بهینه‌سازی عملکرد دستگاه امواج فراص-وتحرارتی تحت شرایط خلاء در فرآیند تغلیظ آب هندوانه

در این پژوهش یک دستگاه تغلیظ امواج فراصوتحرارتی تحت شرایط خلاء ساخته شد و اثر متغیرهای این دستگاه برای فرآیند تولید کنسانتره آب هندوانه بهینه سازی شد. فرآیند تغلیظ نمونه ها در سه سطح دمایی 40، 50 و °c60، سه سطح فشار خلاء 20، 40 و kpa60 و سه سطح توان امواج فراصوت 36، 60 و  w84 صورت گرفت. تجزیه و تحلیل آماری داده ها و بهینه سازی فرآیند تغلیظ با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شد. نتایج نشان داد افزایش دمای تغلیظ بر زمان فرآیند تغلیظ و انرژی مصرفی کل اثر مثبت و بر محتوای لیکوپن و تغییرات کلی رنگ اثر منفی داشت. کاهش فشار خلاء سبب افزایش محتوای لیکوپن و کاهش تغییرات کلی رنگ، زمان و انرژی مصرفی شد. افزایش توان امواج فراصوت نیز سبب افزایش محتوای لیکوپن، تغییرات کلی رنگ، انرژی مصرفی کل و کاهش زمان فرآیند تغلیظ گردید. نقطه بهینه کنسانتره آب هندوانه در دمای تغلیظ °c40، فشار خلاء kpa 20 و توان امواج فراصوت w 46.5 به‌دست آمد. مقادیر بهینه متغیرهای پاسخ در این شرایط شامل محتوای لیکوپن، تغییرات کلی رنگ، زمان فرآیند تغلیظ و انرژی مصرفی کل به ترتیب برابر mg/kg 238، 25.7، min 94.5 و kwh 0.727 به دست آمدند.به کارگیری امواج فراصوت در کنار دمای تغلیظ و فشار خلاء توانست نتایج مثبتی بر فرآیند تغلیظ آب هندوانه داشته باشد.

Optimization of Ultrasonicthermal Concentrator Performance under Vacuum Conditions in Watermelon Juice Concentration Process

In this study, an ultrasonicthermal concentrator under vacuum conditions was fabricated and the effect of concentration variables for watermelon juice concentration was optimized. Concentration temperature process in three levels (40, 50 and 60°C), vacuum pressure in three levels (20, 40 and 60kPa) and ultrasonic waves power in three levels (36, 60 and 84W) were conducted. Statistical analysis of data and optimization of concentration process were performed using response surface method and central composite design. Results showed that the increase of concentration temperature has a positive effect on concentration process time and total energy consumption and negative effect on lycopene content and the total color difference. Decrease of vacuum pressure to caused increased lycopene content and decrease the total color difference, concentration process time and total energy consumption. Also increased ultrasonic waves power caused increase in lycopene content, total color difference, total energy consumption and decrease in concentration process time. Optimization of watermelon juice concentration point was obtained on concentration temperature 40°C, vacuum pressure 20 kPa and ultrasonic waves power 46.5W. Optimal values of response variables in this condition include lycopene content, the total color difference, concentration process time and total energy consumption in equal order 238 mg/kg, 25.7, 94.5 min and 0.727 kWh. The use of ultrasound waves along with the concentration temperature and vacuum pressure could have positive results on the watermelon juice concentration process.