بررسی وضعیت زمانی و مکانی توزیع تخلخل خمیر نان در مرحله‌ی تخمیر با بهره‌گیری از سی‌تی‌اسکن و پردازش تصویر

نان یک ماده‌ی غذایی متخلخل با بافت اسفنجی می‌باشد. با توجه به اهمیت توزیع تخلخل در خمیر نان از منظر اثرگذاری بر هدایت حرارتی که در مرحله‌ی پخت نان حائز اهمیت است و از سویی ارتباط مستقیم آن با ورآمدن و تغییرات حجم خمیر، بررسی توزیع تخلخل در خمیر نان ضرورت داشته و به عنوان اساس این پژوهش برگزیده شده است. از میان روش‌های قابل استفاده جهت بررسی تخلخل، روش تصویربرداری به کمک پرتونگاری مقطعی با سی‌تی‌اسکن و پردازش تصویر انتخاب شد. برای انجام این پژوهش سه گام عملیاتی صورت گرفت: 1) تهیه‌ی خمیر نان با فرمولاسیون مشخص و شرایط تعیین شده 2) تصویربرداری از خمیر در حال تخمیر، توسط دستگاه سی‌تی‌اسکن در چهار زمان مشخص (35، 70، 90 و 160 دقیقه) در طول تخمیر 3) محاسبه‌ی کمّی وکیفی توزیع تخلخل در راستای زمان تخمیر و مکان مقطع مورد بررسی در خمیر (جانبی، میانی و مرکزی) و نیز دستیابی به الگوی پراکندگی تخلخل در هر مقطع خمیر. پارامترهای نامبرده، از طریق پیاده‌سازی تکنیک‌های پردازش تصویر بر عکس‌های حاصل از سی‌تی‌اسکن قابل استحصال بوده و نتایج نهایی قابلیت تفسیر و مقایسه داشتند. نتایج بدست آمده حاکی از آن بود که تغییرات تخلخل در طی سپری شدن زمان تخمیر، شیب صعودی داشته و رو به افزایش بود. میزان و پیوستگی توزیع تخلخل در مقاطع مرکزی بیشتر از بخش‌های میانی و جانبی بود. در حقیقت توزیع تخلخل در نزدیکی پوسته‌ی خمیر در حداقل بوده، با نزدیک شدن به سمت مرکز افزایش یافته و در مرکز خمیر به حداکثر خود رسید. توزیع حفرات در هر مقطع، بیشتر در بخش قاعده‌ی خمیر متمرکز بود. با توجه به عکس‌های حاصل، همواره روند رشد و توزیع تخلخل از قاعده‌ی خمیر رو به بالا بود. با این‌حال در نهایت هردو بخش متخلخل نامبرده، به هم پیوسته و ساختار متخلخل یکدستی حاصل گشت.

Study of temporal and spatial porosity distribution of fermenting bread dough by CTscan and image processing

Bread is a porous product with spongy texture. Given the importance of bread dough porosity distribution in terms of the impact on thermal conductivity that is important in the baking step and on the other hand its direct connection with leavening and dough volume changes, evaluation of porosity in bread dough is recognized as a necessity and has been chosen as the basis of this research. Among the methods used to evaluate porosity, the imagine method by using CTscan and image processing was taken. To do so, three operational steps were carried out: 1. Preparation of bread dough with specific formulation and set condition. 2. Imaging of the fermenting dough by CTscan in the four times (35, 70, 90 and 160 minutes). 3. Quantitative and qualitative calculation of porosity distribution during the fermentation time and position of crosssectionexamined in the dough (Lateral, medial and central) and also evaluation of porosity distribution pattern in each section of dough. Mentioned parameters were obtained through the implementation of image processing techniques on CTscan images and final results were able to interpret and compare. The results showed that the porosity alterations during the elapsed fermentation time have ascending slope and consequently rising proceeding. The distribution and continuity of porosity in the central sections were more than lateral and medial ones. Indeed porosity distribution near dough crust is minimal whereas close to the center rises and in the center of the dough reaches to its maximum. Pores distribution in each section was further concentrated in the bottom of the dough. Considering the images, growing and distribution of the porosity always start at dough base and grow upward. However, at the end, both mentioned porous parts joined and uniform porous structure was formed.