تاثیر ویژگی‌های نمونه و توان لامپ مادون‌قرمز بر عمق نفوذ تابش مادون قرمز درون زیره سیاه

در سال های اخیر تابش مادون قرمز به عنوان یکی از روش های مناسب جهت خشک کردن و آلودگی زدایی ادویه جات مورد توجه قرار گرفته است. اما عمق نفوذ پایین مادون قرمز استفاده از آن را جهت فرآوری مواد غذایی در صنعت محدود کرده است. به علت اهمیت زیره سیاه به عنوان ادویه ای با ویژگی های دارویی، این تحقیق با هدف تعیین اثر ویژگی های ساختاری (پودر و دانه)، فعالیت آبی نمونه (24/0، 56/0 و 89/0) و توان منبع پرتودهی (222 تا 960 وات) بر عمق نفوذ مادون قرمز درون زیره سیاه انجام گرفت. به این منظور شار حرارتی دریافتی توسط صفحه سیاه مسی که در زیر نمونه های زیره با ضخامت های مختلف قرار داشت، اندازه گیری شد. سپس عمق نفوذ مادون قرمز با استفاده از مدل ریاضی محاسبه گردید. نتایج نشان داد فعالیت آبی، توان مادون قرمز و برهمکنش آنها اثر معنی داری بر عمق نفوذ مادون قرمز درون زیره سیاه دارند اما اثر ساختار نمونه بر عمق نفوذ مادون قرمز بی معنی بود. در همه نمونه ها، افزایش توان مادون قرمز تا سطح 601 وات باعث افزایش عمق نفوذ گردید. بیشترین عمق نفوذ مادون قرمز برای پودر و دانه های زیره سیاه با فعالیت آبی 24/0 به ترتیب 27/0±07/4 و 23/0±85/3 میلی متر در پرتودهی با توان 601 وات بدست آمد در حالیکه بیشترین عمق نفوذ مادون قرمز در نمونه ها با فعالیت آبی 89/0 زمانی مشاهده شد که آنها با توان 845 وات مادون قرمز پرتودهی شدند (18/0±12/4 و 13/0±09/4 میلی متر، به ترتیب). با توجه به نتایج بدست آمده تعیین عمق نفوذ پرتو مادون قرمز درون ادویه ها می تواند جهت تعیین ضخامت بهینه آنها طی فرآیند با مادون قرمز مورد استفاده قرار گیرد.

Effect of sample properties and infrared power on the penetration depth of infrared radiation into Carum carvi L.

In recent years, infrared radiation (IR) has been considered as one of the suitable methods for drying and decontamination of different spices. However, the low penetration depth of the IR limits its use for food processing in the industry. Due to the importance of Carum carvi as a spice with medical properties, this research aimed to determine the effect of the sample’s structure (powder and seeds), water activity (0.24, 0.56 and 0.89) and the power of IR emitter (222 to 960W) on the penetration depth of the IR into Carum carvi For this propose, the heat fluxes received by copper black body that placed under samples with different thickness was measured. Afterward, the penetration depth was calculated through a mathematical model. The results indicated while aw of the sample, the IR power, and their interaction had a significant effect on the penetration depth of the IR, the structural properties of the sample had no significant effect on it. Increasing the infrared power to 601W enhanced the penetration depth in all of the samples. The highest penetration depth into the powder and the seeds of Carum carvi with aw 0.24 was achieved at the IR power of 601W, and was recorded 4.07±0.27 and 3.85±0.23mm while the samples with aw 0.89 were shown the highest penetration depth when they were irradiated by IR power of 845W) 4.12±0.18 and 4.09±0.13mm). According to the results, determining of IR penetration depth in the spice can be used to determine of their optimal thickness during the infrared food process.