مدل ‌سازی ریاضی خشک ‌کردن لایه نازک ورقه‌های برش خورده سیب در یک خشک‌ کن مجهز به پمپ حرارتی

در این پژوهش، ویژگی ها و سینتیک خشک کردن ورقه های برش خورده سیب رد دلیشز در یک خشک کن مجهز به پمپ حرارتی در دماهای 30، 40، 50، 60 و 70 درجه سلسیوس و سرعت های هوای 1، 1.5 و 2 متر بر ثانیه بررسی شد. تحلیل واریانس برای تعیین اثرات دما و سرعت باد بر روی ویژگی های تغییر رنگ، چروکیدگی و شدت جذب مجدد استفاده شد. پنج مدل ریاضی برای توصیف و مقایسه سینتیک خشک کردن ورقه های سیب انتخاب شد و ضریب تعیین (r^2)، مربع کای (χ^2)، و rmse برای ارزیابی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که دما و سرعت هوای خشک کردن تاثیر معنی داری بر رفتار خشک کردن برش های سیب داشت. زمان خشک کردن با افزایش دما و سرعت خشک کردن کاهش یافت. دما و سرعت هوا تاثیر کمی بر تغییرات کل رنگ، نرخ چروکیدگی و شدت جذب مجدد ورقه های خشک شده سیب داشتند. در میان مدل های ریاضی، مدل پیج (page) اصلاح شده با کمترین خطا و بیشترین ضریب تعیین بهترین برازش را داشت. انتقال رطوبت از ورقه‌های سیب با اعمال مدل انتشار فیک (fick) توصیف شد. ضریب نفوذ موثر (deff) با افزایش دمای خشک کردن افزایش یافت و در محدوده 10- 10×2.32 تا 10-10×5.18 مترمربع بر ثانیه به دست آمد. وابستگی دمای نفوذ موثر با رابطه آرینیوس توصیف شد و انرژی فعال سازی برای نفوذ رطوبت در برش های سیب 28.4 کیلوژول بر مول تعیین شد.