بهینه‌سازی اقتصادی فرایند خشک‌کردن ورقه‌های سیب به روش سطح پاسخ

سیب یک محصول کشاورزی باارزش است که می‌توان با خشک‌کردن آن به‌صورت ورقه‌های نازک ارزش‌افزوده فراوانی را از منظر اقتصادی ایجاد کرد. در پژوهش حاضر، از یک خشک‌کن کانالی آزمایشگاهی به‌منظور بهینه‌سازی اقتصادی فرایند خشک‌کردن ورقه‌های سیب سرخ با استفاده از روش سطح پاسخ (rsm) استفاده گردید. روش سطح پاسخ با طراحی آزمایش‌هایی که در آ‌ن‌ها تمامی پارامترهای مستقل به‌صورت هم‌زمان تغییر می‌یابند، تاثیر هم‌زمان تمامی پارامترها را بر خروجی (خروجی‌های) آزمایش، تعیین می‌کند و تصویری کامل از چگونگی تاثیرگذاری پارامترها بر خروجی آزمایش‌ها را در اختیار پژوهش‌گر قرار می‌دهد. برای طراحی آزمایش به روش rsm در پژوهش حاضر، دو پارامتر دما و سرعت هوای عبوری از درون کانال خشک‌کن به‌عنوان متغیرهای مستقل و دو پارامتر زمان خشک شدن و میزان مصرف انرژی به‌عنوان متغیرهای هدف (پاسخ) به‌منظور بهینه‌سازی انتخاب شدند. به‌منظور طراحی آزمایش‌ها به روش rsm، روش طراحی مرکب مرکزی (ccd) به‌کار گرفته شد. درنهایت با انجام آزمایش‌های طراحی‌شده و استفاده از آنالیز واریانس (anova)، شرایط بهینه‌ خشک‌کردن سیب سرخ به‌صورت دمای هوای عبوری برابر با 70 درجه‌ سانتی‌گراد و سرعت هوای عبوری برابر با 3 متر بر ثانیه تعیین شد که در این حالت میزان مصرف انرژی و مدت‌زمان خشک شدن در آزمون اعتبارسنجی به‌ترتیب برابر با 1.51 کیلووات ساعت (در مقابل 1.36 کیلووات ساعت پیش‌بینی شده) و 46 دقیقه (در مقابل 41 دقیقه پیش‌بینی شده) خواهد بود.

Economic Optimization of Drying Apple Slices by Response Surface Methodology

Apple is a valuable agricultural product that can be dried in the form of slices to create much added value in the economic landscape. In the present research, a laboratory hotair channel dryer was employed for economic optimization of the drying process of red apple slices by means of response surface methodology (RSM). In the RSM technique, by designing experiments in which all independent parameters are changed simultaneously, the simultaneous effect of all parameters on the test output(s) was determined which provided a complete picture of how the parameters affect the test output for the researcher. For designing the experiment by means of RSM in this research, two parameters of temperature and velocity of air passing through the dryer channel were selected as independent variables and two parameters of drying time and energy consumption were chosen as target (response) variables for optimization. In order to design the experiments by RSM approach, the central composite design (CCD) method was used. Finally, by performing predesigned experiments and using analysis of variance (ANOVA), the optimal drying conditions of red apple slices were determined as the passing air temperature equal to 70 °C and the passing air speed equal to 3 m/s, where the amount of energy consumption and the drying duration of validation test were 1.51 kWh (in comparison to predicted value of 1.36 kWh) and 46 minutes (in comparison to predicted value of 41 minutes), respectively.