نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

تحلیل فرآیند خنک‌سازی با خلا در قارچ خوراکی: بررسی تأثیر عوامل مختلف بر انتقال جرم

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
طهورا امین پور
عباس رشیدی
گروه مهندسی شیمی دانشکده مهندسی و فناوری دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
چکیده
در این تحقیق، خنک‌سازی قارچ خوراکی با استفاده از فرایند خنک‌سازی با خلا مورد بررسی قرار گرفت. سامانه مورد استفاده متشکل از محفظه خلاء، پمپ خلاء، و اندازه‌گیرهای فشار و دما بود. آزمایش‌ها با سه عامل نرخ پمپاژ (در محدوده 3 تا 15 متر مکعب بر ساعت)، اندازه و رطوبت متفاوت انجام ‌شد و سیستم آزمایش مجهز به پایش فشار محفظه و دمای محصول بود. با استفاده از نتایج آزمایش‌ها و روابط حاکم بر پدیده انتقال جرم، ضریب انتقال جرم نیز محاسبه شد. نتایج نشان داد که با کاهش فشار محفظه، دمای محصول کاهش و با افزایش نرخ پمپاژ، سرعت خنک‌سازی افزایش می‌یابد. همچنین، مشاهده شد رطوبت و اندازه محصول از عوامل مهم برای زمان خنک‌سازی است و هرچه مقدار رطوبت بیشتر و اندازه محصول بزرگتر باشد، زمان مصرفی برای خنک‌سازی بیشتر است. هم‌چنین با استفاده از نتایج تجربی حاصل، محاسبات تعیین ضریب انتقال جرم صورت ‌گرفت و ضریب انتقال‌جرم در بازه 02/0 تا 06/0 میلی‌گرم بر "میلی‌مترجیوه ثانیه" بدست‌‌ آمد. ضریب انتقال جرم با دمای محصول رابطه مستقیمی نشان داد به این صورت که هرچه دمای محصول کاهش یابد، ضریب انتقال جرم نیز کاهش می‌یابد و بالعکس. ضریب انتقال جرم حجمی نیز محاسبه شد که در بازه 4-10×6/8 تا  4-10×7/12 کیلوگرم بر "مترمکعب میلی‌مترجیوه ثانیه" بدست ‌آمد. نتایج نشان داد که میزان انتقال جرم و نیز ضریب آن در طول فرآیند خنک‌شدن به­ صورت تدریجی تغییر می‌کنند و از آنجائی که انتقال جرم از کل حجم ماده صورت می‌گیرد، این نحوة تغییرات را می‌توان ناشی از انتقال جرم همگن از کل حجم تعبیر کرد؛ از طرفی، کاهش دما وابسته به این انتقال جرم است و لذا می‌توان نتیجه گرفت که تغییرات دما در نقاط مختلف در حجم ماده صورت می‌گیرد و سردشدن بیش از حد در سطح محصول، که عیب برخی از روش‌های خنک‌سازی است، روی نمی‌دهد.
کلیدواژه‌ها
خنک‌سازی با خلا
اتلاف جرم
ضریب انتقال جرم
قارچ خوراکی

موضوعات

[1] Huang Z., Kan A., Lu J., Li F., Wang T., Numerical Simulation and Experimental Study of Heat and Mass Transfer in Cylinder-Like Vegetables During Vacuum Cooling. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 68: 102607 (2021).
[2] Gross K.C., Wang C.Y., Saltveit M.E., The Commercial Storage of Fruits, Vegetables, and Florist and Nursery Stocks. United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service (2016).
[3] Lomeiko O., Yefimenko L., Tarasenko V., Vacuum Cooling Technology for Pre-Cooling of Cherry Fruits, In: Nadykto, V. (eds) Modern Development Paths of Agricultural Production: Trends and Innovations. Springer. 281-288 (2019).
[4] Ajani C.K., Zhu Z., Sun D.W., Shrinkage During Vacuum Cooling of Porous Foods: Conjugate Mechanistic Modelling and Experimental Validation. Journal of Food Engineering, 337: 111220 (2023).
[5] Desmond E.M., Kenny T.A., Ward P., The Effect of Injection Level and Cooling Method on the Quality of Cooked Ham Joints. Meat Science, 60(3): 271-277 (2002).
[6] Sun D.W., Wang L., Heat Transfer Characteristics of Cooked Meats Using Different Cooling Methods. International Journal of Refrigeration, 23(7): 508-516 (2000).
[7] شعبانی، عرفان؛ شهاب لواسانی، علیرضا؛ حبیبیان، محمود؛ اسحاقی، محمدرضا؛ موحد، سارا؛ ارزیابی اثر پلاسمای سرد بر ماندگاری قارچ صدفی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 42(4): 251 تا 260 (1402).
[8] Sun D.W., Zheng L., Vacuum Cooling Technology for the Agri-Food Industry: Past, Present and Future. Journal of Food Engineering, 77(2): 203-214 (2006).
[9] Burton K.S., Frost C.E., Atkey P.T., Effect of Vacuum Cooling on Mushroom Browning. International Journal of Food Science & Technology, 22(6): 599-606 (1987).
[10] Dai B., Kan A., Li F., Gao J., Yi B., Cao D., A Cross-Regional Thermo-Hydro Transport Model for Vacuum Pre-Cooling. Journal of Food Engineering, 329: 111066 (2022).
[11] Pu H., Yu J., Liu Z., Paliwal J., Sun D.W., Evaluation of the Effects of Vacuum Cooling on Moisture Contents, Colour and Texture of Mushroom (Agaricus Bisporus) Using Hyperspectral Imaging Method. Microchemical Journal, 190: 108653 (2023).
[12] Drummond L., Zheng L., Sun D.-W., “Chapter 26 - Vacuum Cooling of Foods”, Editor(s): Da-Wen Sun, Emerging Technologies for Food Processing (Second Edition), Academic Press (2014).
[13] Mutlu Ozturk H., Energy and Exergy Analyses of Vacuum Cooling as Experimental Assessment: Case Study for Boiled Cauliflower (Brassica Oleracea Var). Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 145(3): 1335-1352 (2021).
[14] Tao F., Zhang M., Hangqing Y., Jincai S., Effects of Different Storage Conditions on Chemical and Physical Properties of white Mushrooms After Vacuum Cooling. Journal of Food Engineering, 77(3): 545-549 (2006).
[15] Huber E., Laurindo J.B., Determination of Mass Transfer Coefficients During the Vacuum Cooling of Pre-Cooked Meat Cuts. International Journal of Food Properties, 9(2): 287-298 (2006).
[16] Gao H., Zhu Z., Sun D.-W., Mathematical Modelling of Vacuum Cooling of Leafy Vegetables Using Bidirectional Conjugate Model Combining Heat and Mass Transfer with Leaf Structural Deformation. Applied Thermal Engineering, 258(Part C): 124625 (2025).
[17] Poós T., Varju E., Mass Transfer Coefficient for Water Evaporation by Theoretical and Empirical Correlations. International Journal of Heat and Mass Transfer, 153: 119500 (2020).