microwave-conventional drying characteristics of red pepper: modeling, temperature profile, diffusivity and activation energy

Microwave combined drying is an alternative technique that can be applied to dry foodstuffs, especially fruits and vegetables, due to shorter drying time and higher energy efficiency. in this regard, the effect of hybrid (microwave-conventional) drying conditions on drying kinetics, modeling, temperature profile, moisture and thermal diffusivities and activation energy of red pepper was investigated in a specially designed hybrid domestic oven. three levels of microwave powers (120, 150, and 180w) and air temperatures (50, 60, and 70°c) were used. both energy sources were applied simultaneously during the whole drying process. the drying process continued until the moisture content of the red pepper reached 10% on wet basis. drying time decreased with increasing microwave power and air temperature. temperature of red pepper slices sharply increased within the first 60 minutes, then reached equilibrium with drying medium and finally increased at the end of the drying process. nine semi-theoretical models were applied to determine the drying behavior of the samples. modified logistic model was determined as the best model because it had the lowest rmse and χ2 and the highest r^2 values. effective moisture and thermal diffusivity values increased with increasing microwave power and air temperature and ranged from 8.86×10^-10 to 4.23×10^-9 m2 s^-1 and 4.57×10^-10 to 1.81×10^-9 m^2 s^-1, respectively. the activation energy of the dried red pepper slices was between 29.30 and 56.61 kj mol^-1. the hybrid drying can be used as an alternative drying method for red pepper drying.

ویژگی های خشک کردن فلفل قرمز با ترکیب میکروویو-روش مرسوم: مدل سازی، مشخصات دما، پخشیدگی، و انرژی فعال سازی

خشک کردن همراه با میکروویو یک روش جایگزین است که می تواند برای خشک کردن مواد غذایی به ویژه میوه جات و سیزیجات از آن استفاده کرد زیرا که در آن، زمان خشک کردن کوتاه و راندمان انرژی بیشتراست. در این پژوهش، اثر خشک کردن با روشی هیبریدی(میکروویو روش مرسوم) روی سینتیک، مدل سازی، مشخصات دمایی، پخشیدگی رطوبت و حرارت، و انرژی فعال سازی فلفل قرمز در یک اجاق ویژه ساخت محلی بررسی شد. به این منظور، ازسه سطح از توان میکروویو(120،150، و 180 وات) و سه دمای هوا (50، 60، و 70 درجه سلسیوس) استفاده شد. در طی تمامی فرایند خشک کردن،هر دو منبع انرژی همزمان به کار گرفته شد. فرایند خشک کردن تا زمانی که مقدار رطوبت فلفل قرمز به 10% برمینای وزن تر رسید، ادامه یافت. طول زمان خشک کردن با افزایش توان میکروویو و افزایش دما، کاهش یافت. در 60 دقیقه آغازین، دمای برش های فلفل قرمز سریعا افزایش یافت و سپس با محیط خشک کننده به تعادل رسید و نهایتا در اواخر فرایند خشک کردن افزایش یافت. برای تعیین رفتار نمونه ها در حین خشک شدن، تعداد 9 مدل نیمهتئوری به کار گرفته شد. مدل تغییر یافته لجستیک (Modified Logistic model) به عنوان بهترین مدل تعیین شد زیرا کمترین مقدار RMSE و و بیشترین مقدار R2 را داشت. مقادیر رطوبت موثر و پخشیدگی حرارتی با افزایش توان میکروویو و دمای هوا افزایش یافت و به ترتیب در محدوده 8.86 ×1010 تا 4.23 ×109 m2/s و 4.57 ×1010 تا 1.81 ×109 m2/s قرار داشت. همچنین، انرژی فعال سازی برش های فلفل قرمز بین 30/29 تا 61/56 کیلو ژول در مول بود. بنا بر این می توان از خشک کن هیبرید به عنوان روش جایگزین برای خشک کردن فلفل قرمز استفاده کرد.