مدلسازی و تعیین شرایط بهینه فرآیند حرارتی پسته رقم احمدآقایی با مایکروویو به روش سطح پاسخ

عدم یکنواختی توزیع دما در تمام حجم محصول یکی از مشکلات اصلی فرآیندهای حرارتی می‌باشد. ‌این پژوهش با روش سطح پاسخ به منظور مدلسازی فرآیند حرارتی پسته رقم احمدآقایی با مایکروویو و تعیین شرایط بهینه یکنواختی بیشتر توزیع دما در محصول انجام شد. متغیرهای مستقل کمی شامل زمان حرارت‌دهی (5020 s) و توان مایکروویو (w 630900) و متغیر مستقل کیفی شامل موقعیت قرارگیری میله دماسنج در شش نقطه داخل ظرف حاوی پسته و متغیر وابسته (پاسخ) دمای محصول تحت حرارت‌دهی مایکروویو بود. این آزمایشات بصورت جداگانه برای دو نوع شکل ظرف حاوی محصول شامل مکعبی و استوانه‌ای انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد تمامی اثرات اصلی شامل زمان حرارت‌دهی، توان مایکروویو و موقعیت دماسنج؛ در هر دو نوع ظرف مکعبی و استوانه‌ای و همچنین اثرات متقابل در سطح 1%، معنی‌دار می‌باشند. بر اساس نتایج بدست آمده یکنواختی توزیع دما در توده محصول به شکل مکعبی بیشتر از شکل استوانه‌ای بود. از سوی دیگر توزیع دما در توان حداقل (w 630) یکنواختی بیشتری نسبت به توان حداکثر (w 900) از خود نشان داد. شرایط بهینه جهت ایجاد یکنواختی بیشتر دما با اعمال فرآیند حرارت‌دهی در مدت زمان 44 تا 45 ثانیه و با توان 720 تا 750 وات برای ظروف استوانه‌ای و مدت زمان 45 تا 47 ثانیه و با توان 630 تا 670 وات برای ظروف مکعبی تعیین گردید. بررسی صحت مدل بدست آمده جهت پیش بینی پاسخ، از طریق محاسبه ریشه مربعات میانگین خطا انجام شد. مقدار پائین آن در تمام شش موقعیت از محصول، نشان دهده نزدیکی مقادیر آزمایشگاهی و پیش بینی شده است و صحت مدل را تایید می‌نماید.

Modeling and determination of optimized conditions of microwave pistachio (Ahmadaghaee cv.) thermal process using the response surface Methodology

The lack of uniform distribution of temperature in the product is one of the main problems of thermal processes. The modeling of microwave pistachio (Ahmadaghaee cv.) thermal process was studied using response surface method (RSM). The optimum conditions were determined in order to achieve the highest uniformity of temperature distribution in the product. Independent quantitative variables included the heating time (2050 s) and the microwave power (630900 w). In addition, an Independent qualitative variable included the position of the thermometer in six positions in the container. The dependent variable (response) is the temperature of the product under microwave heating. These experiments were performed separately for two cubic and cylindrical containers. The results of analysis of variance showed that all the main effects and the interaction are significant (P< 0.01). According to the results, the uniformity of temperature distribution in the product was more cubic than the cylindrical container. The uniformity of temperature distribution in the minimum power (630 w) was greater than the maximum power (900 w). The optimum conditions were determined in order to maximize the uniformity of temperature distribution for cylindrical containers with a heating time of 44 to 45 seconds and power of 720 to 750 watts. These conditions for the cube containers were obtained with a heating time of 44 to 47 seconds and power of 630 to 670 watts. The accuracy of the model was evaluated by calculating the root mean square error (RMSE). The low value of RMES in all six positions of the product indicates the proximity of the experimental and predicted values and confirms the model’s accuracy.