تأثیر شرایط مختلف خشک کردن برضریب پخش رطوبت مؤثر، انرژی مصرفی و راندمان استخراج اسانس بادرنجبویه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد/ دانشگاه رازی

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 دانشیار گروه فارماکولوژی- دانشکده دارو سازی- دانشگاه علوم پزشکی- کرمانشاه - ایران

چکیده

هدف از این تحقیق بررسی تأثیر دما و دبی جابجایی هوا بر ضریب پخش رطوبت مؤثر، انرژی مصرفی ویژه، نرخ خشک‌کردن، نسبت رطوبت و بازده استخراج اسانس در خشک کن هیبریدی به صورت لایه نازک برای گیاه دارویی بادرنجبویه Melissa officinalis بود. آزمایش در چهار دمای40، 50، 60 و 70 درجه سانتی‌گراد و سه دبی هوای 1، 5/1 و 2 متر بر ثانیه انجام شد. حداکثر مقدار ضریب پخش رطوبت مؤثر در دبی هوای 5/1 متر بر ثانیه و دما هوای ورودی 70 درجه سانتی‌گراد برابر با 11-10×05/1 (متر مربع بر ثانیه) بدست آمد. همچنین، حداقل مقدار ضریب پخش رطوبت مؤثر در دبی هوای 1 متر بر ثانیه و دما هوای ورودی 40 درجه سانتی‌گراد برابر با 12-10×1/7 (متر مربع بر ثانیه) بدست آمد. کمترین میزان انرژی مصرفی ویژه مورد نیاز (65/75 مگاژول بر کیلوگرم) در دمای 40 درجه سانتی‌گراد و دبی هوای ورودی 1 متر بر ثانیه، در حالی که شرایط متناظر برای بیشترین مقدار آن (76/326 مگاژول بر کیلوگرم) در دمای 70 درجه سانتی‌گراد و دبی هوای ورودی 2 متر بر ثانیه به دست آمد. بیشترین میزان اسانس استحصالی مربوط به دمای 40 درجه سانتی‌گراد و دبی جابجایی هوای 1 تا 5/1 متر بر ثانیه با مقدار تقریبی 5/0 میلی‌لیتر بر اساس حجمی (v/w) بدست آمد و با افزایش دما از 40 درجه سانتی‌گراد به 70 درجه سانتی‌گراد میزان اسانس استحصالی به‌طور معنی‌داری کاهش یافت.

چکیده تصویری

تأثیر شرایط مختلف خشک کردن برضریب پخش رطوبت مؤثر، انرژی مصرفی و راندمان استخراج اسانس بادرنجبویه

تازه های تحقیق

  • فرآیند خشک کردن با استفاده از سرعتهای مختلف 1 ، 1.5 و 2 متر بر ثانیه و دمای 40 ، 50 ، 60 ، 70 درجه سانتیگراد انجام شد.
  • حداکثر مقدار انرژی مصرفی (326.76 MJ / kg) در دمای ورودی 70 درجه سانتی گراد و سرعت 2 متر بر ثانیه بدست آمد.
  • بیشترین مقدار روغن اساسی برابر با 5/0 میلی لیتر در دمای 40 درجه سانتی گراد و سرعت 1-5/1 متر بر ثانیه بدست آمد.
  • افزایش دمای خشک کردن، باعث افزایش انرژی مصرفی، افزایش ضریب پخش رطوبت موثر و کاهش مقدار اسانس می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of different drying conditions on effective moisture diffusivity, specific energy consumption and extraction efficiency of Melissa officinalis essential oil

نویسندگان [English]

  • Hamed Karami 1
  • Ali Nejat Lorestani 2
  • Reza Tahvilian 3
1 M.Sc. Graduate student/ Razi University
2 Razi University, Kermanshah, Iran
3 Department of Pharmaceutics, Novel Drug Delivery Research Center, Students Research Committee School of Pharmacy, Kermanshah University of Medical Sciences (KUMS), Kermanshah, Iran
چکیده [English]

The aim of this study was to investigate the effect of temperature and air displacement rate on effective moisture diffusivity, specific energy consumption, drying rate, moisture ratio, and the extraction efficiency of Melissa officinalis essential oil in hybrid dryer as thin layer. This paper presents the thin layer drying behavior of Tarragon (Melissa officinalis) by a solar hybrid dryer. Experiments were carried out at the air temperatures of 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC and air velocity of 1m/s, 1.5 and 2 m/s. Effective moisture diffusivity values were achieved to be in the range of 7.1×10−12-1.05×10−11 m2/s. Specific energy consumption values were achieved to be in the range of 75.65-326.76 (MJ/kg). Also the effect of the air velocity on the drying time at a low temperature is greater than that at a high temperature. The highest amount of essential oil related to a temperature of 40°C and air velocity of 1-1.5 m/s was achieved with approximately 0.5 cc (v/w) and by increasing the temperature from 40°C to 70°C the amount of essential oil was decreased Significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • specific energy consumption
  • Melissa officinalis
  • essential oil
  • Effective moisture diffusivity
  • dryer
[1] Ghahraman, A. (2013). Flora of Iran. Research Institute of Forests and Rangelands(RIFR) Publisher,Vol. 27 Tehran, Iran. [In Persian]
[2] Kabiri, S., Sayyed-Alangi,  S. Z. (2015). Comparison of Antioxidant effect of different extracts from Melissa officinalis leaves with immersion and microwave-assisted extractions and its oxidative stability on soybean oil. Innov. Food Technol., 2(4), 23-38. [In Persian]
[3] Omidbaigi, r. (2014). Production and processing of medicinal plants. third volume. Astan Quds Razavi Publications, Mashhad, Iran. [In Persian]
[4] Cakmak, G., Yıldız, C. (2011). The drying kinetics of seeded grape in solar dryer with PCM-based solar integrated collector. Food and Bioproducts Processing, 89, 103-108.
[5] Karami, H., Rasekh, M., Darvishi, Y., Khaledi, R. (2017). Effect of drying temperature and air velocity on the essential oil content of Mentha pulegium L. Innov. Food Technol., 5(1), 65-75. [In Persian]
[6] Akpinar, E.K., Bicer, Y., Cetinkaya, F. (2006). Modelling of thin layer drying of parsley leaves in a convective dryer and under open sun. J. Food Eng., 3, 308-315.
[7] Doymaz, I., Tugrul, N., Pala, M. (2006). Drying characteristics of dill and parsley leaves. J. Food Eng., 3: 559-565.
[8] Karami, H., Rasekh, M., Darvishi, Y., Khaledi, R. (2017). Effect of drying temperature and air velocity on the essential oil content of Mentha aquatica L. J. Essent. Oil Bear. Pl., 20(4), 1131-1136.
[9] Karami, H., Rasekh, M., Darvishi, Y. (2017). Effect of temperature and air velocity on drying kinetics and organo essential oil extraction efficiency in a hybrid dryer. Innov. Food Technol., 5(1): 65-75. [In Persian]
[10] Karami, H., Rasekh, M. (2018). Investigation of mass transfer kinetics and modeling of tarragon drying(Artemisia dracunculus L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants., 5(1): 65-75.  [In Persian]
[11] Alibas, I. (2006). Characteristics of chard leaves during microwave, convective, and combined microwave-convective drying. Dry. Technol., 24(11), 1425-1435.
[12] Yaldiz, O., Ertekin, C. (2001). Thin layer solar drying of some different vegetables. Dry. Technol., 19, 586-596.
[13] Panchariya, P.C., Popovic, D., Sharma, A.L. (2002). Thin-layer modeling of black tea drying process. J. Food Eng., 52, 349-357.
[14] Kaya, A., Aydin, O., (2009). An experimental study on drying kinetics of some herbal leaves. Energy Convers. Manag., 50, 118-124.
[15] Doymaz, I. (2009). Thin-layer drying of spinach leaves in a convective dryer. J. Food Process Eng., 32, 112-125.
[16] Doymaz, I. (2011). Drying of thyme (Thymus vulgaris L.) and selection of a suitable thin-layer drying model. J. Food Process. Preserv., 35, 458-465.
[17] Borah, A., Hazarika, K., Khayer, S.M. (2015). Drying kinetics of whole and sliced turmeric rhizomes (Curcuma longa L.) in a solar conduction dryer. Inf. Process. Agric., 2, 85-92.
[18] Sharabiani, V. R., Taghinezhad, E., Hadipour Rokni, R. (2019). Modeling and Optimization of Energy Parameters in Rosmarinus officinalis Drying with Microwave Pretreatment. Innov. Food Technol., DOI: 10.22104/JIFT.2019.3500.1839. [In Persian]  
[19] Karami, H. (2014). Design, manufacture and evaluation of hybrid dryers for medicinal plants. Master of Science thesis. Razi University, Kermanshah, Iran. [In Persian] 
[20] Aghbashlo, M., Kianmehr, M., Samimi-Akhijahani, H. (2009). Evaluation of thin-layer drying models for describing drying kinetics of barberries (Barberries vulgaris). J. Food Process Eng., 32(2), 278-293.
[21] Aghbashlo, M., Kianmehr, M.H., Khani, S., Ghasemi, M. (2009). Mathematical modelling of thin-layer drying of carrot. Int. Agrophys., 23(4), 313-317.
[22] Karami, H., Lorestani, A.N., Tahvilian, R. (2018). Experimental study of performance of a Forced convection Hybrid Dryer (Solar-electric). Journal of New and Renewable Energy, 5(2), 107-115. [In Persian]
[23] Crank, J. (1975). The Mathematics of Diffusion. Clarendon Press, Oxford, Bristol, England.
[24] Rodriguez, I., Clemente, G., Sanjuan, N., Bon, I. (2014). Modelling drying kinetics of thyme (Thymus vulgaris L.): theoretical and empirical models, and neural networks.  Food Sci. Technol. Int., 20: 13-22.
[25] Dehghannya, J., Hosseinlar, S. Heshmati M.K. (2018). Multi-stage continuous and intermittent microwave drying of quince fruit coupled with osmotic dehydration and low temperature hot air drying. Innov. Food Sci. Emerg Technol. 45, 132-151.