مدل‌سازی انتقال جرم در فرایند خشک‌کردن برش‌های سیب توسط پرتودهی مادون‌قرمز با روش حرارت‌دهی متناوب

پرتودهی مادون قرمز با حرارت دهی متناوب، روشی نوین است که طی آن دمای سطحی محصول جهت انجام هم زمان بلانچینگ و خشک کردن، ثابت نگه داشته می شود. مزیت کلی پرتودهی متناوب ذخیرۀ انرژی و جلوگیری از تغییرات کیفی نامطلوب در محصول نهایی است. از محاسبه های انتقال جرم برای تخمین شرایط دمایی و زمان در این فرایند می توان استفاده کرد. در این پژوهش، رفتار خشک شدن برش های سیب (واریتۀ زرد لبنانی) به شکل تیغه در 3 اندازه با ضخامت 5، 9 و 13 میلی متر و با طول و عرض 20 میلی متر بررسی شد. عملیات حرارتی در یک خشک کن مادون قرمز مجهز به کنترل کنندۀ دمای سطحی محصول و در 3 دمای 70، 75 و 80 درجۀ سانتی گراد انجام شد. مدل های سینتیکی به صورت مدل های نیوتن، پیج، اصلاح شدۀ پیج، هندرسونپابیس و پارابولیک در نرم افزار متلب روی داده های تجربی نسبت رطوبتی بدون بُعد برازش گردید. مقایسۀ مدل ها توسط ضریب همبستگی تصحیح شده (adj.r^2) و ریشۀ میانگین مربعات خطا (rmse) انجام شد. محاسبۀ ضریب نفوذ موثر رطوبت (deff) طی خشک شدن برش ها انجام گرفت و ارتباط آن با دمای فرایند نیز ازطریق رابطۀ آرنیوس بررسی شد. نتایج نشان داد، مدل پیج و مدل پارابولیک برازش مطلوبی روی داده های آزمایشی نشان دادند (adj.r^2 بیشتر و rmse کمتر). ضریب نفوذ موثر با افزایش دمای سطحی و ضخامت محصول به طور معنی داری همواره بالاتر بود. این پارامتر در ضخامت های کمتر انرژی فعال سازی بالاتری داشت که این امر نشان دهندۀ وابستگی بیشتر ضریب نفوذ موثر به دمای پرتودهی با کاهش ضخامت است.