Hosain Darvishi

In the present study, a pulsed-ohmic heating system was developed for lemon juice pasteurization. Lemon juice was processed at three voltage gradient levels (40, 50, and 60 V/cm) and three pulse levels (0 (no pulse), 0.5, and 1 kHz) to reach a product temperature of 75°C through pulsed-ohmic heating as independent variables. The effects of pulsed-ohmic heating and conventional heating on dependent variables, including total microbial load, energy consumption, sensory evaluation, and changes in physicochemical properties (total soluble solids, pH, vitamin C content, phenolic compounds, and antioxidant activity), were investigated before and after processing. The results of both processing methods were compared. Research findings demonstrated that different pulse levels, voltage gradients, and their interactions had significant effects (p<0.01) on lemon juice quality attributes, including total soluble solids, titratable acidity, vitamin C and color tonality value (p<0.01). The voltage gradient had the greatest effect on the heating rate and total phenolic content variation. The pulse levels significantly influenced specific energy consumption, total soluble solids, pH, titratable acidity, vitamin C and color tonality value of lemon juice. The energy consumption of conventional heating method was significantly higher than ohmic heating method. Increasing pulse applied at all voltage gradient levels in ohmic heating method, led to a reduction quality attributes such as total soluble solids, titratable acidity and vitamin C content, while increased pH variation. Increasing voltage gradient from 40 to 50 V/cm at all pulse levels, resulted in decreased total soluble solids, titratable acidity, total phenol content and color intensity. However, further increasing voltage gradient (from 50 to 60 V/cm) significantly increased these parameters. The 50 V/cm voltage gradient could be considered as a critical point in terms of product quality. Increasing pulse levels at 50 V/cm voltage gradient resulted in decreased DPPH values and increased color tonality values of processed samples. Increasing voltage gradient (from 40 to 60 V/cm) at 1 kHz pulse level, led to decreased energy consumption, vitamin C degradation percentage and color tonality decreased; while the heating rate increased. Conventional heating caused less vitamin C content degradation compared to ohmic heating. Pulse levels had no significant effect on heating rate and total phenolic content (p>0.05). Conventional heating increased total soluble solids, titratable acidity, total phenolic content and color intensity compared to fresh samples; whereas ohmic heating resulted in greater pH and color tonality compared to fresh samples. Both conventional and ohmic heating methods achieved complete inactivation of total microbial load. Sensory evaluation results indicated that increasing voltage gradient at a pulse of 1 kHz enhanced the aroma score for lemon juice, while reducing the taste score. Furthermore, samples processed at 1 kHz obtained the lowest scores for color and aroma but the highest score for taste in the sensory evaluation test. Overall, the results of this study indicate that the pulsed ohmic heating method significantly reduces energy consumption, complete inactivation of microbial load, considerable effects on the quality attributes (preservation or degradation of sensitive compounds), and the sensory attributes of lemon juice compared to conventional heating methods. Furthermore, increasing pulse levels at the voltage gradient of 50 V/cm (as a critical quality point), showed significant changes in both quality and sensory attributes of the product.

Given that sour cherries are a seasonal product, processing them is essential for consumption in other seasons, and drying is one of the methods of processing this product. During the drying process of sour cherries, due to their varying structures, different initial moisture content, and non-uniform airflow distribution within the dryer, the cherries may exhibit different moisture levels. Predicting the moisture content of each cherry is crucial for control and subsequent actions. This research aims to create a database of sour cherries undergoing drying using machine vision and to develop deep neural network models based on this collected database to design and evaluate an online quality control system based on deep learning. This system is designed to determine the drying level of the product in a solar-convective dryer and enables quality control based on the drying level. The dryer is equipped with an airflow control system, a recirculation system, and an imaging system. The imaging system is mounted on rails, allowing it to move along the dryer to record videos of the samples. Frames were extracted from the recorded videos. Since each image contained 4 to 5 sour cherries, it was necessary to extract and store images of each cherry individually. This was accomplished using the YOLOv8 deep object detection network. After preparing the images, two deep network architectures, CNN5 and CNN5-BN, along with the well-known GoogLeNet, were developed and trained to predict moisture content. Evaluation results indicated that the CNN5-BN network achieved high accuracy in predicting moisture during the drying process, with a root mean squared error (RMSE) of 5.9 and a coefficient of determination (R) of 0.91. This research demonstrates that the use of deep neural networks in conjunction with machine vision systems can serve as an effective tool for controlling and optimizing the drying process of fruits in industrial environments.

Research Aim: The aim of the present study is to dry apples using a solar dryer with a desiccant cycle in two modes: direct radiation-convection and indirect radiation-convection. Geography of research: Materials and methods: The current research utilized two types of drying methods: direct and indirect with and without a desiccant, as well as open-air drying. Pre-prepared apple slices (flavored with cinnamon) were placed on a mesh at various treatment levels: sucrose at 0% and 30%, and cinnamon at 0%, 0.5%, 1%, and 2%. The initial weight of the samples was measured and then placed inside a solar dryer with a desiccant cycle in two modes: direct radiation-convection and indirect radiation-convection. During the drying process, evaporation rate, texture, wrinkling, water reabsorption, vitamin C (ascorbic acid) degradation, color change, and sensory properties were evaluated. Additionally, one sample without cinnamon flavoring was dried solely by the solar dryer as a control. Data analysis was conducted using a completely randomized factorial design and the statistical software SPSS version 26. Findings: The results of the study indicated that in both direct and indirect methods, with and without a desiccant, the moisture removal rate in samples without sucrose (at various cinnamon concentrations) was higher compared to samples with sucrose and cinnamon. A comparison of control samples in both direct and indirect methods with and without a desiccant showed that the evaporation rate of the samples in the desiccant was significantly higher. Additionally, in samples with sucrose, the evaporation rate was lower in the desiccant method. In the direct solar method, compared to the solar dryer, the drying rate was significantly lower, and the results of the evaporation rate of apple samples in the indirect drying method also showed that, similar to the direct method, the evaporation rate in samples with cinnamon treatment without sucrose was higher than the evaporation rate in samples with sucrose and control. The analysis of texture in the direct drying method showed that the highest firmness was observed in the direct drying method without a desiccant for samples without sucrose and with different levels of cinnamon, with means showing no significant difference, and firmness increased compared to the control group. Texture analysis in the indirect drying method also revealed that cinnamon caused an increase in firmness in samples dried without a desiccant. Examination and analysis of wrinkling in the direct drying method also showed that samples with sucrose had less wrinkling, and with an increase in cinnamon concentration, wrinkling increased, with the highest increase observed in the direct drying method without a desiccant at 2% cinnamon concentration and in the direct drying method with a desiccant at 1% cinnamon concentration. Furthermore, the results of wrinkling analysis in both direct and indirect drying methods indicate that samples without sucrose exhibit higher levels of wrinkling. Examination of water reabsorption also showed that samples with sucrose have more favorable water reabsorption conditions in both direct and indirect drying methods. The results regarding the degradation of vitamin C in direct and indirect drying methods demonstrated that the use of sucrose improves the preservation of vitamin C. Analysis of color change in both direct and indirect drying methods indicated that samples with sucrose have more favorable conditions. The results of sensory evaluation showed that samples with sucrose and various concentrations of cinnamon received the highest sensory evaluation scores. Finally, considering the quality parameters and sensory evaluations, a pre-treatment of 30% S+1% C is suggested for drying apple slices on an industrial scale. Conclusion: It can be stated that samples dried with sucrose solution through osmotic treatment generally exhibited greater acceptability in terms of both physical attributes and color, taste, and flavor.

Ohmic heating, which is also known as Joule heating, is one of the methods of heating food products. Ohmic heating is a process in which heat is generated by the passage of electric current in food. In this process, food acts as an electrical resistance. Its laboratory system usually includes electrodes that are in contact with food, and by which electricity is transferred through the material and by changing the voltage. In this research, an ohmic heating system under vacuum was built and evaluated in order to process (concentrate) black grape juice. The effect of ohmic-vacuum heating on processing time, energy consumption, temperature-time changes and total phenolic content in two states without vacuum (atmospheric pressure) and under vacuum (pressure 50 and 75 kPa) and in three levels of voltage (100, 200 and 300 V) was tested. The results showed that in the non-vacuum state (atmospheric pressure) with the increase of the voltage, the time required for the processing of black grape juice as well as the specific energy consumption decreased, but the heating rate increased. Voltage had a significant effect on reducing specific energy consumption (p<0.05). The results of variance analysis of the data showed that the interaction of voltage and pressure has a significant effect on the total phenolic content (p<0.05). Vacuum mode and voltage increase had a significant effect on maintaining total phenol content.

Considering the nutritional value of fruits and vegetables, maintaining and preserving the quality and increasing the shelf life of these products is very important. Due to the high moisture level, the mulberry fruit has a soft and highly perishable texture, which reduces the life after harvesting of this fruit. Therefore, it is very important to use methods to increase the durability of this product. One of the goals of this research is to investigate the effect of melatonin on the life after harvesting of white berry products stored in cold storage. For this purpose, after selecting suitable and identical fruits, melatonin foliar spraying was done at five levels with concentrations of zero (distilled water as a control), 125, 250, 500 and 1000 micromolar. Then the fruits were divided into 5 groups according to the treatment and kept in the cold room at 1 degree Celsius for 12 days. Random sampling was done every 4 days from among the fruits on days 0, 4, 8 and 12 of storage to evaluate and measure traits. Based on the results of the experiment during the storage period, fruit weight, ascorbic acid, acidity, pH and L* decrease and factors of soluble solids, phenol, flavonoid, polyphenol oxidase enzyme activity (PPO), antioxidant capacity (DPPH), H2O2 and Malondialdehyde (MDA) increased. Melatonin treatment increased the amount of ascorbic acid, soluble solids, phenol and flavonoid. It also decreased the amount of weight loss, H2O2 concentration, MDA and PPO enzyme activity. Another way to preserve fruit is to use processing methods such as drying. Drying is a very effective and practical method to preserve the fruit and reduce losses after harvesting. The second experiment was conducted with the aim of the effect of solar drying and ohmic heating in increasing the life after harvesting of white berries. Drying treatments included (T0: control, T1: direct return without moisture absorber, T2: indirect return without moisture absorber, T3: direct without return and without moisture absorber, T4: direct return with moisture absorber). According to the results of the second experiment, the amount of phenol in the direct treatment without return and without moisture absorber and the amount of ascorbic acid in the direct treatment without return and without moisture absorber and direct return with moisture absorber decreased compared to the control treatment. Also, the amount of flavonoids increased in the direct return treatment without moisture absorbent and indirect return treatment without moisture absorbent compared to the control treatment. Based on the results of ohmic heating in white berry, the amount of phenol and flavonoids in different treatments of ohmic heating significantly decreased compared to the control treatment. In addition, changes in ohmic heating treatments showed different effects on DPPH. According to the results, the positive effects of melatonin treatment at a concentration of 1000 micromoles of melatonin were more than other concentrations. Also, based on the results of the second experiment, no positive effects of solar drying and ohmic heating treatments were observed on the measured traits

نسترن وحشی به عنوان یکی از گونه های بومی تیره وردسانان دارای اهمیت زینتی، باغبانی و دارویی می باشد. این مطالعه در قالب سه آزمایش جداگانه انجام شد. در آزمایش اول با جمع آوری میوه نسترن وحشی در آبان ماه سال 1399 از کوه آبیدر، ترکیبات شیمیایی گوشت میوه به صورت تازه و نیز پس از خشک کردن با روش ترکیبی مایکروویو– خلاء ارزیابی شد. در این آزمایش از روش سطح پاسخ (RSM) براساس طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی اثرات دو متغیر مستقل توان مایکروویو در سطوح (200، 400 و 600 وات) و فشار خلاء (10، 55 و 100 پاسکال) بر میزان متغیرهای وابسته ی زمان خشک شدن، میزان اسید آسکوربیک، فنول کل، ظرفیت ضد اکسایشی، درصد بازجذب آب، مصرف انرژی و راندمان انرژی در 3 تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش توان مایکروویو زمان خشک شدن کاهش یافت و با کاهش دو پارامتر توان خروجی و فشار خلاء، میزان تخریب اسید آسکوربیک روند کاهشی داشت. با افزایش توان خروجی و کاهش فشار خلاء از میزان تخریب فنول کل کاسته شد. همچنین کاهش فشار خلاء، تاثیر معنی داری در جلوگیری از کاهش فعالیت ضد اکسایشی دارد. اما اثرات متغیرهای مستقل توان مایکروویو و فشار خلاء، بر پارامترهای میزان بازجذب آب، مصرف انرژی و راندمان انرژی تاثیر معنی داری نداشت. شرایط بهینه برای خشک کردن با این روش، توان مایکروویو 400 وات و فشار خلاء 10 پاسکال به دست آمد. آزمایش دوم که در قالب طرح کاملا تصادفی با 9 تیمار انجام شد، اثر خراش دهی (با آب داغ) در دو زمان 30 و 60 دقیقه و مدت زمان های مختلف (30، 60 و 90 روز) چینه سرمایی بر میزان درصد جوانه زنی بذر آن، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان جوانه زنی بذر نسترن وحشی خیلی پایین است و بالاترین درصد جوانه زنی (6 درصد) مربوط به تیمار آب داغ 60 دقیقه و چینه سرمایی 90 روز بود. آزمایش سوم باز در قالب طرح کاملا تصادفی با 12 تیمار انجام شد و در آن، اثر روش خراش-دهی با اسید سولفوریک و خیساندن بذر در مواد شیمایی (نیترات پتاسیم و اسید جیبرلیک) و مدت زمان های مختلف چینه سرمایی بر میزان درصد جوانه زنی بذر این گونه انجام شد.

در این پژوهش به منظور مدل سازی و پیش بینی محتوای رطوبتی محصول شوید خروجی از خشک کن جریان هوای گرم تسمه نقاله ای، از سیستم بینایی ماشین استفاده گردید. بدین منظور، بخش های کنترل دمای هوا، سرعت تسمه نقاله، سامانه تصویربرداری و نورپردازی به خشک کن جریان هوای گرم تسمه نقاله ای اضافه گردید. بخش کنترل دمای هوا و سرعت تسمه نقاله شامل رله های SSR و الگوریتم برنامه نویسی شده در محیط نرم افزار MATLAB می باشد. بخش بینایی ماشین شامل سه دوربین که در ابتدا، وسط و انتهای تسمه نقاله قرار گرفته است، می باشد. در این پژوهش، آزمایش ها در دو سطح دمای 50 و 60 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت حرکت تسمه نقاله برای هر تیمار انجام شدند. سپس به کمک الگوریتم پردازش تصویرتوسعه داده شده در محیط MATLAB، تغییرات چروکیدگی، رنگ و بافت نمونه ها در طی فرآیند خشک شدن استخراج و مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، محتوای رطوبت نهایی محصول به کمک سه مدل شبکه عصبی مصنوعی مدل سازی شد. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن بود که محتوای رطوبت نهایی و میزان چروکیدگی محصول خشک شده وابسته به دمای خشک کن و سرعت حرکت تسمه نقاله می باشد. دما و سرعت حرکت تسمه نقاله بر مقدار تغییرات رنگ و بافت محصول نیز تاثیر گذار می باشد. با افزایش دما و کاهش سرعت حرکت تسمه نقاله، میزان چروکیدگی و ضریب تغییرات افزایش می یابد. اما مقادیر پارامتر های رنگی a* و b* و همچنین مقادیر آنتروپی و میانگین سطح خاکستری تصاویر گرفته شده، کاهش یافت. شبکه عصبی با ساختار 10-10-1، که ورودی های آن شامل سه ویژگی بافت تصاویر(میانگین سطح خاکستری، ضریب تغییرات و آنتروپی) و محتوای رطوبت اولیه بود، با بیشترین مقدار R و کمترین مقدار RMSE، بهترین مدل جهت پیش بینی محتوای رطوبت نهایی بود.

در این پژوهش به منظور خشک کردن محصول به سامانه خشک کن ترکیبی انجمادی- مادون قرمز پیاده سازی و ارزیابی شد. ساختمان دستگاه شامل محفظه خشک کن، سامانه کندانسور، منبع گرمایی مادون قرمز، حسگرهای دما، فشارسنج، پمپ خلأ، شیرهای کنترلی و برد کنترل میکروکنترلر می باشد. فرآیند ارزیابی سامانه خشک کن با هدف بررسی اثر خشک کردن بر خواص کیفی و کاهش زمان فرآیند بر روی برش-های محصول به با ضخامت 2/0 ± 3 میلی متر در چهار سطح قدرت تابش مادون قرمز 50، 100 و 150 وات انجام گرفت. دمای نهایی محصول 45، 55 و 65 درجه سلسیوس با تنظیم قدرت تابش منبع مادون قرمز به دست آمد. در این راستا، اثرات توان مادون قرمز و دمای خشک کردن بر پارامترهای زمان خشک کردن، میزان بازجذبی، شاخص رنگ، آسکوربیک اسید، آنتی اکسیدان و فنول کل مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین سینتیک خشک کردن در سامانه خشک کن توسعه داده شده بررسی و مدل سازی شد. با توجه به نتایج به دست آمده کمترین زمان خشک شدن برای محصول به، در تیمار خشک کردن W150- °C65 در مدت زمان 161دقیقه و بیشترین زمان خشک کردن مربوط به تیمار خشک شدن W50- °C45 در مدت زمان 280 دقیقه به دست آمد. برای تعیین بهترین مدل خشک کردن، سه مدل ریاضی لایه نازک بر نتایج تجربی حاصل از آزمایش ها برازش داده شد. نتایج نشان داد که مقادیر R^2 و خطای RMSE مدل پیچ برای محصول خشک شده، در محدوده 9793/0 تا 9962/0 و 0162/0 تا 0369/0 بود که نشان دهنده مناسب بودن مدل در توصیف مشخصات خشک کردن میوه به بود. تأثیر دمای نهایی خشک شدن بر خصوصیات فیزیکی مانند آبرسانی مجدد و رنگ مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج ارزیابی رنگ نشان داد که تیمارهای خشک-کردن بر روی نمونه های تازه به تأثیر داشتند و با افزایش توان مادون قرمز و دمای خشک شدن رنگ محصول نهایی تیره تر می شود درنتیجه رنگ نمونه های خشک شده تیمار 50 وات و دمای 45 درجه سلسیوس به رنگ نمونه های تازه نزدیک تر بود. بیشترین نرخ بازجذبی (26/4) برای تیمار W50- °C45 و کمترین نسبت بازجذبی (08/2) در نمونه های تحت خشک شدن W150- °C65 مشاهده شد. تأثیر پارامترهای خشک کردن بر محتوای آسکوربیک اسید، آنتی اکسیدان و فنول کل نشان داد که با افزایش دما و توان مادون قرمز میزان این مقادیر کاهش پیدا کرد.

خشککردن از قدیمی ترین روش ها برای نگهداری مواد غذایی است. خشککردن به روش صنعتی یک فرآیند با مصرف انرژی بالا می باشد. استفاده از انرژی پاک وتجدیدپذیر از جمله انرژی خورشید برای تأمین حرارت لازم در فرآیند خشکشدن جایگزین مناسبی برای سوختهای فسیلی به شمار میآید. در پژوهش حاضر یک دستگاه خشک کن خورشیدی جریان اجباری با چرخه هوای بازگشتی و چرخ جاذب رطوبت ساخته و ارزیابی شد خشک کن خورشیدی در چهار حالت تابش مستقیم با چرخه هوای بازگشتی بدون جاذب، تابش مستقیم با ترکیب چرخه هوای بازگشتی جاذب رطوبت، خشک کن غیر مستقیم با چرخه هوای بازگشتی و غیر مستقیم با ترکیب چرخه هوای بازگشتی و جاذب رطوبت مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور حفظ عملکرد سیستم در شرایط نامطلوب آب وهوا، یک سیستم هوای گرم در خشک کن خورشیدی تعبیه شد تا در صورت لزوم خشک کن به فرم هیبریدی عمل کند. برای ارزیابی عملکرد خشک کن خورشیدی ساخته شده، از ساختار هوای گرم تحت شرایط دمایی یکسان به عنوان روش شاهد استفاده شد. نتایج به دست آمده در روش خشک کردن با هوای گرم، جاذب رطوبت فاقد تاثیر معنی داری بر متوسط نرخ خشک شدن بود (05/0

روش های پخت نان به طور کلی شامل سنتی و صنعتی است. سه مورد از روش های صنعتی شامل گرمایش اهمی، مادون قرمز و اجاق الکتریکی (آون) می شود. به منظور ارزیابی حالت های مختلف پخت بر ویژگی ها و کیفیت نان پخته شده، یک دستگاه ترکیبی هیبریدی طراحی و ساخته شد. پارامترهای زمان پخت، تغییرات دما، انرژی، تغییرات رنگ، محتوای رطوبت و افت وزن کل، تغییرات حجم، خواص مکانیکی، ارزیابی حسی و ماندگاری برای حالت های متفاوت پخت مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات برای یک سطح دمایی ثابت 200 درجه سانتی گراد آون، سه توان 300، 400 و 500 وات مادون قرمز و دو سطح 150 و 300 ولت گرادیان ولتاژ در سه تکرار انجام گرفت. آنالیز واریانس نشان دهنده عدم تاثیر معنی داری گرادیان ولتاژ بر زمان پخت می باشد. با افزایش توان مادون قرمز، زمان پخت کاهش یافته در حالی که دما افزایش می یابد. با افزایش مقدار گرادیان ولتاژ و توان مادون قرمز، انرژی مصرفی به صورت معنی داری افزایش می یابد. گرمایش اهمی تاثیر معنی داری بر رنگ نمونه ها ندارد در حالی که با افزایش توان مادون قرمز و زمان فرآیند پخت، میزان روشنایی (L) رنگ نمونه به صورت معنی داری کاهش می یابد. گرمایش اهمی بر روی خواص مکانیکی نمونه های پخت شده تاثییر معنی داری دارد. نمونه های پخت شده با آون – مادون قرمز به عنوان بهترین حالت پخت توسط داوران انتخاب گردید. با کاهش هرچه بیشتر رطوبت نمونه های پخته شده، ماندگاری آن ها به صورت معنی داری افزایش می یابد.

Shallot is a balbous annual vegetable and one of the most important species of Allium in Iran, which grows naturally at high altitudes in cold or semi-cold climates. This valuable crop has low post harvest life and one of the reasons for this issue is the lack of developed skin. Curing treatment can be effective in the development of the skin layer and increase of storability, furthermore drying of shallot is another alternative. Therefore two separate experiments were conducted. In the first study, the effects of curing treatment were evaluated in a factorial experiment with two factors of curing treatment and sampling times (8 times) in a completely randomized design with three replications. Treatments included: control, sun curing, curing at 40 ºC and curing at 50 ºC. In the second experiment, the effects of different drying treatments were evaluated in a completely randomized design with 16 treatments. Shallots were sliced with slicer (2 mm thickness) before treatments. Treatments included: sun drying, microwave fix (MVFP) or variable (MVVP) power (200, 300 and 400 W), infra-red fix (IRFP) or variable (IRVP) power (400, 500 and 600 W), MVFP 200 + IRFP 400, MVFP 300 + IRFP 500 and MVFP 400 + IRFP 600. The results of the first experiment showed that samples of sun curing were lost after 1 month (m) of storage. The lowest level of decay was observed in curing at 40 ºC while the highest was in control. The sprouting was first observed in control at 4 m of storage while no sprouting was observed in curing at 50 ºC even after 6 m of storage. The amount of pyruvic acid, total phenol and firmness of tissue were increased during storage in all samples. The color changes and in the curing at 50 °C were more than the other treatments. The results of the second experiment showed that treatments had different effects on the rate of shallots’ compounds including pyruvic acid, phenol, color changes and reabsorption rate. The most color changes and the absorption percentage index was observed in the microwave variable power 300 and 400 W and also infra-red fixed power 500 and 600 W. The lowest drying time was for the microwave fixed power of 400 W treatments while the greatest was for the sun treatment. The highest and the lowest amount of phenol were in fix infra-red and microwave variable power treatment. The amount of pyruvic acid in the infra-red treatment was higher than the fix and variable power microwave.

در این پژوهش به بررسی گرمایش اهمی و مایکروویو جریان پیوسته و گرمایش رایج بر غیر فعال سازی بار میکروبی (Botrytis cinerea) و پارامترهای کیفی آب انگور (فنول کل، فعالیت آنتی اکسیدانی، مواد جامد محلول و pH ) پرداخته شد. آزمایشات در روش گرمایش مایکروویو در سه سطح دمایی65، 75 و85 درجه سلسیوس ودر روش گرمایش اهمی در دو گرادیان ولتاژ 15 و 30 ولت بر سانتی متر در سطوح دمایی 65، 75 و 85 درجه سلسیوس انجام گرفت. نتایج به دست آمده با روش حرارت دهی رایج (به عنوان روش فراوری کنترل) مقایسه شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که تیمار حرارت دهی فاقد تاثیر معنی داری بر تغییرات pH نمونه ها می باشد (05/0 P). محتوای مواد جامد محلول آب انگور فراروری شده با روش گرمایش اهمی از نمونه های کنترل کمتر می باشد. اختلاف معنی داری میان مقادیر محتوای مواد جامد محلول در تیمار حرارت دهی مایکروویو با کنترل مشاهده نشد. روش حرارت دهی فاقد تاثیر معنی داری بر روی فعالیت آنتی اکسیدانی نمونه های فراوری شده نسبت به نمونه های تازه می باشد (05/0 < P). مطابق با نتایج، بعد از تیمار گرمایش رایج، روش گرمایش اهمی در گرادیان ولتاژ 30 ولت بر سانتی متر دارای بیشترین تاثیر بر غیر فعال سازی بار میکروبی کل می باشد. مقدار بار میکروبی در گرمایش رایج به علت طولانی بودن فرآیند حرارت دهی برابر با صفر به دست آمد. در تیمار حرارت دهی گرمایش اهمی با افزایش دما و گرادیان ولتاژ بار میکروبی کل از Log CFU/g 33/2 (برای دمای 75درجه سلسیوس و گرادیان ولتاژ 15 ولت بر سانتی متر) به Log CFU/g 13/0 (برای گرادیان ولتاژ 30 ولت بر سانتی متر و دمای 85 درجه سلسیوس) کاهش یافت. در روش تیمار مایکروویو با افزایش دما بار میکروبی کل از Log CFU/g 74/1 (دمای 75 درجه سلسیوس) به Log CFU/g 03/1 (برای دمای 85 درجه سلسیوس) کاهش پیدا کرد.

در این پژوهش هدف توسعه، ارزیابی وکنترل بر خط یک خشک کن مایکروویو-جریان هوای گرم برای خشک کردن موز می باشد. این خشک کن دارای بخش های اندازه گیری جرم، تصویربرداری و مدارکنترل توان مایکروویو می باشد. برای کنترل توان مایکروویو توسط یک سامانه شامل برد آردینو، رله SSR و برنامه کنترل در محیط Matlab انجام گرفت. در این پژوهش دو سری آزمایش انجام گرفت، سری اول با پنج سطح چگالی توان ثابت 4، 5، 6، 7، 8 وات بر گرم و دو سطح چگالی توان متغیر 8 و 6 وات بر گرم برای بررسی سینتیک تغییرات محتوای رطوبتی و توان ورودی به مایکروویو انجام گرفت. سری دوم با همان سطوح چگالی توان سری اول برای ارزیابی برخط مدل ها و کنترل خشک کن انجام شد. برای مدل سازی تغییرات محتوای رطوبتی از 7 مدل ریاضی و 5 مدل پیشنهادی به کمک شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شد. همچنین برای مدل سازی توان ورودی به مایکروویو از شبکه عصبی استفاده شد. طبق نتایج بدست آمده، از بین مدل های ریاضی، مدل لگاریتمی می تواند سینتیک خشک شدن برگه های موز را نسبت به مدل های دیگر بهتر پیش بینی کند. همچنین نتایج نشان داد از بین مدل های پیشنهادی به کمک شبکه عصبی، مدل با ورودی های زمان، حالت چگالی توان و چگالی توان اولیه دارای نتایج بهتری نسبت به بقیه مدل ها برای پیش بینی تغییرات محتوای رطوبتی و توان ورودی به مایکروویو بود. نتایج ارزیابی برخط مدل های پیشنهادی نشان داد که مدل توان بخوبی قادر به پیش بینی توان وروردی به مایکروویو در تیمارهای با حالت چگالی ثابت است ولی بخوبی قادر به پیش بینی توان برای تیمارهای با چگالی توان متغیر نیست. همچنین مدل پیشنهادی برای پیش بینی تغییرات محتوای رطوبتی در تیمارهای با چگالی توان متغیر به دلیل دقت نامناسب پیش بینی توان، دارای خطای بالایی بود. ارزیابی کیفی محصول نهایی نشان داد که تیمارهای با چگالی توان ثابت 8، 7 و 6 دارای میزان سوختگی بالایی در مقایسه با بقیه تیمارها بودند.

زردآلو یکی از میوه های مهم بسیار فساد پذیر مناطق معتدله ی بوده و به سرعت بازار پسندی خود را از دست می دهد که داشتن اطلاعات کافی در مورد روش های نگهداری آن از اهمیت ویژه برخوردار است. خشک کردن یک روش نگهداری برای گسترش عمر مفید محصولات است و همواره مورد توجه پژوهش گران بوده است. در این راستا طرح مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ (RSM) به منظور بررسی اثرات دو پیش تیمار شامل گرادیان ولتاژ (در سطوح 15، 25 و 35 ولت برسانتی متر) و زمان پیش تیمار (30، 60 و 90 ثانیه) و سه متغیر مستقل در خشک کن ترکیبی مادون قرمز - هوای گرم شامل دما (در سطوح 55، 65 و 75 درجه سلسیوس)، توان مادون قرمز (در سطوح 500، 700 و 900 وات) و سرعت هوادهی (در سطوح 8/0، 6/1 و 4/2 متر بر ثانیه) بر کیفیت زردآلوی خشک استفاده شد. سینیتیک خشک کردن، پارامترهای زمان خشک شدن، درصد باز حذب، شاخص رنگ، ویتامین ث، فنول کل، فلاونوئید و ترکیبات ضد اکسایش در 3 تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دما، افزایش ولتاژ و توان مادون قرمز، زمان فرایند خشک شدن کاهش پیدا کرد. در صد باز جذب آب میوه خشک شده با افزایش دما و زمان پیش تیمار روند کاهشی داشت اما با افزایش یکی از مولفه ها و کاهش دیگری باز جذب افزایش یافت. نتایج ارزیابی رنگ میوه خشک شده نشان داد با افزایش زمان پیش تیمار و افزایش گرادیان ولتاژ تغییر رنگ میوه خشک شده بیشتر بود. در ارزیابی ویتامین ث هم نتایج نشان داده که توان مادون قرمز، دما و سرعت هوا دهی بر مقدار ویتامین ث اثر معنی داری داشت. در ارزیابی فنول کل، فلاونوئید و ترکیبات ضد اکساییش نتایج نشان داد که متغییر دما بر کاهش فنول کل و متغییر زمان پیش تیمار بر افزایش فعالیت ضد اکسایشی تاثیر معنی داری داشته است اما اثرات 5 متغیر مستقل بر پارامتر فلاونوئید اثر معنی داری نداشت. بهترین شرایط بهینه خشک کردن توسط دستگاه دمای (55 درجه سیلسیوس)، توان (501 وات)، سرعت هوادهی (34/1 متر برثانیه) و دو پیش تیمار (گرادیان ولتاژ 35 ولت بر سانتی متر و مدت زمان (48/75 ثانیه) بدست آمد.

انجیر یکی از میوه های بسیار ارزشمند بوده که مصرف تازه خوری آن طرفداران بسیاری دارد اما میوه انجیر در زمان برداشت به دلیل داشتن رطوبت بالا در طول دوره پس از برداشت به سرعت دچار کاهش کیفیت می گردد. خشک کردن یکی از روش های نگهداری برای افزایش عمر پس از برداشت میوه ها و سبزی ها است که به طور قابل توجهی فعالیت آب در میوه را کاهش داده و موجب کاهش فعالیت میکروبی می گردد و همچنین تغییرات فیزیکی و شیمیایی را در طول انبارمانی به حداقل می رساند. این پژوهش با به کارگیری دستگاه خشک کن مادون قرمز و هوای گرم فرآیند خشک کردن میوه انجیر با هدف بررسی اثر خشک کردن بر خواص کیفی میوه و کاهش زمان فرآیند خشک کردن انجام گرفت. در این راستا، از طرح مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ (RSM) به منظور بررسی اثرات چهار متغییر مستقل شامل دما در سطوح 60، 75 و90، درجه سلسیوس توان مادون قرمز در سطوح 600، 750 و900 وات و گرادیان ولتاژ در سطوح 10، 20، 30 ولت بر سانتی متر و همچنین زمان پیش تیماردهی در سطح 30، 90 و 150 ثانیه بر پارامتر-های زمان خشک شدن، درصد چروکیدگی، درصد جذب آب، شاخص قهوه ای شدن، شاخص رنگ، ویتامین ث، فنول کل، فلاونوئید و ترکیبات ضد اکسایشی در 3 تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دما و توان مادون قرمز زمان فرآیند خشک شدن کاهش پیدا می کند. همچنین درصد چروکیدگی میوه خشک شده با افزایش دما و زمان پیش تیماردهی افزایش می یابد در حالیکه درصد جذب آب میوه خشک شده با افزایش دما و زمان پیش تیمار دهی روند کاهشی را نشان داد. نتایج ارزیابی رنگ میوه خشک شده نشان داد که با افزایش زمان پیش تیمار دهی اهمی و دما و توان مادون قرمز رنگ میوه خشک شده تیره تر می شود. همچنین افزایش دما، توان مادون قرمز و گرادیان ولتاژ شاخص قهوه ای شدن محصول را افزایش داد. ارزیابی ویتامین ث نشان داده که با کاهش گرادیان ولتاژ، دما و توان مادون قرمز میزان ویتامین ث کاهش یافته است. همچنین اثرات 4 متغیر مستقل توان مادون قرمز، گرادیان ولتاژ، دما و زمان پیش تیمار دهی بر پارامتر های فنول کل، فلاونوئید کل و فعالیت ضد اکسایشی میوه خشک شده اثر معنی داری را نشان نداد. به طور کلی بهترین شرایط بهینه جهت بدست آوردن بهترین کیفیت دمای 60 درجه سلسیوس، توان مادون قرمز 900 وات، گرادیان ولتاژ30 لت بر سانتی متر و زمان پیش تیمار دهی 30 ثانیه است.

از جمله شاخص های نشان دهنده تخریب ساختمان فیزیکی خاک، تراکم خاک در لایه های مختلف آن می باشد. سخت لایه اغلب در زمین های کشاورزی به صورت یکنواخت و در یک عمق مشخص ایجاد نمی شوند. ماشین های کشاورزی موجود جهت از بین بردن آن ها، در یک عمق مشخص کاری تنظیم و کل مزرعه یکسان زیرشکنی می شود که نامطلوب است. بیش از 50 درصد انرژی مصرفی در کشاورزی صرف خاک ورزی مـی شـود. استفاده از مدیریت خاک ورزی دقیق و حفاظتی (خاک ورزی در عمق متغیر بر اساس نیاز یک ناحیه خاص) می تواند صرفه جویی قابل ملاحظه ای در مدیریت فشردگی خاک ایجاد نماید. هدف از این تحقیق طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه کنترل خودکار عمق خاک ورزی جهت از بین بردن لایه های متراکم سطحی می باشد. سامانه کنترل عمق خودکار شامل محفظه خاک، شاسی اصلی، مدار کنترل سامانه، خاک ورز و مکانیزم کنترل عمق، سامانه کشش خاک ورز و سامانه محرک سیستم، با قابلیت اندازه گیری پارامترهای تأثیر گذار بر مقاومت کششی ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. دو عامل سرعت پیشروی خاک ورز (4، 6 و 8 کیلومتر بر ساعت) و عمق لایه سخت (20 و 35 سانتی متر) به عنوان پارامترهای مستقل آزمایش های نهایی انتخاب شدند. کل سامانه در محیط برنامه SolidWorks مدل سازی شد و مورد آنالیز تنش-کرنش قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز با اعمال شرایط مرزی بیش-ترین تنش و جابجایی را در محل شفت بلبرینگ ها نشان داد. پاسخ زمانی اندازه گیری شده جهت رسیدن سیلندر به حداکثر جابجایی خود (تغییر عمق خاک ورز) برابر با 32 میلی ثانیه محاسبه شد. نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس نشان داد که سرعت پیشروی و عمق لایه سخت هر کدام به تنهایی دارای تاثیر معنی داری بر تغییرات نیروی شکست می باشند، در حالی که برهم کنش این دو پارامتر فاقد اثر معنی داری می باشد. با این حال، اثر عمق خاک به مراتب بیش تر از اثر سرعت پیشروی بر نیروی کشش می باشد.

دمای خاک و چگونگی تغییرات آن نسبت به زمان و مکان یکی از مهم ترین عواملی است که نه تنها تبادل ماده و انرژی را در خاک تحت تأثیر قرار می دهد، بلکه میزان و جهت کلیه فرآیندهای فیزیکی خاک به طور مستقیم وابسته به دما است. در این تحقیق تاثیر میزان رطوبت (5 الی 15% بر پایه تر)، دمای خاک، دمای محیط (10- الی 10 + درجه سانتی گراد) و میزان کود آلی (0 به عنوان نمونه شاهد الی 10%) بر روی ضرایب انتقال حرارت خاک سطحی (تا عمق 20 سانتیمتر) در حالت ناپایدار تحت شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده بیانگر آن است که ضریب نفوذ حرارتی و ضریب هدایت حرارتی خاک به شدت وابسته به دمای خاک می باشد. ضریب هدایت حرارتی با کاهش دمای نمونه خاک تا دمای 5/0 درجه سانتی گراد کاهش و پس از آن با کاهش بیشتر دمای خاک افزایش یافته است. روند افزایش هدایت حرارتی با تغییرات دمایی خاک در محدوده مورد مطالعه به صورت غیر خطی می باشد. در خاکی با 5% کود آلی، ضریب نفوذ حرارتی در سطوح بالای دمای محیط با افزایش مقدار رطوبت افزایش و در سطوح پایین دمای محیط با افزایش مقدار رطوبت دچار کاهش شده است. ضریب هدایت حرارتی خاک در سطوح رطوبتی پایین (محدوده 5 الی 12 درصد برپایه تر) با افزایش دمای محیط (منظور از 10- به سمت صفر درجه سانتی گراد است) و میزان رطوبت به طور همزمان دچار کاهش شده است. باکاهش دمای خاک تا 6 درجه سانتی گراد، ضریب نفود حرارتی افزایش و پس از آن با کاهش بیشتر دمای خاک، ضریب نفود حرارتی کاهش می یاید. با افزایش درصد کود آلی ضریب هدایت حرارتی کاهش پیدا کرده است، نقطه ای که در آن روند تاثیر تغییرات رطوبت و دمای محیط بر ضریب هدایت حرارتی تابع میزان کود آلی خاک است. با افزایش رطوبت (در محدوده 12 الی 15% بر پایه تر) و افزایش دمای خاک از 5 تا10درجه سانتی گراد ضریب هدایت حرارتی افزایش یافته است. ضریب هدایت حرارتی خاک در حالت فاقد کود در محدوده 65/0الی W/m.K 07/2 متغیر است.

گرمایش اهمی فرآیندی است که درآن گرما در اثر عبور جریان الکتریکی از ماده غذایی ایجاد می شود. در این فرآیند ماده غذایی نقش یک مقاومت الکتریکی را ایفاء می کند. در این تحقیق، یک سامانه گرمایش اهمی تحت خلاء به منظور تغلیظ آب پرتقال (برای کاهش50% جرم اولیه آن) ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها در دو حالت فاقد خلاء (فشار اتسمفر) و تحت خلاء (فشار مطلق 25 کیلو پاسکال) و در پنج سطح گرادیان ولتاژ (10، 15، 20، 25 و V/cm 30) انجام گرفت. نتایج نشان داد که ایجاد خلاء بر سطح ماده و همچنین افزایش گرادیان ولتاژ سبب کاهش زمان فرآوری شده است (p<0.05). نرخ گرمایش برای حالت خلاء و فاقد خلا به ترتیب در محدوده 2/0 الی °C/s 8/0 و 2/0 الی °C/s 8/1 متغیر می باشد. ایجاد خلاء بر سطح ماده سبب افزایش 14 الی 25% راندمان حرارتی نسبت به حالت فاقد خلاء شده است. راندمان حرارتی برای حالت خلاء در محدوده 55/81% الی 56/87% و در حالت فاقد خلاء در محدوده 44/56% الی 53/73% متغیر می باشد. انرژی مصرفی ویژه برای حالت فاقد خلاء در محدوده 03/1 الی MJ/kg fresh product 70/1 و تحت خلاء در محدوده 69/0 الی MJ/kg fresh product 77/0 متغیر می باشد. مقدار ویتامین ث برای هر دو حالت گرمایش (خلاء و فاقد خلاء) نسبت به حالت کنترل (نمونه تازه) کاهش یافته است.کاهش مقدار ویتامن ث نمونه های آب پرتقال تحت شرایط خلاء به مراتب کمتر از حالت فاقد خلاء (فشار اتمسفر) می باشد. تغییرات pH برای تغلیظ در شرایط تحت خلاء (94/3%- الی20/11%-) نسبت به فاقد خلاء (60/9%- الی 0/15%-) کمتر می باشد

فلزات سنگین از جمله عنصر آرسنیک یکی از آلوده کننده های محیط های آبی هستند که می توانند مشکلات اساسی به دلیل سمیت و تجمع در بافت های بدن آبزیان ایجاد کنند. در این پژوهش تاثیر سم آرسنیک بر ماهی کپور معمولی با استفاده از تکنیک پردازش تصویر مورد بررسی قرار گرفت . با توجه به نتایج بدست امده و مشخص شدن مقادیر حاد و تحت کشنده، ماهیان در8 آکواریوم شیشه ای محتوی 22 لیتر آب در دمای 25 درجه سانتیگراد در معرض غلظت های مختلف آرسنیک (بر حسب میلی گرم در لیتر) در دوزهای صفر(کنترل)، 2، 5، 8،11 (تحت کشنده) و 17، 29، 35(کشنده) قرار گرفتند و پس از انجام آزمایشات مقدار lc50 در مدت 96 ساعت 35 میلی گرم در لیتر تعیین گردید. بعداز تعویض آب به میزان مورد نیاز سم آرسنات سدیم به آب اضافه شد و در طول دوره آزمایش کلیه تلفات ثبت و تصویر برداری انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که منبع نور ال ای دی با فیلتر پلکسی به دلیل ایجاد نور یکنواخت و نرم به عنوان سیستم نورپردازی سامانه پردازش تصویر در نظر گرفته شد.نتایج حاصل از پردازش تصویر نشان داد بهترین فضا برای ایجاد یک تصویر دو سطحی در محیط RGB در صورتی امکان پذیر می باشد که از پارامتر رنگی B-R استفاده شود. حداکثر زمان برای پردازش تصویر دیجیتالی گرفته شده برابر با 303 میلی ثانیه می باشد. مدل ریاضی توانی وزن /طول برای ماهی کپور استخراج شد. دوز سمیت و مدت قرارگیری در معرض محیط سمی، به طور تقریبا یکسانی بر روی رشد ماهی اثر معناداری گذاشته اند. سمیت محیط سبب شده است وزن ماهی در مقایسه با حالت کنترل حداکثر 10% طی زمان 30 روزه کاهش داشته باشد. محیط سمی سبب کاهش 22% در راستای طولی ماهی نسبت به نمونه های کنترل (فاقد سمیت) شده است.

حدود 30% از انرژی ورودی به یک موتور احتراق داخلی از طریق گاز خروجی موتور به هدر می رود. بنابراین، این انرژی می تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای جایگزینی انرژی الکتریکی موردنیاز یک خشک کن برخط مورد استفاده قرار گیرد. مبدل های حرارتی قادر هستند که انرژی خروجی از موتور را به انرژی موردنیاز خشک کن برخط تبدیل نمایند. در این مطالعه به منظور بهینه نمودن عملکرد مبدل حرارتی از روش دینامیک سیالات محاسباتی، قانون اول ترمودینامیک و روش سطح پاسخ به صورت هم زمان استفاده شد. طول مبدل، تعداد بافل، سرعت جریان سیال و تعداد لوله ها به عنوان متغیر مستقل و عملکرد مبدل به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. طرح باکس بنکن با 24 آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. خروجی طرح باکس بنکن برای تولید هندسه های سه بعدی، شبکه بندی، اعمال شرایط مرزی و مدل آشفتگیk-ε realizable ، با حل کننده تفکیکی ناپایا در محیط نرم افزارANSYS Fluent V.15.0 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی دینامیکی به منظور ارزیابی مبدل از لحاظ ترمودینامیکی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز واریانس بیانگر آن بود که مؤلفه های خطی فاصله بین بافل ها، تعداد لوله، برهم کنش تعداد لوله × تعداد بافل و توان دوم سرعت سیال ورودی بیش ترین تأثیر را بر راندمان مبدل دارا بوده اند. راندمان مبدل با افزایش هم زمان تعداد بافل و سرعت هوای ورودی (تا سرعت هوای 2 متر بر ثانیه و تعداد 10 عدد بافل) افزایش و پس از آن با افزایش بیشتر این پارامترها، راندمان مبدل کاهش پیدا می کند. شرایط بهینه برای رسیدن به حداکثر راندمان حرارتی مبدل در دو حالت (الف) تمامی متغیرها در محدوده های انتخابی و (ب) سرعت سیال ورودی حداکثر، طول مبدل حداقل و دیگر پارامترها در محدوده انتخابی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که راندمان انرژی برای حالت های مورد ارزیابی به ترتیب برابر با 07/85 % )با مطلوبیت 00/1 ( و 15/82 % )با مطلوبیت 896/0) می باشد

در این مطالعه از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی و مدل سازی آنالیز اکسرژی و انرژی فرآیند خشک کردن لایه های نازک قارچ در خشک کن ترکیبی مادون قرمز- هوای گرم استفاده شده است. پارامترهای زمان خشک کردن، انرژی مصرفی ویژه، انرژی اتلافی، راندمان اکسرژی، اکسرژی اتلافی، پتانسیل بهبود اکسرژی به عنوان متغییرهای وابسته مورد ارزیابی قرار-گرفته شد. آزمایشات بر اساس طرح مرکب مرکزی در سطوح دمایی 70، 80 و ºC90، سرعت هوای m/s 1 و توان مادون قرمز 700، 800 و W 900 و چرخه هوای بازگشتی 10 الی90% برای برش های نازک قارچ در 3 تکرار انجام گرفت. آنالیز واریانس نشان دهنده عدم تأثیر معنی دار چرخه هوای بازگشتی بر زمان خشک کردن می باشد (p>0.05). حداقل انرژی مصرفی ویژه برابر با MJ/kg water 31/21 تحت شرایط °C 70، W 800 و50% چرخه هوای بازگشتی و بیشترین مقدار آن برابر با MJ/kg water 31/48 تحت شرایط کاری °C80، W700 و 10% چرخه هوای بازگشتی به دست آمد. با افزایش توان مادون قرمز و چرخه هوای بازگشتی ، انرژی اتلافی کاهش پیدا می کند. مؤلفه های خطی چرخه هوای بازگشتی، مؤلفه توان دوم چرخه هوا و مؤلفه برهم کنش دما- هوای بازگشتی در سطح آماری 5 درصد و توان مادون قرمز در سطح آماری 10 درصد دارای تأثیر معنی-داری بر تغییرات راندمان اکسرژی می باشند. پتانسیل بهبود اکسرژی با افزایش درصد چرخه هوای بازگشتی و کاهش توان مادون قرمز کاهش یافته است. در فرآیند بهینه سازی، کمترین زمان خشک شدن و انرژی مصرفی ویژه و اکسرژی اتلافی و بیشترین مقدار راندمان اکسرژی و کمترین مقدار پتانسیل بهبود در محدوده متغیرهای مورد بررسی به عنوان تابع هدف انتخاب شد. شرایط بهینه بر اساس توابع هدف عبارت اند از: دمای هوای ºC90، توان مادون قرمز W45/839 و 90% چرخه هوای بازگشتی در سرعت هوای m/s 1. مقادیر پیش بینی شده برای شرایط بهینه خشک کردن عبارت است از: s 2424 برای زمان خشک شدن، MJ/kg water 30/26 برای انرژی مصرفی ویژه، MJ/kg water 85/24 برای انرژی اتلافی 72/59% برای راندمان اکسرژی، MJ/kg water 80/2 برای اکسرژی اتلافی و 99/0% برای پتانسیل بهبود. اعتبار سنجی آزمایشگاهی نشان داد که مقادیر پیش بینی و تجربی از تناسب بالایی برخوردار می باشند.

در این پژوهش یک خشک کن مایکروویو با قابلیت کنترل توان به صورت برخط به کمک بینایی ماشین توسعه داده شد. ورقه های سیب زمینی در سه سطح چگالی توان 2، 4 و W/g6 و در دو حالت با قید دما و بدون قید دما، در توان ثابت و متغیر برای هر حالت، و در سه تکرار خشک شد. همچنین برای ثبت دمای سطح محصول در طول فرآیند، از یک سنسور مادون قرمز استفاده شد. با استفاده از بینایی ماشین و توسعه یک الگوریتم پردازش تصویر، تغییرات چروکیدگی محصول حین خشک شدن و در طول فرآیند اندازه گیری شد. سپس با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی مدل چروکیدگی- رطوبت ساخته شد. بهترین ساختار این مدل، ساختار 1-3-1 بود که قادر به پیش بینی میزان رطوبت محصول با مقادیر R برابر با 957/0 و RMSE برابر با 101/0 می باشد. ارزیابی این مدل در حالت برخط نشان دهنده قابلیت اعتماد و تکرارپذیری آن برای پیش بینی محتوای رطوبت محصول بود. کنترل توان بر اساس اندازه گیری برخط چروکیدگی محصول و پیش بینی محتوای رطوبتی آن به کمک مدل چروکیدگی بود و به روش مدولاسیون پهنای پالس انجام شد. تأثیر سطوح چگالی توان، حالت توان (توان ثابت یا متغیر) و حالت دما (با قید دما و بدون قید دما) بر زمان فرآیند، ویژگی های ظاهری محصول شامل L*a*b*، چروکیدگی سطحی و دمای محصول بررسی شد. با افزایش سطح چگالی توان، زمان فرآیند و تغییرات رنگ کاهش یافت و افزایش چروکیدگی محصول و دمای فرآیند سریع تر بود. همچنین نتایج نشان داد که پیش-بینی رطوبت به کمک بینایی ماشین روشی امید بخش در کنترل فرآیند خشک کردن است؛ اما در مراحل پایانی فرآیند چروکیدگی ویژگی مناسبی برای این کار نمی باشد. به علاوه کنترل دمای محصول و توان مایکروویو در خشک کردن به روش مایکروویو جهت حفظ کیفیت نهایی محصول و صرفه جویی در انرژی مصرفی ضروری است.

ایران جزء برترین تولیدکنندگان آلبالو در جهان می باشد اما صادرات این میوه پرطرفدار به خارج از کشور با مشکلاتی نظیر بسته بندی مناسب و حجم زیاد میوه تازه همراه است به همین دلیل استفاده از فرآورده های تبدیلی آن به علت حجم کم فرآورده تولیدی و ارزش اقتصادی بیشتر آن ضروری است. در پژوهش حاضر مقایسه روش نوین گرمایش اهمی تحت شرایط اتمسفر با روش گرمایش معمول جهت تغلیظ آب آلبالو صورتگرفت. سطوح ولتاژ مورد استفاده پنج ولتاژ شامل 30، 35، 40، 45 و 50 ولت می باشد. اثر ولتاژ های مختلف در گرمایش اهمی بر تغییر خواص فیزیکوشیمیایی آب آلبالو نظیر محتوای مواد جامد محلول، کدورت، اسیدیته، pH و تغییرات رنگ مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس آزمون مقایسه میانگین های جفت شده تمام خواص فیزیکوشیمیایی بررسی شده آب آلبالو توسط ولتاژ های مختلف گرمایش اهمی تغییر یافتند. pH آب آلبالو در ولتاژ 40 ولت هیچ تغییری نکرد و از این لحاظ مشابه با روش گرمایش معمول بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس حاکی از تفاوت معنی دار بین ولتاژ های مختلف گرمایش اهمی و نیز روش گرمایش معمول از لحاظ صفات مورد بررسی بود. نتایج حاصل از مقایسه میانگین ها توسط آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال یک درصد نشان داد که بیشترین میانگین pH آب آلبالو در ولتاژ 45 حاصل گردید. بالاترین میانگین های اسیدیته مربوط به ولتاژهای 30، 40، 45 و 50 ولت بود. متوسط مقدار هدایت الکتریکی آب آلبالو برای ولتاژ-های 30، 35، 40، 45 و 50 به ترتیب برابر با 92/1، 84/1، 62/1، 53/1 و(S/m) 46/1 بود. افزایش دما در گرمایش اهمی منجر به افزایش هدایت الکتریکی آب آلبالو شد. سه مدل رگرسیون خطی، درجه دوم و غیر خطی برای داده های هدایت الکتریکی-دما برازش یافت و مدل درجه دوم به عنوان بهترین مدل برای پیش بینی تغییرات هدایت- دما انتخاب شد. تطابق خوبی بین مدل شبیه سازی الکتریکی- حرارتیِ دو بعدی و داده های آزمایشگاهی جهت بررسی روند توزیع پتانسیل الکتریکی و دما در طول فرآیند گرمایش اهمی حاصل شد.

به منظور ارزیابی شرایط مختلف خشک کردن بر میزان انرژی مصرفی، یک خشک کن ترکیبی هوای گرم – مادون قرمز پیوسته با ساختار بستر همسو طراحی و ساخته شد. پارامترهای انرژی مصرفی ویژه، راندمان انرژی، انرژی اتلافی ویژه، راندمان اکسرژی، اکسرژی اتلافی، پتانسیل بهبود اکسرژی و زمان خشک کردن برای شرایط مختلف خشک کردن مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات برای سطوح دمای 40، 50 و ºC 60، سرعت هوای 5/0، 1 و m/s 5/1 و توان مادون قرمز 500، 600 و W 700 برای دو حالت فاقد چرخه و 100% چرخه هوای بازگشتی برای گیاه مرزه در سه تکرار انجام گرفت. آنالیز واریانس نشان دهنده عدم تاثیر معنی دار چرخه هوای بازگشتی بر زمان خشک کردن می باشد (P>0.05). به کارگیری 100% چرخه هوای بازگشتی در مقایسه با حالت بدون هوای بازگشتی موجب صرفه جویی 41 الی 100% در انرژی مصرفی ویژه شد. استفاده از سطوح بالای توان مادون قرمز و دمای هوا و سطوح پایین سرعت هوا همراه با چرخه هوای بازگشتی سبب افزایش راندمان انرژی شده است (P<0.05). حداکثر مقدار بازده انرژی برای حالت بدون چرخه و با 100% چرخه هوای بازگشتی به ترتیب 90/20% و 21/30% به دست آمد. انرژی اتلافی ویژه به شدت تحت تاثیر سرعت هوا و چرخه هوای سرعت هوا می باشد (P<0.05). انرژی اتلافی برای حالت فاقد چرخه و 100% هوای بازگشتی به ترتیب از 54/8 الی MJ/kg water 24/37 و 21/5 الی MJ/kg water 04/20 متغیر بوده است. دما و سرعت هوا بیشترین تاثیر را بر راندمان اکسرژی داشته، به طوری که حداکثر مقدار آن برابر با 21/10% برای شرایط ºC 60، m/s 5/0 و W 700 با 100% چرخه هوای بازگشتی محاسبه شد. افزایش سرعت هوای ورودی و کاهش توان مادون قرمز منجر به افزایش پتانسیل بهبود اکسرژی شد.

در این تحقیق بررسی سینتیک خشک کردن قارچ دکمه ای به کمک ماکروویو و با استفاده از پیش تیمار اهمی انجام گرفت. با استفاده از یک جعبه شیشه ای و یک رگولاتور ولتاژ در سه ولتاژ (90، 120 و 150 ولت)، نمونه های قارچ در سه زمان (5، 10 و 15 دقیقه) جوشانده شده و وزن نمونه ها اندازه گیری شد. از یک دستگاه ماکروویو با توان 900 وات استفاده شد. اندازه گیری وزن نمونه های قارچ در بازه زمانی 2 دقیقه ای انجام شد. همچنین تغییرات دمایی درون جعبه شیشه ای نیز به وسیله یک دیتالاگر ثبت گردید. نتایج مرحله پیش تیمار نشان داد که، در ولتاژ و دماهای پایین، نمونه های قارچ به جوش نیامده و افزایش وزن بیشتری داشته اند. در حالیکه در ولتاژها و زمان های بالا، کاهش وزن بیشتری مشاهده گردید. با توجه به نتایج مرحله خشک کردن، در ولتاژهای 90 و 120 ولت بیشترین شیب کاهش وزن به ترتیب در زمان های 5 و 10 دقیقه مشاهده شد. در ولتاژ 150 ولت، بیشترین شیب کاهش وزن در نمونه های بدون پیش تیمار اهمیک به دست آمد.