خشک‌کردن خلأ- مادون‌قرمز برش‌های بامیه: بررسی سینتیک، تحلیل کیفیت و بهینه‌سازی چندمنظوره

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی انگلیسی

نویسندگان

فاطمه صالح نژاد

یعقوب منصوری

سید محمد صفی الدین اردبیلی

گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

https://doi.org/10.22067/jam.2025.96137.1442

چکیده

برش‌های گیاه بامیه (Abelmoschus esculentus L.) با استفاده از روش خشک‌کردن خلأ- مادون‌قرمز خشک شدند. یک خشک‌کن آزمایشگاهی در مقیاس کوچک طراحی و ساخته شد تا امکان کنترل پارامترهای خشک‌کردن و پایش تغییرات وزنی نمونه‌ها فراهم گردد. پارامترهای مورد بررسی شامل دما (در بازه 50 تا 80 درجه سلسیوس) و فشار (در محدوده 5 تا 101 کیلوپاسکال) بودند. عوامل پاسخ شامل زمان خشک‌کردن، سرعت خشک‌کردن، ضریب نفوذ مؤثر، مصرف ویژه انرژی، تغییر رنگ، سبزفامی نسبی و نسبت بازجذب آب بودند. نتایج حاصل از روش سطح پاسخ نشان داد که شرایط بهینه برای حداقل‌سازی زمان خشک‌کردن و حداکثرسازی حفظ رنگ سبز، فشار 5 کیلوپاسکال و دمای 51 درجه سلسیوس است. در این شرایط، مقادیر حاصل برای زمان خشک شدن 173 دقیقه، سرعت خشک شدن 0.24 درصد رطوبت (بر مبنای تر) بر دقیقه، ضریب انتشار مؤثر  ^9-10 × 1.44 متر مربع بر ثانیه، انرژی مصرفی ویژه 32.6 کیلووات ساعت بر کیلوگرم، تغییر رنگ 12.64، سبزفامی نسبی 0.75 و نسبت بازجذب آب 6.8 بودند. علاوه بر این، یافته‌ها نشان دادند که ترکیب فشارهای کمتر از 20 کیلوپاسکال با خشک‌کردن مادون‌قرمز به‌طور مؤثری موجب بهبود شاخص‌های عملکرد خشک‌کن شده و در عین حال رنگ برش‌های خشک‌شده بامیه را حفظ می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

بامیه

بهینه‌سازی

خشک کردن در خلاء-مادون قرمز

موضوعات

• مهندسی پس‌ از برداشت، و فرآوری محصولات کشاورزی

---

Authors retain the copyright. This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

مراجع

1. Afolabi, T. J., & Agarry, S. E. (2014). Thin layer drying kinetics and modelling of okra (Abelmoschus esculentus (L.) Moench) slices under natural and forced convective air drying. Food Science and Quality Management, 28, 35-49.
2. Ardebili, S. M. S., Babagiray, M., Aytav, E., Can, Ö., & Boroiu, A.-A. (2022). Multi-objective optimization of DI diesel engine performance and emission parameters fueled with Jet-A1–Diesel blends. Energy, 242, 122997. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122997
3. Dadalı, G., Apar, D. K., & Özbek, B. (2007). Estimation of effective moisture diffusivity of okra for microwave drying. Drying Technology, 25(9), 1445-1450. https://doi.org/10.1080/07373930701536767
4. El-Mesery, H. S., Qenawy, M., Hu, Z., & Alshaer, W. G. (2023). Evaluation of infrared drying for okra: Mathematical modelling, moisture diffusivity, energy activity and quality attributes. Case Studies in Thermal Engineering, 50, 103451. https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.103451
5. Elena Vivanco-Cuba, E., & Vivanco-Pezantes, D. (2025). Optimization of Hot-Air Drying Assisted with Incandescent Lamp of Red Seaweed (Chondracanthus chamissoi) Using Response Surface Methodology. Journal of Agricultural Machinery, 16(1), 39-56. https://doi.org/10.22067/jam.2025.89911.1283
6. Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2020). FAOSTAT statistical database. Rome, Italy: Author. Retrieved from https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL
7. Gemede, H. F., Ratta, N., Haki, G. D., Woldegiorgis, A. Z., & Beyene, F. (2015). Nutritional quality and health benefits of okra (Abelmoschus esculentus): A review. Journal of Food Processing & Technology, 6(458), 2. https://doi.org/10.4172/2157-7110.1000458
8. Ghaboos, S. H. H., Ardabili, S. M. S., Kashaninejad, M., Asadi, G., & Aalami, M. (2016). Combined infrared-vacuum drying of pumpkin slices. Journal of Food Science and Technology, 53(5), 2380-2388. https://doi.org/10.1007/s13197-016-2212-1
9. Innu, P., Somfan, N., Vivek, S., Pongpimol, S., & Sa-adchom, P. (2024). Effect of drying temperature level on vacuum drying of okra combined with far-infrared radiation. RMUTP Research Journal Sciences and Technology, 18(1), 67-78.
10. Ismail, O., Kipcak, A. S., & Doymaz, I. (2019). Drying of okra by different drying methods: Comparison of drying time, product color quality, energy consumption and rehydration. Athens Journal of Sciences, 6(3), 155-168. https://doi.org/10.30958/ajs.6-3-1
11. Kumar, D., Prasad, S., & Murthy, G. S. (2014). Optimization of microwave-assisted hot air drying conditions of okra using response surface methodology. Journal of Food Science and Technology, 51(2), 221-232. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0487-9
12. Li, H., Xie, L., Ma, Y., Zhang, M., Zhao, Y., & Zhao, X. (2019). Effects of drying methods on drying characteristics, physicochemical properties and antioxidant capacity of okra. Lwt, 101, 630-638. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.11.076
13. Moosavi, S. A., Aghaalikhani, M., Ghobadian, B., & Fayyazi, E. (2018). Okra: A potential future bioenergy crop in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 93, 517-524. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.057
14. Nimmol, C. (2010). Vacuum far-infrared drying of foods and agricultural materials. The Journal of the King Mongkut’s University of Technology North Bangkok, 20, 37-44.
15. Salehi, F. (2020). Recent applications and potential of infrared dryer systems for drying various agricultural products: A review. International Journal of Fruit Science, 20(3), 586-602. https://doi.org/10.1080/15538362.2019.1616243
16. Tanta, S., & Doymaz, İ. (2019). Drying of okra by infrared radiation. Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 37(1), 93-104.
17. Wang, H., Zhao, Q.-S., Wang, X.-D., Hong, Z., & Zhao, B. (2019). Pretreatment of ultrasound combined vacuum enhances the convective drying efficiency and physicochemical properties of okra (Abelmoschus esculentus). Lwt, 112, 108201. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.05.099
18. Zang, Z., Wan, F., Ma, G., Xu, Y., Wang, T., Wu, B., & Huang, X. (2024). Enhancing peach slices radio frequency vacuum drying by combining ultrasound and ultra-high pressure as pretreatments: Effect on drying characteristics, physicochemical quality, texture and sensory evaluation. Ultrasonics Sonochemistry, 103, 106786. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2024.106786