اثر روش ترکیبی امواج مایکروویو- هوای‏ گرم تحت پیش‏تیمار مایکروویو بر سینتیک خشک‏کردن میوه مورد

در طب سنتی، از جوشانده ‏ی برگ و میوه‏ ی گیاه مورد برای رفع مشکلاتی از قبیل بیماری‏های معده استفاده می‏شود. میوه ها و سبزیجات به دلیل داشتن میزان رطوبت بالا، به شدت به فساد میکروبی حساس هستند. به همین دلیل، روش خشک ‏کردن به منظور جلوگیری از فساد میکروبی آنها گسترش یافته است. هوای گرم، رایج‏ترین روش خشک ‏کردن می‏باشد، اما به منظور رفع معایب این فرایند از قبیل پایین بودن سرعت خشک ‏کردن و بالابودن مصرف انرژی، ترکیب این روش با روش‏هایی از قبیل مایکروویو توسعه یافته است. بنابراین، مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر روش ترکیبی امواج مایکروویو- هوای گرم بر سینتیک خشک ‏کردن میوه‏ ی مورد و یافتن بهترین شرایط آزمایشی خشک ‏کردن از نظر زمان، سرعت و انتقال جرم انجام شد.

در مطالعه حاضر فرآیند خشک ‏کردن میوه مورد به روش ترکیبی امواج مایکروویو-هوای گرم تحت پیش‏تیمار امواج مایکروویو مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات در توان‏های ترکیبی 180، 300 و 450 وات با سه دمای هوای گرم 60، 70 و 80 درجه سانتی‏گراد تحت پیش‏تیمار امواج مایکروویو در سه توان 300، 450 و 600 وات و در یک دستگاه مایکروویو خانگی انجام شد. به منظور بررسی سینتیک خشک ‏کردن میوه مورد، داده های آزمایشی بر روی 10 مدل ریاضی برازش شدند. همچنین، کیفیت برازش معادلات با استفاده از پارامترهای ضریب برازش (R2) و مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) مورد بررسی قرار گرفت. اثر روش ترکیبی بر ضریب انتقال جرم و انرژی فعالسازی نمونه ها نیز مطالعه شد.

بررسی سینتیکی فرآیند نشان داد که از بین 10 مدل سینتیکی متداول، مدل دو جمله‏ای نمایی به خوبی توانسته روش ترکیبی حاضر را در محدوده ی توان مذکور مدل کند. نتایج نشان داد که در یک دمای مشخص با افزایش توان ترکیبی امواج مایکروویو، ثابت سرعت خشک ‏کردن (k) مربوط به معادله دوپارامتری نمایی، افزایش یافته است. براساس نتایج، در یک دمای مشخص، با افزایش توان ترکیبی مایکروویو، زمان خشک ‏کردن کاهش و سرعت خشک‏شدن افزایش یافته است. بیشترین زمان خشک کردن در توان ترکیبی 180 وات و دمای 60 درجه سانتی‏گراد و برابر 46 دقیقه بود. کمترین زمان خشک کردن مربوط به توان ترکیبی 450 وات و دمای 80 درجه سانتی‏گراد برابر 19 دقیقه به دست آمد، که در مقایسه با بیشترین زمان خشک کردن، کاهش 7/58 درصد حاصل شد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش توان ترکیبی امواج مایکروویو در یک دمای مشخص، ضریب نفوذ موثر رطوبت میوه مورد افزایش و انرژی فعالسازی کاهش یافته است. بیشترین ضریب نفوذ موثر رطوبت و کمترین انرژی فعالسازی، برای شرایط ترکیبی 450 وات و دمای 80 درجه سانتی‏گراد به ترتیب برابر 8-10×59/11 مترمربع بر ثانیه و برابر 14/13 کیلوژول بر مول به دست آمد.

دما و توان ترکیبی امواج مایکروویو دو عامل اثرگذار اصلی بر خشک ‏کردن میوه مورد هستند. افزایش توان ترکیبی امواج مایکروویو در یک دمای مشخص و همچنین افزایش دمای هوای گرم در یک توان ترکیبی مشخص، باعث کاهش چشمگیر زمان و افزایش قابل توجه سرعت خشک ‏کردن شد. خشک کردن میوه‏ ی مورد کاملا در مرحله نزولی رخ داده است. توان امواج مایکروویو بر ثابت سرعت خشک ‏کردن نیز تاثیر گذار بود، به طوری که با افزایش توان ترکیبی افزایش یافت. علاوه براین، افزایش توان ترکیبی امواج مایکروویو انتقال جرم و در نتیجه ضریب نفوذ موثر رطوبت را افزایش داد.