نشان داده که کاربرد نادرست مایکروویو باعث تولید محصولات با کیفیت بد شده پیشنهاد شده که انرژی مایکروویو باید در مرحله محتوای رطوبتی پایین، در انتهای عمل خشک کردن استفاده شود (آلیباس، 2007). در این روش گرما در خود بافت ماده غذایی تولید شده و از آسیب دیدن و سوختن قسمتهای سطحی ماده غذایی جلوگیری می شود. با توجه به هزینه‌های بالای خشک کردن با استفاده از انرژی مایکروویو و همچنین برخی دیگر از معایب آن ترکیب خشک کن هوای داغ و مایکروویو بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از ترکیب روش‌ها در تمامی موارد، استفاده از مزایای هرکدام از روش‌های مذکور بوده است. در این رابطه استفاده از انرژی مایکروویو بسته به چگونگی و زمان استفاده از آن می‌تواند نتایجی متفاوت و بعضا متضاد داشته باشد. اثرات این انرژی بر رنگ محصول و نیز میزان تخلخل آن از این قبیل موارد هستند (امام جمعه و عسکری، 1383).
1-4. روش‌های ترکیبی خشک کردن
گرایش‌های جدید در توسعه و بهبود فرآیندها و محصولات غذایی در زمینه خشک کردن، منجر به ایجاد روش‌های ترکیبی از فناوری‌های متعارف و غیر متعارف مختلف خشک کردن شده است. یکی از اهداف تمامی این فرآیندها به حداقل رساندن زمان عمل خشک کردن است به طوری که تغییر در مقدار رطوبت، همراه با عدم آسیب رسیدن به محصول نهایی و فرآیندی کارآمد و مقرون به صرفه نیز باشد. سبزیجات و گیاهان دارویی و معطر حاوی سطح بالایی از رطوبت و محیطی مناسب برای نفوذ میکرو‌ارگانیسم‌ها هستند. بنابراین، خشک کردن فوری‌ترین عملیات بعد از برداشت، برای جلوگیری از زیان‌های وارده است (ازکان و همکاران، 2007).
1-5. ضرورت انجام تحقیق
سبزیجات نیز همانند اغلب محصولات کشاورزی فساد پذیر است و میزان ضایعات آن‌ها نیز زیاد است. بنابراین بایستی یا سریعا مصرف شوند و یا اینکه برای مصارف بعدی تحت شرایط کنترل شده و نگه‌داری گردند. جعفری و نعناع نیز به دلیل دارا بودن ترکیبات مهم و مفید فراوان از جمله سبزی‌های شاخص و پرکاربرد به حساب می آیند. خشک کردن یکی از روش‌های مطلوب نگه‌داری است. در کشورهای در حال توسعه، یکی از اهداف خشک کردن سبزیجات از جمله جعفری و نعناع، کاهش ضایعات پس از برداشت است. در حالی که در کشورهای توسعه یافته، این محصول به عنوان یک نیاز غذایی روزانه، مورد توجه است. در سال‌های اخیر جعفری و نعنای خشک شده از حاشیه سبد غذایی به بخش اصلی تولید و عمومی صنعت غذا راه یافته است. همچنین اخیرا استفاده از روش‌های ترکیبی خشک کردن نیز جهت بهینه‌ سازی کیفیت محصول نهایی به همراه کاهش زمان فرآیند، اهمیت بیشتری یافته است. انجام این تحقیق با توجه به اینکه تا کنون هیچ مطالعه‌ای بر فرایندهای مختلف خشک کردن جعفری و نعناع در ایران انجام نشده است امری ضروری به نظر می‌رسد.
1-6. اهداف و فرضیات
1-6-1. اهداف
بهینه کردن شرایط خشک کردن جعفری و نعناع با استفاده از هوای داغ و مایکروویو.
بررسی اثر روش خشک کردن بر کیفیت جعفری و نعناع خشک شده.
بررسی سینتیک خشک کردن جعفری و نعناع.
انتخاب بهترین مدل توصیف کننده فرآیند خشک کردن جعفری و نعناع.
1-6-2. فرضیات
دماهای مختلف خشک کردن بر خصوصیات کیفی و ظاهری جعفری و نعناع تاثیر گذار است.
نوع خشک کن مورد استفاده بر خصوصیات کیفی و ظاهری جعفری و نعناع تاثیر گذار است.
خشک کردن ترکیبی با هوای داغ و مایکروویو باعث بهبود خصوصیات کیفی و ظاهری جعفری و نعناع می‌شود.
فصل دوم
بررسی منابع

فصل دوم
بررسی منابع
2-1. جعفری
جعفری با نام علمی پتروسالینوم ساتیووم1 سبزی خیلی گرم و خشک است. این سبزی‌ را بیشتر به خاطر عطر و طعم مطبوع‌اش به صورت خشک و یا پخته در انواع و اقسام غذاها مورد استفاده قرار می‌دهند. جعفری اگرچه مانند دیگر سبزی‌ها سرشار از ویتامین‌های مختلف و همچنین املاح و موادمعدنی مفید است ولی به لحاظ آهن، ویتامین‌های A ، C، فسفر، پتاسیم، کلسیم و ید، منبعی غنی به حساب می‌آید؛ به‌طوری که به عنوان مثال مقدار ویتامین C موجود در آن از تمام سبزی‌ها و میوه‌ها بیشتر است (آکپینار و همکاران، 2006؛ سویسال، 2006).
1-Petrosalinum sativum
جعفری به طور گسترده به عنوان گیاهی دارویی و معطر در پخت و پز استفاده می‌شود. برگ‌های تازه یا خشک شده آن، ریشه و دانه‌های این گیاه در مواد غذایی، صنایع آرایشی و دارویی و همچنین برای تولید ادویه، روغن‌های ضروری و غیره استفاده می‌شود. برگ‌های خشک شده آن به خصوص به عنوان ادویه و چاشنی برای ایجاد طعم سوسیس و کالباس و انواع سوپ‌ها استفاده می‌شود و نیز یک منبع بسیار غنی از ویتامین C وE ، بتا کاروتن، تیامین، ریبوفلاوین و مواد معدنی آلی است (دویماز و همکاران، 2006). برگ جعفری حاوی سطح بالایی از رطوبت و محیط مناسبی برای میکروارگانیسم‌ها است. جعفری مانند بسیاری دیگر از گیاهان در طبیعت فصلی است. به منظور حفظ این گیاه فصلی و بسیار فاسد شدنی و اینکه در تمام طول سال، با قیمت پایین در دسترس مصرف کنندگان باشد، پس از برداشت آن را در معرض فرایندهای تکنولوژیکی از جمله خشک کردن قرار می دهند (آکپینار و همکاران، 2006؛ سویسال و همکاران، 2006).
2-2. نعناع
نعناع یا نعناع با نام علمی منتا پیپریتا 1 گیاهی است از سردسته تیره نعناعیان می‌باشد و جزء سبزی‌های خوراکی است. نعناع را در اکثر نقاط می‌توان کشت کرد، اما مناطق خیلی سرد برای کشت این گیاه مناسب نمی‌باشد. مواد و عناصر غذایی فراوان و آب کافی برای رویش آن ضروری است و به عنوان یک گیاه دارویی و معطر از زمان‌های قدیم استفاده می‌شود (ازبک و دادالی، 2007). به منظور حفظ این گیاه فصلی و اینکه همیشه و در تمام طول سال در دسترس مصرف کنندگان باشد، تحت فرایند‌های خاص مانند خشک شدن قرار می دهند. خشک کردن شرایط نگهداری مفیدی را فراهم می‌کند و بکارگیری روش‌های موثرتر آن در حفظ حداکثر کیفیت پارامتر‌هایی مثل عطر و رنگ پس از فرآیند بخصوص برای سبزیجات اهمیت زیادی دارد (کایا و آیدین، 2009).
2-3. گیاه شناسی جعفری و نعناع
2-3-1. گیاه شناسی جعفری
1-Mentha piperita
جعفری یکی از گیاهان متعلق به تیره چتریان از گیاهان دو لپه می‌باشد. گیاهی دو ساله به ارتفاع 3/0 تا یک متر و دارای ریشه راست، دوکی شکل یا متورم و به رنگ مایل به زرد است. به حالت وحشی در اکثر نواحی جنوب شرقی اروپا، شمال آفریقا، آسیا و ایران می‌روید و به علاوه در نواحی مختلف پرورش می‌یابد. برگ‌های جعفری، شفاف، به رنگ سبز تیره، دارای بریدگی‌های لوزی یا مثلث شکل با تقسیمات فرعی است. برگهای قسمت فوقانی ساقه آن، منقسم به قطعات باریک و نوار مانند ، با ظاهری متفاوت از برگ‌های تحتانی می‌باشد. گل‌هایی کوچک مایل به سبز و مجتمع به صورت چتر مرکب دارد. در قاعده اشعه چترهای اصلی و فرعی آن ، زائده‌های باریک و غیر مستقیم دیده می‌شود. میوه آن کوچک به درازای دو میلی‌متر، به قطر یک میلی‌متر یا کمی بیشتر، به رنگ سبز و دارای بو و طعم بسیار معطر است. قسمت مورد استفاده جعفری، ریشه، میوه و ساقه‌های جوان برگ‌دار آن است (سلطانی زرندی و جعفرزاده، 1388).
2-3-2. گیاه شناسی نعناع
نعناع با نام علمی Mentha piperitaگیاهی است از تیره دو لپه‌ای‌های پیوسته گلبرگ از خانواده لابیاسه و جز سبزی‌های خوراکی است. از محل گره‌های ساقه، ریشه‌هایی خارج می‌شوند که ساقه جدید را درست می کنند. تا‌کنون حدود 34 گونه نعناع در جهان شناسایی شده که نزدیک به نیمی از این گونه‌ها در ایران رویش دارند. با وجودی که خوردن این گونه نعناع اثرات ضد درد خود را بر بدن اعمال می‌‌کند، ولی در سال‌های اخیر اسانس اینگونه نعناع استخراج و در صنعت داروسازی به‌ صورت فرمولاسیون مایعی در می‌آید تا بتواند مورد استفاده مناسب‌‌تری‌ قرار گیرد. نعنایی که به عنوان سبزی خوردن مصرف می‌کنیم، با نعنایی که به صورت خودرو در کوه می روید متفاوت است. البته از نظر شکل ظاهری، بو، طعم و مزه تقریباً شبیه به هم هستند، ولی از نظر اثرات درمانی، نعنای کوهی قوی‌تر است. البته خوردن نعنایی که پرورش داده می‌شود و به عنوان سبزی خوردن مورد استفاده قرار می‌گیرد، با غذای روزانه‌ توصیه می‌شود. نعنای کوهی یا نعنای فِری، از نظر کاربرد و خواص از نعنای معمولی که پرورش داده می‌شود، بسیار عالی‌تر، قوی‌تر و مؤثرتر است (سلطانی زرندی و جعفرزاده، 1388).
2-4. خواص دارویی و تغذیه ای جعفری و نعناع
اعجاز گیاهان دارویی از روزگاران کهن در میان بشر مورد توجه بوده است و انسان در طول تاریخ موفق به کشف اثر معجزه آسای گیاهان دارویی در درمان بیماریهای مختلف شده است. اما اثربخشی سریع داروهای شیمیایی سبب شد کلیه آن تجربیات بتدریج به بوته فراموشی سپرده شوند. خوشبختانه این بی‌توجهی به منابع طبیعی چندان دوام نیافت و بروز آثار ناخواسته و عوارض داروهای شیمیایی و گاهی مقاومت عوامل بیماریزا به آنها، مصرف گیاهان دارویی و محصولات حامل مواد مؤثره آنها را مجدداً رواج داد و نگرشی جدید نسبت به این ذخایر طبیعی را پدید آورد. در این میان جعفری و نعناع از دیرباز مورد توجه بشر بوده و با وجود مرسوم بودن مصارف خوراکی آن از گذشته بسیار دور، اثر دارویی آن بعدها تشخیص داده شده است.
2-4-1. خواص دارویی و تغذیه‌ای جعفری
مواد معدنی فراوان جعفری باعث شده که این گیاه مکمل بسیار مفیدی برای درمان کم‌خونی باشد. این گیاه شیر مادران را افزایش می‌دهد. برای درمان دل دردهای مفصلی به کار می‌رود و جریان خون مخاط‌ها و دستگاه‌ گوارش را افزایش می‌دهد. ملین است و یبوست و گازهای معده را برطرف می‌کند و برای درمان نفخ شکم بچه‌ها، هم‌چنین افزایش اشتها به کار می‌رود. دارای مواد تصفیه‌کنندگی است، و در پاک‌سازی کلیه‌ها به کار می‌رود و سنگ‌های مجاری ادرار را از بین می‌برد؛ همچنین دستگاه عصبی را فعال کرده و تقویت کننده حافظه است. برای درمان تنگی نفس به کار می‌رود. به هضم غذاهای چرب را آسان می‌کند. (سلطانی زرندی و جعفرزاده، 1388).
2-4-2. خواص دارویی و تغذیه‌ای نعناع
نعناع از نظر طب قدیم ایران نسبتا گرم و خشک است و از نظر خواص دارویی از پونه قوی‌تر است . از نعناع اسانس ، روغن و تنتور تهیه می‌کنند که مصارف طبی مختلفی دارد. نعناع تقویت‌کننده معده و بدن است نعناع ضد تشنج و ضد سرفه است. یک فنجان چای گرم نعناع سینه را آرام می‌کند همچنین نعناع مسکن ،‌آرام بخش است استفاده از آن درد شکم را برطرف می‌کند. نعناع درمان سرما خوردگی و آنفوانزا می‌باشد و ناراحتی‌های عصبی را برطرف می‌کند آشامیدن چای نعناع و یا عصاره نعناع خونریزی را قطع می‌کند. کمپرس نعناع درد سینه و پهلو را از بین می‌برد (سلطانی زرندی و جعفرزاده، 1388).
2-5. بررسی تحقیقات پیشین صورت گرفته در زمینه خشک کردن
خشک کردن یکی از قدیمی‌ترین و متداول‌ترین روش‌ها جهت حفظ و نگهداری مواد غذایی است. عمل خشک کردن یعنی گرفتن آب از مواد غذایی توسط حرارت تحت عمل تبخیر یا تصعید وجود آب در یک ماده غذایی عامل اصلی برای رشد و نمو و فعالیت میکروب و فعل و انفعالات شیمیایی است و یکی از مهم‌ترین عواملی که موجب ماندگاری طولانی مدت مواد غذایی خشک شده می‌شود، کاهش رطوبت آن‌ها تا حد مناسب است (امام جمعه و عسگری، 1383؛ زیرجانی و توکلی پور، 1389).
2-5-1. بررسی مطالعات پیشین در زمینه خشک کردن با هوای داغ
خشک کردن با هوای داغ نقش عمده‌ای در فرایند‌های خشک کردن معمول و صنعتی امروزی دارد. در مقیاس آزمایشگاهی مطالعات زیادی در این زمینه صورت گرفته است.
نتایج آزمایشات دویماز و همکاران (2006) در بررسی رفتار خشک کردن لایه نازک از برگ‌های نعناع در محدوده دما 35-60 درجه سانتی‌گراد در خشک‌کن کابینتی نشان داد افزایش دما به میزان قابل توجهی باعث کاهش زمان خشک شدن برگ‌های نعناع گردید و با افزایش دما، شدت خشک شدن افزایش یافت. همچنین مدل لگاریتمی مناسب‌ترین مدل برای آنالیز داده‌ها تشخیص داده شد.
در تحقیقات پارکر (1999) در خشک کردن نمونه‌های 500 گرمی جعفری و ریحان زمان خشک شدن نمونه‌ها در 30، 40، 50 و 65 درجه سانتی‌گراد به ترتیب 18، 15، 6 و 5 ساعت بود. در خشک کردن برگ شوید و جعفری در یک خشک کن آزمایشگاهی اثر دما بر شدت خشک شدن نمونه‌ها در هوا با سرعت ثابت 1/1 متر بر ثانیه و درجه حرارت‌های مختلف (50، 60 و 70 درجه سانتی‌گراد) مورد مطالعه قرار گرفت.
در آزمایشات دویماز و همکاران (2006) نتایج حاصل از کیفیت رنگ نمونه‌ها، خشک کردن در حرارت 60 درجه سانتی گراد را درجه حرارت مطلوب برای خشک کردن شوید و جعفری بیان کرد
کایا و آیدین (2009) در مطالعاتی که بر روی سینتیک خشک کردن برخی از برگ‌های گیاهی (گزنه و نعناع) انجام دادند مشاهده کردند در دمای‌ 35 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 40% با افزایش سرعت هوا از 2/0 به 6/0 متر بر ثانیه ، مجموع زمان خشک شدن به ترتیب 9/6% برای گزنه و 67/6% برای برگ‌های نعناع کاهش می‌یابد. همچنین نتایج نشان داد در سرعت 2/0 و رطوبت نسبی40% با افزایش دما از 35 به 55 درجه سانتی‌گراد، مجموع زمان خشک شدن به ترتیب 25% برای گزنه و 67/26% برای برگ‌های نعناع کاهش می‌یابد. همچنین در دمای 35 درجه سانتی‌گراد و سرعت هوای 2 متر بر ثانیه و کاهش رطوبت نسبی از 70% به 40% ، مجموع زمان خشک شدن به ترتیب 6/41% برای گزنه و 5/37% برای برگ‌های نعناع کاهش می‌یابد.
بر اساس تحقیقات آکپینار و همکاران (2006) در بررسی رفتار خشک کردن برگ‌های جعفری در خشک کن همرفتی با دماهای 56، 67، 85 و 93 درجه سانتی‌گراد با سرعت همرفت 1 متر بر ثانیه و خشک کردن سنتی با نور خورشید با همرفت طبیعی مشاهده شد در منحنی‌های خشک کردن دوره‌ای با سرعت ثابت وجور ندارد و فرآیند خشک کردن همواره با کاهش رطوبت در واحد زمان همراه است. همچنین داده‌های بدست آمده با مدل‌های مختلف ریاضی از قبیل نیوتن، پیج، پیج اصلاح شده 1 و 2، هندرسون و پابیس، لگاریتمی، دو جمله ای نمایی، ورما و همکاران و مدل وانگ و سینگ برازش شدند. عملکرد این مدل ها با مقایسه نتایج آنها مورد بررسی قرار گرفت. در میان این مدل‌ها، مدل پیج و ورما و همکاران مطابقت خوبی با اطلاعات به دست آمده از خشک کردن برگ‌های جعفری نشان داد.
نتایج بررسی دویماز (2004) در خشک کردن لایه‌های نازک هویج با ضخامت 5/0 سانتی‌متر در چهار دمای 50، 60، 65 و 70 درجه سانتی‌گراد با سرعت هوای 5/0 تا 1 متر بر ثانیه بوسیله خشک کن آزمایشگاهی هوای داغ نشان داد مدل پیج نسبت به مدل هندرسون و پابیس نتیجه بهتری دارد.
2-5-2. بررسی مطالعات پیشین در زمینه خشک کردن با مایکروویو
در خشک کن‌های با هوای گرم به خاطر اینکه هدایت حرارتی پایین است و انتقال حرارت به قسمت های داخلی ماده غذایی محدود شده است، راندمان انرژی پایین می‌آید و مدت زمان طولانی تری برای خشک کردن لازم است. برای رفع این مشکل و جلوگیری از کاهش کیفیت و دست یابی به یک فرآیند حرارتی مؤثر از مایکروویو برای خشک کردن مواد غذایی استفاده شده است (زیرجانی و توکلی پور، 1389).
گیسه (1992) و کارتینگ و همکاران (1994) بیان کردند که روش خشک کردن با مایکروویو برای محصولات کشاورزی خصوصا گیاهان و سبزی‌ها می‌تواند مفید باشد.
تحقیقات گوناسه و همکاران، 1999 حاکی از آن بود خشک کردن با مایکروویو می‌تواند اغلب مشکلات مرسوم در روش خشک کردن سنتی یا هوای داغ را برطرف سازد.
در تحقیقات آلیباس ازکن و همکاران (2007) نمونه برگ‌های اسفناج با وزن 50 گرم و رطوبت 1/9 بر اساس وزن خشک در مایکروویو، با استفاده از هشت قدرت مختلف مایکروویو در محدوده بین 90 و 1000 وات، تا زمانی که رطوبت ثابت شد خشک گردید. نتایج نشان داد در محدوده قدرت از 350 تا 1000 وات مصرف انرژی ثابت مانده‌ است، در حالی که 160 و 90 وات منجر به افزایش قابل توجهی در مصرف انرژی می‌شود. بهترین کیفیت محصول نهایی از نظر رنگ و مقادیر اسید اسکوربیک در دوره خشک کردن با قدرت 750 وات مایکروویو به دست آمد. همچنین قدرت مایکروویو 750 وات در زمان 350 ثانیه باعث مصرف حداقل انرژی شد.
در پژوهش سویسال و همکاران (2006) برگ جعفری در یک مایکروویو خانگی خشک شد. به منظور تعیین اثر قدرت خروجی مایکروویو در زمان خشک کردن، سرعت خشک کردن و کیفیت رنگ محصول خشک شده، هفت قدرت مختلف خروجی مایکروویو در محدوده 360 تا 900 وات در آزمایشات خشک کردن مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد خشک کردن به طور عمده در شدت ثابت و نزولی صورت گرفت. پس از یک دوره گرم کردن کوتاه مدت اولیه، دوره نسبتا طولانی با سرعت ثابت مشاهده شد. با پیشرفت فرآیند خشک کردن، از دست دادن رطوبت باعث کاهش جذب قدرت مایکروویو شده و منجر به کاهش در شدت خشک شدن می‌کند. افزایش توان خروجی مایکروویو منجر به کاهش قابل توجهی در زمان خشک شدن می‌شود. تفاوت معنی‌داری بین پارامترهای رنگ مواد برگ تازه و خشک شده با مایکروویو، (به جز برخی) مشاهده شد. تغییر در پارامترهای رنگ وابسته به قدرت خروجی مایکروویو نیست. اگر چه برخی از برگها تیره شدند، اما خشک کردن مایکروویو به حفظ رنگ سبز نزدیک به اصل برگ جعفری تازه کمک کرد. با کار در 900 وات به جای 360 وات، زمان خشک شدن می تواند 64% با یک محصول با کیفیت خوب کاهش ‌یابد.
در مطالعات ازبک و دادالی (2007) بر خشک کردن برگ‌های نازک نعناع توسط مایکروویو نتایج حاکی از آن بود با افزایش قدرت خروجی مایکروویو از 180 تا 900 وات و مقدار نمونه از 25 تا 100 گرم، زمان خشک شدن به ترتیب از 5/12 تا 30 دقیقه کاهش می‌یابد و از 6 تا 16 دقیقه افزایش یافت. با افزایش قدرت خروجی مایکروویو و افزایش مقادیر نمونه، شدت خشک شدن تغییر کرد.
درتای و ژو (2009) در خشک کردن نعناع با دو روش هوای داغ و مایکروویو بیان کردند مایکروویو می‌تواند مدت زمان خشک کردن برگ نعناع را در مقایسه با خشک کردن با هوای داغ 90-85% کاهش دهد. علاوه بر این، تغییر رنگ در طول خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. پارامتر‌های رنگی برگ نعناع خشک شده از نمونه‌های خشک شده با هوای داغ بهتر بود. همچنین آزمایشات جذب مجدد آب نشان داد میزان جذب آب در نمونه‌های خشک شده با مایکروویو اختلاف معنی داری نسبت به نمونه‌های خشک شده با هوای داغ دارند.
گیری و پراساد (2007) بیان کردند در خشک کردن قارچ دکمه‌ای با هوای داغ 50، 60 و 70 درجه سانتی‌گراد و مایکروویو خلاء در شدت‌های 0 تا 600 وات و بررسی پارامترهای سرعت خشک کردن و بازجذب آب، خشک کردن با مایکروویو باعث کاهش 70 تا 90 درصد در زمان خشک شدن نسبت به خشک کردن با هوای داغ می‌شود و بازجب آب نمونه‌های خشک شده با مایکروویو هم بیشتر بود. همچنین با تجزیه و تحلیل رگرسیون داده‌های تجربی مشخص شد مدل‌های دوجمله ای نمایی و پیج بهترین مدل‌ها برای توصیف رفتار خشک کردن قارچ در شرایط آزمایش شده هستند.
انرژی مایکروویو در موارد متعددی برای خشک کردن موز مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج آن بسیار قابل قبول بوده است. در تحقیقی مایکروویو را در خشک کردن موز مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که با این روش نه تنها زمان خشک کردن کوتاه تر گردید بلکه خواص حسی نمونه‌ها از دیگر موزهایی که به روش تجاری خشک شده بودند بهتر بود (سوسا و همکاران، 2001).
مایکروویو امواج الکترو مگنتیکی هستند که از بافت ماده غذایی عبور کرده و با تحریک پیوندهای موجود در ساختمان شیمیایی ماده به خصوص آب آن، ایجاد گرما می‌کند. خشک کردن با مایکروویو بیشتر برای محصولات با رطوبت بالا مثل هویج، قارچ و کلم مورد استفاده قرار می گیرد که این به دلیل خصوصیات دی الکتریک آب است که سریعا انرژی مایکروویو را جذب می‌کند (ماسکن، 2001؛ آلیباس، 2007).
2-5-3. بررسی مطالعات پیشین در زمینه خشک کردن ترکیبی هوای داغ و مایکروویو
ماسکن (2001) خشک کردن و بررسی ویژگی‌های میوه کیوی با هوای گرم، مایکروویو و ترکیب هوا گرم و مایکروویو را مورد بررسی قرار داد. همچنین میزان خشک شدن در هر روش، چروکیدگی و بازجذب آب مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد خشک کردن با انرژی مایکروویو یا خشک کردن با هوای گرم به همراه ترکیب با مایکروویو منجر به افزایش شدت خشک شدن و کوتاه شدن قابل توجهی از زمان خشک کردن می‌شود. همچنین کمترین چروکیدگی در خشک کردن ترکیبی هوای داغ با مایکروویو بود. نتیجه گرفت شد با ترکیب خشک کردن هوای داغ با مایکروویو می‌توان محصولاتی با کیفیت بالا تولید کرد.
درسای و ژو (2009) در تحقیق خود برش‌های کدو با وزن 50 گرم و رطوبت 31/9 گرم بر اساس ماده خشک، با استفاده از سه روش مایکروویو، هوای داغ و ترکیب هوای داغ و مایکروویو خشک کردند. خشک کردن تا زمانی که رطوبت برش به 1/0 گرم آب بر حسب ماده خشک کاهش یابد ادامه یافت. دو قدرت خروجی مختلف مایکروویو (160 و 350 وات) مورد استفاده قرار گرفت. خشک شدن با هوای داغ نیز در دو دمای 50 و 75 درجه سانتی‌گراد انجام شد. خشک کردن ترکیبی نیز چهار ترکیب مختلف بود و مورد استفاده قرار گرفت و نشان داد که سطح ترکیبی بهینه 50 درجه سانتی‌گراد و 350 وات بود و بهترین سطح برای حفظ بیشتر رنگ و حداقل رطوبت می‌تواند باشد. در روش ترکیبی رطوبت نمونه از 31/9 گرم به 0/1 گرم بر اساس ماده خشک رسید
در تحقیقات آلیباس (2007) خشک کردن برگ‌های نازک نعناع توسط مایکروویو خلا و هوای داغ انجام شد. سه قدرت خروجی برای مایکروویو مورد آزمایش قرار گرفت. برای خشک کردن هوای داغ هم نمونه‌ها در دو دمای 60 و 70 سانتی‌گراد تحت فرآیند قرار گرفتند. مشخص شد که فرآیند با مایکروویو خلا می‌تواند 85-90% زمان خشک برگ‌های نازک نعناع را در مقایسه با هوای داغ کاهش دهد. همچنین تغییرات رنگ در طول فرآیند خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد سبزی برگ‌ها در فرآیند مایکروویو بیشتر از هوای داغ بود. آزمایش قدرت جذب آب در 30 درجه سانتی‌گراد و میزان جذب آب نمونه‌های خشک شده با مایکروویو خلا به طور معنی داری بالا تر از نمونه‌هایی بود که با هوای داغ خشک شده بودند.
آلیباس (2007) خشک کردن برش‌های کدو را با سه روش مایکروویو، هوای داغ و ترکیبی هوا ی داغ و مایکروویومورد بررسی قرار داد. نمونه‌ها که وزن آن 50 گرم بود با رطوبت از 31/9 گرم بر حسب خشک، با استفاده از سه خشک شد. تا زمانی که رطوبت نمونه به 1/0 گرم بر حسب خشک کاهش یاف. دو قدرت خروجی مختلف مایکروویو 160 و 350 وات در خشک کردن با مایکروویو مورد استفاده قرار گرفت. فراین خشک کردن در هوای داغ، در دمای 50 و 75 درجه سانتی‌گراد انجام شد. خشک کردن ترکیبی نیز در چهار سطح مختلف به کار رفت. زمان‌های خشک شدن 195-125، 90-45 و 51-31 دقیقه به ترتیب در خشک کردن با مایکروویو، هوای داغ و ترکیبی به طول انجامید، در این مطالعه، مقادیر واقعی نسبت رطوبت با مقادیر به دست آمده از معادله پیج مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین بهینه سازی زمان خشک کردن، رنگ و انرژیمصرف مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد سطح ترکیب بهینه 50 درجه سانتی‌گراد و 350 وات بود.
وارید و همکاران (2007) در تحقیقات خود ارزیابی فرآیند خشک کردن میوه لنگان (نوعی میوه استوایی) باروش ترکیبی هوای داغ و مایکروویو، سه سطح دمایی 40، 50 و 60 درجه سانتی‌گراد به همراه 4 شدت 100، 180، 300 و 450 وات مایکروویو را مورد آزمایش قرار دادند. نتایج آزمایشات نشان داد سطح ترکیبی40 درجه سانتی‌گراد و 450 وات در 7/1 ساعت و 60 درجه سانتی‌گراد و 300 وات در 3/3 ساعت باعث کاهش 3/64% و 2/48% در زمان خشک شدن و انرژی مصرفی می‌شوند.
فصل سوم
مواد و روش ها

فصل سوم
مواد و روشها
3-1. رقم مورد آزمایش
جعفری با نام علمی Petroselinum sativum و نعناع با نام علمی Mentha Piperita جهت انجام این پژوهش روزانه از بازار میوه و تره بار گرگان بصورت نیمه آماده خریداری و در یخچال نگهداری شد. با توجه به اینکه سهم بالایی از تولید سبزی نعناع در ایران Mentha spicata L رقم قمی می‌باشد این رقم برای انجام آزمایش‌ها انتخاب گردید. در هر نوبت آزمایش روزانه نمونه‌ها از یخچال خارج و تمیز کردن تکمیلی سبزی‌ها (شامل جدا کردن قسمت‌های اضافی مثل برگ‌های غیرقابل استفاده و امتداد ساقه‌ها) انجام شد. کلیه آزمایشات در آزمایشگاه گروه مهندسی کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرگان انجام شدند.
3-2. اندازه گیری رطوبت
نمونه‌های 50 گرمی جعفری و نعناع پس از آماده‌سازی و توزین، جهت تعیین مقدار رطوبت توسط آون (fater electronic U670، ایران) در دمای 1 ± c°105 به مدت 15 ساعت خشک شدند. به طوری که تغییر وزنی بین دوبار توزین مشاهده نشد و سپس مقدار رطوبت اولیه بر حسب وزن مرطوب به‌دست آمد. این عمل با خرید روزانه محصول در هر نوبت آزمایش انجام شد (سویسال و همکاران، 2006).
(3-1)

(3-2) QUOTE
= MCw.b. درصد رطوبت بر مبنای مرطوب
= MCd.b. درصد رطوبت بر مبنای خشک
= m1 وزن نمونه قبل از خشک کردن (گرم)
= m2 وزن نمونه بعد از خشک کردن (رطوبت تعادلی) (گرم)
3-3. خشک کردن با هوای داغ (آون)
برای این منظور ابتدا نمونه‌های جعفری و نعناع پس از آماده‌سازی و حذف رطوبت سطحی درون ظروفی از جنس فویل آلومینیوم خشک و تمیز و دارای منافذ برای عبور جران هوا از بین نمونه قرار گرفته و به وسیله ترازو (A&D GF-6100، ژاپن) با دقت 001/0 گرم توزین شده و جهت خشک کردن در آون (fater electronic U670، ایران) قرار گرفتند. برای هر بار آزمایش مقدار 5/0 ± 50 گرم از نمونه‌های جعفری و نعناع آماده شده و در دماهای 50، 60 و 70 درجه سانتی‌گراد خشک شدند و وزن آنها ثبت می‌شد تا زمانی که بین دو توزین متوالی اختلاف وزنی مشاهده نشد.
3-3-1. سینتیک خشک کردن با هوای داغ
به منظور بررسی سینتیک خشک کردن هوای داغ و ترسیم منحنی‌های مربوط، نمونه‌های آماده شده ی جعفری و نعناع پس از توزین و ثبت وزن در آون قرار گرفتند. در زمان‌های متوالی هر 10 دقیقه تا 2 ساعت اول و هر 30 دقیقه پس از آن تا زمان ثابت شدن وزن نمونه‌ها از آون خارج و توزین شده و مجددا در آون قرار گرفتند و این عمل تا زمانی انجام شد تا نمونه‌ها به وزن ثابت رسیدند.
3-4. خشک کردن با مایکروویو
نمونه‌های 02/0 ± 50 گرمی جعفری و نعناع آماده و توسط مایکروویو ( ال جی solarDOM، استرالیا) خشک شدند. خشک کردن در شدت‌های 90، 180، 360، 600 و 900 وات انجام شد.
3-4-1. سینتیک خشک کردن با مایکروویو
به منظور بررسی سینتیک خشک کردن با مایکروویو و ترسیم منحنی‌های مربوط در فاصله‌های زمانی هر 300 ثانیه (90وات)، 180ثانیه (180وات)، 90 ثانیه ( 360وات)، 60 ثانیه ( 600وات) و 30 ثانیه (900وات) نمونه‌ها از مایکروویو خارج و توزین شده و مجددا در مایکروویو قرار گرفتند و این عمل تا زمانی انجام شد تا نمونه‌ها به وزن ثابت رسیدند. نحوه قرار گرفتن نمونه‌ها در داخل آون مایکروویو بسیار مهم است چون حداکثر انرژی مایکروویو در مرکز مایکروویو جذب می‌شود به همین دلیل نمونه‌ها در مرکز آون به قرار گرفتند و بعد از هر بار وزن کردن نمونه‌ها مجدداً در مکان سابق خود قرار داده می‌شدند تا زاویه تابش ثابت بماند.
3-5. محاسبه نسبت رطوبت1 (MR)
نسبت رطوبت کمیتی بدون بعد است که از نظر عددی بین صفر تا یک است. با توجه به معادله 3-3 برای محاسبه نسبت رطوبت دانستن مقدار رطوبت تعادلی ضروری است. به عبارتی رطوبت توده در خشک کردن به طور غیر‌مستقیم به دست می‌آمد (آکپینار و همکاران، 2003). مقادیر رطوبت اولیه و رطوبت در زمان t طی آزمایش به دست آمد. به این ترتیب پس از محاسبه مقادیر تعادلی رطوبت در شرایط مختلف آزمایش و در طول زمان، میزان نسبت رطوبت قابل محاسبه است. با استفاده از مقادیر ثبت شده (در هر دو روش خشک کردن با هوای داغ و مایکروویو) و بر اساس معادلات 3-3 و 4-3 نسبت رطوبت و شدت خشک شدن2 (DR) محاسبه شدند. در اکثر تحقیقات، سینتیک خشک کردن بر اساس نسبت رطوبت(MR) به دست آمده است که علت آن کاهش پراکندگی و خوش فرم بودن داده‌ها می‌باشد.
1-Moisture Ratio
2-Drying Rate

(3-3) QUOTE

= نسبت رطوبتMR
Mt = رطوبت نمونه بر مبنای وزن خشک در زمانt
M0 = رطوبت اولیه بر مبنای خشک
Me = مقدار رطوبت تعادلی بر مبنای خشک
3-6- محاسبه شدت خشک شدن (DR)
همچنین شدت خشک کردن با استفاده از معادله زیر محاسبه شد.
(3-4) QUOTE
DR = شدت خشک شدن
M0 = وزن نمونه در زمان t1
M1 = وزن نمونه در زمان t2
M2 = رطوبت تعادلی
T1 = زمان اولیه
T2 = زمان ثانویه

شکل: 3-1 منحنی عمومی خشک شدن
در نمودار فوق نقاط A و A’ به ترتیب نمایانگر ماده گرم و سرد هستند. نقطه B نشان دهنده نقاط شرایطی است که سطح محصول به دمای تعادل رسیده است. دوره زمانی ما بین نقطه A (یا A’) و B معمولا کوتاه است و اغلب در محاسبات زمان خشک کردن از آن صرف نظر می‌شود. قسمت B تاC منحنی که به دوره سرعت ثابت موسوم است، بیانگر دفع آب ناپیوسته از ماده غذایی است. در شروع عملیات خشک کردن سطح محصول مرطوب و فعالیت آبی تقریبا برابر یک است. در مواد غذایی متخلخل، آب جدا شده از سطح توسط آب درون ماده غذایی جبران می شود. تا زمانی که سرعت انتقال آب از درون ماده غذایی با سرعت تبخیر آن از سطح برابر باشد، دوره سرعت ثابت ادامه پیدا می‌کند. در این دوره درجه حرارت سطح ماده غذایی تقریبا برابر دمای مرطوب هوای اطراف آن است. در این مرحله مقاومت داخلی نسبت به انتقال آب بسیار کم‌تر از مقاومت خارجی برای جدا شدن آب از سطح محصول است. شدت تبخیر آب در این مرحله ارتباط زیادی به اختلاف بین فشار بخار آب در سطح ماده غذایی و هوای اطراف آن دارد. از عوامل موثر بر تبخیر آب در این مرحله می‌توان سطح تماس ماده غذایی، اختلاف رطوبت بین هوا و سطح ماده غذایی، ضریب انتقال جرم و سرعت جریان هوا را نیز نام برد. مقدار رطوبتی که در آن شدت خشک شدن محصول تغییر کرده و خشک شدن از مرحله سرعت ثابت به مرحله سرعت نزولی (مرحله CD در شکل 3-1) وارد می‌شود، به رطوبت بحرانی (نقطه C) معروف است. مقدار رطوبت بحرانی به خصوصیات ماده غذایی مانند بافت و شرایط خشک کردن وابسته است. زمانی که مقدار رطوبت ماده غذایی به پایین‌تر از مقدار بحرانی برسد، شدت خشک شدن کاهش می‌یابد. حرکت رطوبت از میان ماده غذایی به ساختار منافذ و واکنش رطوبت با شبکه های ماده غذایی بستگی دارد. در دوره سرعت نزولی، گرادیان رطوبت در سراسر ماده غذایی تغییر می‌کند و دما در حین خشک شدن به دلیل کاهش تبخیر آب از دمای مرطوب تا دمای خشک افزایش می‌یابد. مقدار آب دفع شده در دوره سرعت نزولی ممکن است نسبتا کم باشد، در حالی که زمان آن طولانی است، چرا که سرعت خشک شدن آهسته و کند است. (باربوسا و وگا، 1986؛ فلو، 1990؛ جین کوپلیس، 1983).
3-7. خصوصیات کیفی
3-7-1. رنگ
رنگ یکی از مهمترین ویژگی‌های کیفی محصولات خشک شده است که در طی خشک کردن و نگهداری طولانی مدت به علت برخی واکنشهای شیمیایی و بیو شیمیایی، تغییر می‌کند (آگویلرا و همکاران، 1987). برای این آزمایش از نرم‌افزار ImageJ2x استفاده شد. به طوری که ابتدا از سطح نمونه‌های جعفری و نعنای خشک شده در روش‌های مختلف هوای داغ، مایکروویو



قیمت: 11200 تومان

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *