نمذجة مجفف میکروویف/حمل لتجفیف شرائح البطاطس

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة الأزهر، مصر.

2 مدرس مساعد بقسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة الأزهر، مصر.

المستخلص

تهدف هذه الدراسة إلى نمذجة فرن میکروویف مطور لیلائم تجفیف شرائح البطاطس فى طبقات رقیقة حیث یمکن لهذا النموذج أن یسهم فى تجفیف منتجات أخرى زراعیة.  ودراسة العوامل المؤثرة على التجفیف واستنتاج معادلة تربط بین المتغیرات التى یمکن أن تؤثر فى عملیة التجفیف بهذه الطریقة من خلال التحلیل البعدى للمتغیرات, أیضا تم دراسة مدى توافق النتائج التجریبیة مع صیغة Lewis Newton  وإیجاد ثوابت التجفیف لهذه الصیغة. کما تم تقییم جودة المنتج المجفف من خلال بعض الاختبارات  کإختبار التشرب واللون للمنتج المجفف.
- تم دراسة تأثیر أربع قدرات للمیکروویف (85 , 175, 250, 320 وات) وثلاث درجات حرارة للهواء (40, 50, 60 م◦) عند سرعة هواء 1,5 م/ث.
ویمکن تلخیص أهم النتائج التى تم التوصل إلیها على النحو التالى:
- أقل زمن للتجفیف شرائح البطاطس  تم الحصول علیه عند قدرة میکروویف 320 وات ودرجة
حرارة هواء 60 م◦.
- قیم الإنتشار الرطوبى إزدادت مع الانخفاض فى المحتوى الرطوبى أثناء عملیة التجفیف تحت ظروف التجفیف المختلفه لهذه الدراسة.
- تم التوصل الى نموذج ریاضى باستخدام التحلیل البعدى للتنبوء بقیم moisture ratio عند ظروف التجفیف المختلفه 
- کان متوسط استهلاک الطاقة (1.03 کیلووات ساعة/کیلوجرام ماء مزال) ومتوسط التکلفة (0.26 جنیه/کیلوجرام ماء مزال) فى کل حالات الدراسة.
  - أثناء اختبار التشرب لشرائح البطاطس المجففه إزدادت قیم الرطوبة الممتصة مع زیادة الزمن حتى تم تشبعها. وثبتت قیم التشرب بعد عشر دقائق تقریبا وتراوحت قیم نسب التشرب من 2.19 إلى 3.31 تحت مختلف ظروف التجفیف فى هذه الدراسة.
 - لایوجد تغیر یذکر فى لون شرائح البطاطس المجففه عن لون الشرائح الطازجة، حیث أن کلا من الشرائح الطازجة والمجففه کان لها نفس رقم شریحة اللون () وقد تبین وجود احتراق فى بعض شرائح البطاطس المجففه عند استخدام قدرتى المیکروویف 250 و 320وات,  أما عند استخدام قدرتى المیکروویف 85 و175 وات  فلم یوجد اى احتراق فى الشرائح المجففة.
 

الموضوعات الرئيسية


Crank, J., (1975). The mathematics of diffusion, 2nd ed., Oxford U. Press , Oxford.
Ghanem, T.H., (1998). Solar energy utilization, specifically on drying or sterilization of animal manure under Egyptian conditions for use as protein supplement in animal feed, Ph. D. Th., Ag. Eng. Dept., Fac., of Ag. Al-Azhar Univ.
Ghanem, T.H., (2010). Modeling of refractance window film dryer for liquids. Misr J. Eng., 27 (2): 676 – 687.   
Gowen, A. A.; N. Abu- Gannam; J. Frias and J. Oliveira, (2008).Modeling dehydration and rehydration of cooked soybeans subjected to combined microwave- hot air drying. Innovative Food Sc. and Emerging Tec., 9: 129 – 137.
Khraisheh, M. A. M.; T. J. R. Cooper and T. R. A. Magee, (1997).Microwave and air drying. Fundamental considerations and assumptions for the simplified thermal calculations of volumetric power absorption.   J. Food Eng., 33: 207 – 219.
Langhaar, Henry L., (1951). Dimensional analysis and theory of models, John Wiley and Sons, INC.
Metaxas, A. C. and R. J. Meredith, (1983). Industrial microwave heating. Peter Pereginus, London, UK.
Reddy, L., (2006). Drying characteristics of Saskatoon berries under microwave and combined microwave-convection heating. M. Sc. Th., Dep. Ag. and Bioresours Eng., U. Saskatchewan, Saskatoon, Canda.
Sanga, E.; A. S. Mujumdar and G. S. Raghavan, (2000). Drying technology in agriculture and food sciences (Principle and applications of microwave drying). Sc. Pub., Lnc. Plymouth, UK: 253 – 289.
Sarsavadia, P. N.; R. L. Sawhney; D. R. Pangavhane and S. P. Singh, (1999). Drying behavior of brined onion slices. Journal of Food Eng., 40: 219- 226.
Sharma, G. P. and S. Prasad, (2001).Drying of garlic (Allium sativum) cloves by microwave- hot air combination. J. Food Eng., 50: 99 – 105.
Shivhare, U. S.; G.S. Raghavan and R. Bosisio, (1991). Drying of corn using  Variable microwave power with a surface wave applicator. J. Microwave Power and Electromagnetic Energy, 26 (1): 38 – 44.
Toledo, R. T., (1991). Fundamentals of food process engineering. An AVI book Pub. By Van Nostrand Reinhold. N. Y.: 133- 136.
Torringa, E.; E. Esveld; I. Scheewe; R. B. Vanden and P. Bartels, (2001). Osmotic dehydration as a pre-treatment before combined microwave-hot air drying of mushrooms. J. Food Eng., 49 (2): 185 – 191.
Tulasidas, T. N.; G. S. Raghavan and E. R. Norris, (1993). Microwave and convective drying of grapes. Trans. ASAE, 36: 1861 – 1865.
Yongsawatdigul, J. and S. Gunasekaran, (1996). Microwave vacuum drying of cranberries. Part I: Energy use efficiency. Part II: Quality evolution. J. Food Proc. and Preservation, 20: 121 – 143.
Zhou, L.; V. M. Puri and R. C. Anantheswaran, (1994). Effect of temperature gradient on moisture migration during microwave heating. Drying Tec., 12 (4): 777 – 798.