بررسی تاثیر فرآیند حرارتی اهمیک بر خواص حرارتی غلاف لوبیا سبز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مکانیک بیوسیستم دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

در این پژوهش از یک جعبه شیشه ای و با استفاده از رگولاتور ولتاژ در سه ولتاژ 30، 50، 70 ولت و در سه زمان 3 ، 6 ، 9 دقیقه جوشاندن درجعبه شیشه ای تغییرات وزن اندازه گیری و با استفاده از ثبت کننده داده، تغییرات دما ثبت شد. سپس خواص حرارتی غلاف شامل: ظرفیت گرمای ویژه ، ضریب هدایت حرارتی و ضریب پخش حرارتی جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. داده ها با استفاده از آزمایش فاکتوریل درقالب طرح کاملا تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر دو عامل مورد مطالعه یعنی مدت زمان گرمایش اهمیک و مقدار ولتاژ تاثیر معنی داری بر روی گرمای ویژه ، ضریب هدایت حرارتی و ضریب انتشار حرارتی داشتند، بدین صورت که گرمای ویژه و ضریب هدایت حرارتی روند افزایشی و ضریب انتشار حرارتی روند کاهشی داشتند به طوری که بیشترین مقدار گرمای ویژه در ولتاژ 70 ولت و زمان 9 دقیقه است که مقدار آن kJkg-1°C-1 923/0 و کمترین مقدار گرمای ویژه در ولتاژ 30 ولت و زمان 3 دقیقه که مقدار آن kJkg-1°C-1 190/0 بدست آمد، در بحث ضریب هدایت حرارتی بالا ترین ضریب هدایت حرارتی در ولتاژ 70 ولت و زمان 9 دقیقه که مقدار آن Wm-1°C-1 513/0 و کمترین ضریب هدایت حرارتی در ولتاژ 50 ولت و زمان 3 دقیقه که مقدار آن برابر با Wm-1°C-1 150/0 است و همچنین در بحث ضریب انتشار حرارتی بیشترین مقدار مربوط به ولتاژ 50 و زمان 3 دقیقه که برابر با m2s-1 6-10×2/7 و کمترین ضریب انتشار حرارتی برابر با m2s-1 6-10 ×2/1 که مربوط به ولتاژ 30 ولت و زمان 9 دقیقه بود.

چکیده تصویری

بررسی تاثیر فرآیند حرارتی اهمیک بر خواص حرارتی غلاف لوبیا سبز

تازه های تحقیق

  • اطلاع از ویژگی خواص حرارتی غلاف لوبیا سبز در فرآیندهای انتقال حرارت و خشک کردن آن مفید است.
  • حرارت‌ دهی اهمی یک روش فرآوری حرارتی پیشرفته است و در آن مواد غذایی به ‌عنوان مقاومت الکتریکی عمل می‌کند و به ‌وسیله عبور جریان الکتریسیته از درون آن گرم می‌شود.
  • اثر گرمایش اهمیک بر خواص حرارتی غلاف لوبیا سبز معنی دار است.
  • مدت زمان گرمایش اهمیک و مقدار ولتاژ تأثیر معنی‌داری بر خواص حرارتی غلاف لوبیا سبز دارند.
  • افزایش زمان گرمایش و ولتاژ در سیستم اهمیک، باعث افزایش گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارتی و کاهش ضریب انتشار حرارتی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Ohmic Heat Process on Thermal Properties of Green Bean Pod

نویسندگان [English]

  • Arash Rokhbin 1
  • Mohsen Azadbakht 2
  • Ali Asghari 3
1 Graduate Student Department of Mechanical Engineering Department Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
2 Associate Professor, Department of Biosystems Mechanics, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
3 Assistant Professor, Department of Biosystems Mechanics, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

In this study, a glass box was measured using a voltage regulator at three voltages of 30, 50, 70 volts, and at three times of 3, 6, 9 minutes boiling in a glass box, the weight changes were recorded and the temperature variations were recorded using a data logger. then , the thermal properties of the casing including : Specific heat capacity , thermal conductivity coefficient and thermal distribution coefficient were investigated. The data were analyzed using a factorial experiment into completely random design. The results showed that both the studied factors, the duration of significant heating and the amount of voltage, had a significant effect on specific heat, thermal conductivity and thermal diffusion coefficient, so that specific heat and thermal conductivity increased and thermal emission coefficient were decreased So that the maximum amount of special heat at 70 volts and the time of 9 minutes is 0.923 kJkg-1°C-1 and the lowest amount of special heat at 30 volts and the time of 3 minutes is 0.190 kJkg-1°C-1 was obtained, in the discussion of the thermal conductivity coefficient, the highest thermal conductivity coefficient at 70 volts and the time of 9 minutes, the value of which is 0.513 Wm-1°C-1 and the lowest thermal conductivity coefficient at 50 volts and time. 3 minutes, the value of which is equal to 0.150 Wm-1°C-1 , and also in the discussion of thermal emission coefficient, the highest value is related to voltage 50 and the time of 3 minutes is equal to 7.2×10-6 m2s-1 and the lowest Thermal emission coefficient is equal to 1.2×10-6 m2s-1, Which was about 30 volts and lasted 9 minutes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Green beans
  • Ohmic heating
  • Special heat
  • Thermal Conductivity
  • Thermal diffusion coefficient
[1]      Banayan-Aval, M., Koocheki, A. (2009). Agriculture Beans (9nd ed.). Jahad Daneshgahi of Mashhad, Iran. [In Persian]
[2]      Brigide, P.,  Canniatt-Brazaca, S. G., Silva, M. O. (2014). Nutritional characteristics of biofortified common beans. Food Science and Technology, 34(3), 493–500.
[3]      Rainey, K. M.,  Griffiths, P. D. (2019). Inheritance of Heat Tolerance during Reproductive Development in Snap Bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of the American Society for Horticultural Science,  130(5), 700–706.
[4]      Kelly, J. F.,  Scott, M. K., Henry, G., Janssen, W. (1992). The nutritional value of snap beans versus other vegetables, in G. Henry and W. Janssen (Tech. Eds.), CIAT Proceedings of an International Conference on Snap Beans in the Developing World held from., 16, 23–46.
[5]      Anderson, A. K., Finkelstein, R. (1919). A study of the electropure process of treating milk, Journal of Dairy Science, 2(5), 374–406.
[6]      Knirsch, M. C.,  Alves dos Santos, C., Martins de Oliveira Soares Vicente, A. A., Vessoni Penna, T. C. (2010).  Ohmic heating - a review. Trends in food science & technology, 21( 9), 436–441.
[7]      Sastry, S.,  Abdelrahim, K., Ramaswamy,  H. S., Marcotte, M. (2014). Factors influencing electrical conductivity. Ohmic heating in food processing, (53).
[8]      Kessler, H. G. (1996).   Lebensmittel-und Bioverfahrenstechnik, Molkereitechnologie mit 109 Tabellen. 4. Aufl. München, Kessler.
[9]      Varghese, K. S., Pandey, M. C., Radhakrishna, K., Bawa, A. S. (2014). Technology, applications and modelling of ohmic heating: a review. Journal of food science and technology, 51(10), 2304–2317.
[10]    Sastry, S. K., Barach, J. T. (2000). Ohmic and inductive heating. Journal of food science, 65, 42–46.
[11]    Sarang, S.,  Sastry, S. K., Knipe, L. (2008). Electrical conductivity of fruits and meats during ohmic heating. Journal of Food Engineering, 87( 3), 351–356.
[12]    Azadbakht, M., Vahedi-Torshizi, M., Rayeni-Moghbeli, H. (2019).  Investigation of the effect of ohmic heat treatment on some mechanical properties of closed pistachio. Innovative Food Technologies, [In Persian]
[13]    Ghajarjazi, E., Azadbakht, M., Ghaderi-Far, F. (2016).  Relationship between thermal properties of canola pods (without seed) with moisture content, porosity and chemical composition of pods.  Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 18(1), 384–398.
[14]    Standard, A. (2006). S358. 2 FEB03. Moisture Measurement-Forages. ASABE standards608.
[15]    Salarikia, A. (2014). The effect of moisture content and temperature on specific heat capacity of nut and kernel of two Iranian pistachio varieties. Journal of Agricultural Machinery, 4(1), 30-36. [In Persian]
[16]    Bitra, V. S. P., Banu, S.,  Ramakrishna, P.,  Narender,  G., Womac, A. R. (2010). Moisture dependent thermal properties of peanut pods, kernels, and shells. Biosystems engineering, 106(4), 503–512.
[17]    Azadbakht, M., Khoshtaghaza, M. H., Ghobadian, B., Minaei, S. (2013). Thermal properties of soybean pod as a function of moisture content and temperature. American journal of food science and technology, 1(2), 9–13.
[18]    Fontana, A. J., Wacker, B., Campbell, C. S., Campbell, G. S. (1998). Simultaneous thermal conductivity, thermal resistivity, and thermal diffusivity measurement of selected foods and soil. 2001 ASAE Annual Meeting. American Society of Agricultural and Biological Engineers.
[19]    Aviara, N. A., Haque, M. A. (2001). Moisture dependence of thermal properties of sheanut kernel. Journal of food Engineering,  47 (2), 109–113.
[20]    Singh, K. K., Goswami, T. K. (2000). Thermal properties of cumin seed. Journal of Food Engineering, 45(4), 181–187.
[21]    Yang, W., Sokhansanj, S.,  Tang, J., Winter, P. (2002). Determination of thermal conductivity, specific heat and thermal diffusivity of borage seeds. Biosystems engineering, 82, 169–176.
[22]    Bart-Plange, A., Addo, A., Kumi, F., Piegu, A. K. (2012). Some moisture dependent thermal properties of Cashew kernel ('Anarcardium occidentale’L.). Australian journal of agricultural engineering, 3(2), 65.
[23]    Kianmehr, M. H., Hasan-Beigi, S. R., Hashemifard-Dehkordi, S. H. (2013) A Determination of Specific Heat and Thermal Conductivity of Pomegranate Components (Alak Variety). Iranian Journal of Biosystems Engineering., 42(2), 175-181. [In Persian]
[24]    Sreenarayanan, V. V., Chattopadhyay, P. K. (1986). Specific heat of rice bran.  Agricultural wastes, 16(3), 217–224.
[25]    Shrivastava, M., Datta, A. K., (1999). Determination of specific heat and thermal conductivity of mushrooms (Pleurotus florida). Journal of food Engineering, 39(30), 255–260.
[26]    Aghbashlo, M., Kianmehr, M. H., Hassan-Beygi, S. R., (2008). Specific heat and thermal conductivity of berberis fruit (Berberis vulgaris). Agricultural and Biological Sciences., 3(1), 330–336.
[27]    Khodaei, J., Samimi, H. (2013) Investigation of Specific Heat and Thermal Conductivity of Rasa Grape (Vitis Vinifera L.) as a Function of Moisture Content. Journal of Agricultural Machinery, 3(2), 123-132. [In Persian]
[28]    Darvishi, H., Rezaei Asl, A., Azadbakht, M. (2012).  Determine of moisture diffusivity as function of moisture content and microwave power of some biomaterials. International Journal of Agricultural and Food Science, 2(2), 90–95.
[29]    Razavi, S. M. A., Taghizadeh, M. (2007). The specific heat of pistachio nuts as affected by moisture content, temperature, and variety. Journal of Food Engineering, 79(1), 158–167.
[30]    Van der Held, E. F. M., Van Drunen, F. G. (1949). A method of measuring the thermal conductivity of liquids. Physica, 15(10), 865–881.
[31]    Cassano, A.,  Drioli, E. (2007). Concentration of clarified kiwifruit juice by osmotic distillation. Journal of Food Engineering, 79(4), 1397–1404.
[32]    Aviara, N. A., Haque, M. A., Ogunjimi, L. A. O. (2008). Thermal properties of guna seed. International Agrophysics, 22(4), 291–297.