بررسی اثر روش خشک کردن ترکیبی(مایکروویو و خلا) بر روی خصوصیات کیفی ازگیل ژاپنی : پایان نامه ارشد صنایع غذایی

استفاده حداکثری از ظرفیت های موجود در تولیدات غذایی ،امری بسیار حیاتی و ضروری برای هر جامعه ای میباشد و این امر لزوم تربیت کارشناسان نخبه در صنایع غذایی را بیان مینماید. گرایش علوم و صنایع غذایی از مهمترین شاخه های فنی مهندسی میباشد که اتفاقا علاقه مندان بسیاری در کشورمان دارد . دیجی لود با معرفی پایان نامه های بسیار جدیدی از رشته مهندسی صنایع غذایی در مقطع کارشناسی ارشد در خدمت کاربران گرامی خود می باشد. پایان نامه حاضر با عنوان “بررسی اثر روش خشک کردن ترکیبی(مایکروویو و خلا) بر روی خصوصیات کیفی ازگیل ژاپنی ” با فرمت WORD (قابل ویرایش) به حضور شما عزیزان معرفی میگردد.

چکیده بررسی اثر روش خشک کردن ترکیبی(مایکروویو و خلا) بر روی خصوصیات کیفی ازگیل ژاپنی:

در این پژوهش اثر روش خشک کردن ترکیبی(مایکروویو- خلأ) بر روی خصوصیات کیفی ازگیل ژاپنی بررسی گردید. روش سطح پاسخ به منظور مدلسازی و تعیین نقطه ی بهینه ی فرایند خشک کردن ترکیبی مایکروویو- خلأ، جهت دستیابی به کمترین میزان EC50 و شاخص رنگی و همچنین رسیدن به ماکزیمم نیروی برابر با 6 مورد استفاده قرار گرفت. توان مایکروویو (300-450-600 وات) و میزان خلأ(0-25-50 کیلوپاسکال) فاکتورهایی بودند که تأثیر آنها بر روی کاهش میزان EC50 و و همچنین مورد هدف قرار دادن 6= Force(max)، مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها بر اساس طرح کامپوزیت مرکزی با در نظر گرفتن سه سطح شامل نقاط مرکزی و محوری برای هر یک از فاکتورهای یاد شده، انجام شد. برای بررسی صحت و دقت مدل، آنالیز واریانس انجام شد شرایط بهینه عملیاتی توان مایکروویو برابر با 600 و میزان خلأ برابر با صفر تعیین گردید.

کیفیت محصول

حداقل کردن واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی
انتخاب شرایط به صورتی که در طول خشک کردن فقط آب از ماده ی غذایی جدا شود و مواد دیگر مانند نمک ها و مواد مولد عطر فرار و طعم دهنده، حذف نشود.
ساختار محصول حفظ شود.
چگالی کنترل شود.
بازآبپوشی (حل شدن در آب) سریع و با سهولت صورت گیرد.
ماده ی غذایی در طول مدت انبار شدن، پایدار بوده، به سرد کردن و بسته بندی نیاز کمتری داشته باشد.
ماده ی غذایی خشک شده رنگ مطلوبی داشته باشد.
از آلودگی و تقلبات مبرا باشد.

ب- اقتصاد فرآیند

اتلاف محصول به حداقل برسد.
جداسازی آب سریع صورت گیرد.
منبع انرژی ارزان باشد.
مشکلات حمل ونقل مواد جامد حداقل شود.
تا حد ممکن عملیات خشک کردن به صورت پیوسته باشد.
از دستگاه های ساده و غیر پیچیده استفاده شود تا هزینه های تعمیر و نگهداری به حداقل کاهش یابد.

معایب استفاده از مایکروویو

حرارت دهی غیر یکنواخت بر اثر تجمع بالای حرارت در لبه ها و گوشه های محصول منجر به بیش گرم شدگی موضعی می گردد.
باید روشی برای کنترل انتقال جرم بوسیله کنترل انرژی ورودی بکار گیرد. زیرا انتقال سریع جرم منجر به آسیب به بافت غذا می گردد که از آن جمله می توان به پف کردگی اشاره نمود.
هزینه نصب اولیه بالای مایکروویو استفاده صنعتی آنرا محدود ساخته است.
هزینه عملیاتی بسیار بالا است که از آن جمله می توان تعویض مگنترون را نام برد. [8]
عدم خروج برخی مواد فرار نامطلوب به دلیل کوتاه بودن زمان حرارت دهی [3]
گزارش‌هایی مبنی بر پایین بودن کیفیت و نیز از دست رفتن عطر در پودر تولید شده از آبمیوه‌ها بوسیله این روش نسبت به آبمیوه تازه وجود دارد. دلیل این اتفاق احتمالا پایین بودن دما پیرامون محصول است که از انجام تبخیر سطحی و نیز ایجاد یک لایه سخت سطحی جلوگیری کرده، در نتیجه مواد فرار و عطری می‌توانند براحتی از بافت محصول خارج شوند. دوم اینکه زمان کوتاه فرآیند اجازه وقوع واکنش‌های چند مرحله‌ای مانند واکنش مایلارد و تولید بعضی عطرهای مخصوص و احتمالا دلخواه را نمی‌دهد. گزارش‌هایی مبنی بر غیر قابل قبول بودن عطر و طعم محصولات خشک شده با این روش از نظر مصرف کننده وجود دارد و دلیل آن سوختگی و خرابی بافت محصول عنوان شده است.[43]
بعضی آسیب‌های فیزیکی در نتیجه بالا رفتن دما بصورت موضعی- حتی با کاهش رطوبت و فاکتور جذب- مشاهده می‌گردد. ترکیب مواد شیمیایی موجود دربافت ماده غذایی موجب غیر یکنواختی در توزیع رطوبت و در نتیجه غیر یکنواختی در حرارت دیدن ماده غذایی می‌شود. تعدادی از پژوهشگران عقیده دارند هرچند که با استفاده از مایکروویو می‌توان سریع‌تر به نقطه تعادلی رسید اما نمی‌توان از آن عبور کرد، آنها اعلام کردند که استفاده از مایکروویو در این حالت موجب سوختن و سیاه شدن محصول می‌شود. [33]

ويژگي هاي كيفي محصولات خشك شده

ويژگي هايي كه تحت عنوان كيفيت قرار مي گيرند را مي توان به صورت زير طبقه بندي كرد:

1) ويژگي هاي ساختماني، مانند دانسيته، تخلخل، اندازه منافذ و حجم مخصوص.

2) ويژگي هاي ظاهري، مانند رنگ و ظاهر محصول.

3) ويژگي هاي بافتي ، مانند رفتار محصول در آزمايش هاي فشار، تحليل رفتن تنش ، و آزمايش هاي كشش.

4) ويژگي هاي حرارتي، حالات محصول را شامل مي شود: شيشه اي، كريستالي، لاستيكي.

5) ويژگي هاي حسي، مانند: عطر، طعم، مزه.

6) ويژگي هاي تغذيه اي مانند: ميزان ويتامين، پروتئين و ساير مواد مغذي.

7) ويژگي هاي مربوط به جذب مجدد آب، مانند: سرعت و ظرفيت آبگيري [46]

روش شناسی سطح پاسخ

در صنایع غذایی کنترل برخی از فرآیندها، تکیه بر گستره ی وسیع مهارت و تجربیات اپراتورها بدون آگاهی از مفهوم علمی فرآیند داشته است. در واقع تغییر “هنر” به “دانش” هنوز هم هدف بسیاری از سرمایه گذاری های صنایع غذایی بوده است. روش های محاسبه ای نو و کلاسیک به طور وسیعی برای تبدیل “هنر” به “دانش” و شبیه سازی فرآیند غذایی به کار می روند. دو نوع اصلی مدل مشخص شده اند. مدل های تجربی که از دیدگاه واقع گرایی و عملی اشتقاق می یابند. اینها به سادگی داده ها را در قالب روابط ریاضی مناسب تشریح نموده و در نتیجه غالباً هیچگونه بینشی (و یا به میزان بسیار اندک) نسبت به فرآیند مورد نظر ایجاد نمی کنند. مدل های مکانیکی یا جبری که از پایه های تئوریک ساخته می شوند و در صورتی که به درستی فرموله شوند، تفسیر پاسخ مدل شده را در قالب پدیده ها و فرآیندهای شناخته شده، امکان پذیر می سازند. روش سطح پاسخ[1] (RSM) و تکنیک های هوش مصنوعی (همانند منطق فازی[2]، شبکه های عصبی[3] و الگوریتم های ژنتیک[4](GA)) نیز مدل های مبتنی بر تجربه هستند که به طور گسترده ای در مدل کردن فرآیندهای غذایی با توجه به پیچیدگی واکنش ها و ساختار ناهمگون محصولات غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.

کارآیی RSM در بهینه سازی شرایط فرآیندها در تکنولوژی مواد غذایی از مواد غذایی خام تا محصولات نهایی در منابع ثبت گردیده است. از طرفی تکنیک های آماری نظیر RSM، روش های نرم افزاری اخیر همانند منطق فازی، شبکه ی عصبی و الگوریتم ژنتیک راه حل های جدیدی به منظور پیشرفت ابزار کنترل و مدل سازی در فرآیندهای غذایی ارائه می دهند. با توجه به منابع، مطالعات بسیاری در زمینه ی کاربرد شبکه های عصبی جهت مدل کردن و بهینه سازی فرآیندهای غذایی انجام شده است.

داویدسون[5]، براون[6] و لندمن[7] (1999)، یک سیستم کنترل فازی موفقیت آمیز برای برشته کردن جریان متقابل و مداوم بادام زمینی ارائه دادند. برنامه نویسی ژنتیک(GP)، که یکی از روش های نرم افزاری می باشد، از GA که فرآیند تکامل بیولوژیکی(الگوریتم های تکاملی[8]) را شبیه سازی می کند، مشتق می شود. [32]

بالا بردن قابلیت اجرایی و راندمان سیستم ها در فرآیندها بدون افزایش هزینه ها مقوله ایست که بسیار حائز اهمیت می باشد. روش اجرایی که بدین منظور به کار می رود، بهینه سازی[9] نامیده می شود. به طور کلی برای تعیین شرایط اجرایی بهینه، یک پارامتر متغیر بوده و سایر پارامترها در یک سطح، ثابت نگه داشته می شوند. به این روش، یک متغیر در یک زمان[10] اتلاق می گردد. ایرادهای وارده به این روش عبارتند از این که این شیوه تغییرات متقابل متغیرها را شامل نشده، تأثیرات کامل پارامترها در فرآیند را تشریح نمی کند. به منظور غلبه بر این مسائل می توان مطالعات بهینه سازی را با استفاده از روش سطح پاسخ انجام داد. روش سطح پاسخ مجموعه ای از تکنیک های ریاضی و آماری است که جهت توسعه، پیشبرد و بهینه کردن فرآیندهایی به کار می رود که در آنها سطح مورد نظر تحت تأثیر متغیرهای بسیاری قرار داشته و هدف بهینه کردن پاسخ مزبور است. روش سطح پاسخ کاربرد قابل توجهی در طرح ریزی، توسعه و فرموله کردن محصولات جدید و همچنین ارتقای طراحی محصولات موجود دارد. روش سطح پاسخ تأثیر متغیرهای، یک مدل ریاضی که توضیح دهنده ی فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی است، در اختیار محقق قرار می دهد. [11] در واقع روش سطح پاسخ از داده های مقداری یک طرح مناسب آزمایشگاهی برای تعیین و حل همزمان مسئله های چند متغیره استفاده می کند. معادلات به دست آمده تأثیر متغیرهای آزمایشی روی پاسخ را توضیح داده، رابطه ی متقابل بین متغیرهای آزمون را مشخص می کند. همچنین این روش تأثیر دو به دوی کلیه ی متغیرهای آزمون بر روی پاسخ را نمایش می دهد. این اطلاعات توانایی شناخت کافی فرآیند را به پژوهشگر می بخشد. [41]

اهداف طرح

بکارگیری روش خشک کردن ترکیبی مایکروویو- خلأ جهت خشک کردن ازگیل ژاپنی
دستیابی به حداقل زمان خشک کردن با بکارگیری مایکروویو
دستیابی به حداقل دمای خشک کردن با بکارگیری خلأ
تعیین شرایط بهینه فرآیند جهت رسیدن به کمترین میزان اتلاف مواد مغذی حساس به حرارت و زمان
مقایسه ی روش خشک کردن ترکیبی مایکروویو-خلأ با روش خشک کردن تحت هوای داغ 70 درجه سانتیگراد