کاربرد هم زمان روش های ترکیبی هوای گرم- مادون قرمز با الگوهای مختلف تناوب مادون قرمز در فرآیند خشک‌کردن ورقه های هویج

نعلبندی, حبیبه; سیدلو, صادق; رنجوری, مریم

doi:10.22104/ift.2026.1693

کاربرد هم زمان روش های ترکیبی هوای گرم- مادون قرمز با الگوهای مختلف تناوب مادون قرمز در فرآیند خشک‌کردن ورقه های هویج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

حبیبه نعلبندی

صادق سیدلو

مریم رنجوری

گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز

10.22104/ift.2026.1693

چکیده

خشک‌کردن محصولات در کوتاه‌ترین زمان و با حداقل مصرف انرژی و با کیفیت بالا، مهم‌ترین هدف حوزه فرآوری محصولات کشاورزی است که برای حصول آن، روش‌های مختلفی مانند خشک‌کن‌های ترکیبی و استفاده از روش متناوب توسعه یافته‌اند. برای بهره‌مندی از اثرات مثبت هر دو روش، در این تحقیق، فرآیند خشک‌کردن ورقه‌های هویج با استفاده از خشک‌کن ترکیبی هوای گرم مداوم- مادون‌قرمز متناوب همراه با مطالعه تاثیر الگوهای مختلف تناوب مادون‌قرمز از نظر مدت زمان روشن و خاموش بودن رادیاتورهای مادون قرمز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل با تیمار شاهد یعنی خشک‌کردن با هوای گرم مداوم- مادون‌قرمز مداوم مورد مقایسه قرار گرفت. هم‌چنین خشک‌کردن نمونه‌ها به روش هایی ماند کاربرد هوای گرم منفرد و مادون‌قرمز منفرد انجام شد و تاثیر روش‌های خشک‌کردن مذکور روی زمان فرآیند، ضریب نفوذ موثر رطوبت، دانسیته واقعی، چروکیدگی و تغییرات رنگ کلی محصول خشک نهایی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد تیمار هوای گرم مداوم- مادون‌قرمز متناوب با دوره تناوب 10 دقیقه روشن- 10 دقیقه خاموش، توانست بالاترین خواص کیفی را در محصول موجب شود ضمن اینکه زمان فرآیند برای کاهش رطوبت از 5/7 به 3/0 گرم آب بر گرم ماده خشک در حد واسط زمان روش‌های خشک‌کردن ترکیبی بدون تناوب و مادون‌قرمز منفرد و همرفتی منفرد بود. دانسیته واقعی، چروکیدگی و تغییرات رنگ کلی محصول در این تیمار به‌ترتیب با مقدار 043/1 ‌گرم بر سانتی‌متر‌مکعب، 94/83 درصد و 47/7 کمترین مقدار را بین تیمارهای مورد مطالعه داشت. با این وجود زمان فرآیند (202 دقیقه) در این تیمار 8/17 درصد نسبت به تیمار هوای گرم مداوم- مادون‌قرمز مداوم بیشتر بود. در مقابل مصرف انرژی به دلیل 50 درصد زمان خاموشی مادون قرمز، نسبت به روش مداوم کمتر بود. بنابراین می‌توان بیان نمود روش ترکیبی متناوب با دوره تناوب 10 دقیقه روشن- 10 دقیقه خاموش مادون قرمز، موجب حفظ بیشترین کیفیت در محصول خشک‌شده می‌شود.

چکیده تصویری

کاربرد هم زمان روش های ترکیبی هوای گرم- مادون قرمز با الگوهای مختلف تناوب مادون قرمز در فرآیند خشک‌کردن ورقه های هویج

تازه های تحقیق

· انتخاب بهترین روش خشککردن محصولات کشاورزی همیشه دغدغه اصلی متخصصین و صاحبان صنایع بوده است که در این پژوهش برای هویج حاصل شد.

· در این تحقیق روش جدید حرارتدهی شامل روش ترکیبی همرفت- مادونقرمز در خشککردن هویج مورد استفاده قرار گرفت بطوریکه انرژی مادونقرمز ببصورت متناوب اعمال شد.

· بهترین شرایط خشککردن هویج در روش ترکیبی هوای گرم- مادونقرمز با تناوب ده دقیقهای مادونقرمز با بهترین کیفیت محصول و مصرف انرژی پایین حاصل شد.

کلیدواژه‌ها

Carrot

Combined Dryer

Hot air

Infrared

Intermittent Drying

Qualitative Properties

موضوعات

مهندسی صنایع غذایی

عنوان مقاله English

Simultaneous use of combined hot air-infrared methods through different cycles of intermittent infrared during the drying of carrot slices

نویسندگان English

Habibeh Nalbandi

Sadegh Seyedlou

Maryam Ranjoury

Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz

چکیده English

Drying is an important method to preserve foodstuffs and agricultural products. Intermittent drying techniques are new methods that have been developed recently in which the heating source is turned off at certain cycles. In this research, the effect of the intermittent drying method and its cycles on the drying time, effective moisture diffusivity, and qualitative characteristics of carrot slices was studied. Three different cycles were investigated. In the first cycle, the infrared source was turned on for 5 min and then turned off for 10 min (HA IR (I:5 10)). In the second cycle, the infrared source was turned on for 10 min and then turned off for 10 min (HA IR (I:10 10)). In the last cycle, the infrared source was turned on for 10 min and then turned off for 5 min (HA IR (I:10 5)). To compare the results, the drying process was also studied using continuous hot air–infrared drying (HA IR), hot air drying (HA) and the IR drying. The results showed that the drying time of carrot slices using HA, IR, HA IR, HA IR (I:5 10), HA IR (I:10 5), and HA IR (I:10 10) drying methods was 257, 242, 166, 227, 219, and 203 min, respectively. The effective moisture diffusivity of carrot slices was in the range of 6.227×10⁻¹¹ to 9.226×10⁻¹¹ m²/s. The lowest values of true density and shrinkage were observed in the samples dried by the intermittent treatment HA IR (I:10 10), with values of 1.043 g/cm³ and 83.94%, respectively. The color change of the peripheral and central parts of the samples dried by HA IR (I:10 10) was the lowest, with values of 7.47 and 6.43, respectively. Intermittent hot air–infrared drying, HA IR (I:10 10), helped preserve the quality of the dried samples.

کلیدواژه‌ها English

خشک‌کن ترکیبی

مادون‌قرمز

هوای گرم

خشک‌کردن متناوب

ویژگی‌های کیفی

[1] Carcel, J. A., García-Pérez, J. V., Benedito, J., & Mulet, A. (2012). Food process innovation through new technologies: Use of ultrasound. J Food Eng., 110(2), 200-207.

https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.05.038

[2] Lewicki, P. P. (2006). Design of hot air drying for better foods. Trends Food Sci. Technol., 174, 153-163.

https://doi.org/10.1016/j.tifs.2005.10.012

[3] Rostami-Baroji, R., Seiiedlou Heris, S., & Dehghanny, J. (2017). Mathematical simulation of heat and mass transfer in convectional drying of carrot, pretreated by ultrasound and microwave. J Agric. Mach., 7(1), 97–113.

https://doi.org/10.22067/jam.v7i1.38881

[4] Kowalski, S. J., & Szadzinska, J. (2014). Convective-intermittent drying of cherries assisted preceded by ultrasonic osmotic dehydration. Chem. Eng. Process.: Process Intensif., 82, 65–70.

https://doi.org/10.1016/j.cep.2014.06.003

[5] Ghorbani, R., Dehghannia, J., Seiiedlou, S., & Ghanbarzadeh, B. (2015). Kinetics investigation of thin layer plums drying simultaneously pre-treated with ultrasound and osmotic dehydration. Res. Innov. Food Sci. Technol., 4(1), 35–52. [in Persian].

[6] Cheng, X., Wang, S., Iqbal, M. S., Pan, L., & Hong, L. (2023). Effect of ultrasound-assisted osmotic dehydration on the drying kinetics, water state, and physicochemical properties of microwave vacuum-dried potato slices. Ultrason. Sonochem., 99, 106557.

https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2023.106557

[7] Teymori, M. O., Askari Asli-Ardeh, E., Taghinezhad, E., Motevali, A., Szumny, A., & Nowacka, M. (2023). Enhancing Energy Efficiency and Retention of Bioactive Compounds in Apple Drying: Comparative Analysis of Combined Hot Air–Infrared Drying Strategies. Appl. Sci., 13(13), 7612.

https://doi.org/10.3390/app13137612

[8] Nalbandi, H., Seyedlou, S., & Hossein Nia, R. (2025). Using the variable temperature method for drying garlic slices with IR, along with assessing performance characteristics and the quality of the final product. J Res. Mechanics Agric. Mach., 14(1), 49-64 [In Persian].
https://doi.org/10.22034/JRMAM.2025.14918.719

[9] Jeevarathinam, G., Pandiselvam, R., Pandiarajan, T., Preetha, P., Balakrishnan, M., Thirupathi, V., & Kothakota, A. (2021). Infrared assisted hot air dryer for turmeric slices: Effect on drying rate and quality parameters. LWT-Food Sci. Technol., 144, 111258.

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111258

[10] Xu, W., Pei, Y., Zhu, G., Han, C., Wu, M., et al., (2022). Effect of far infrared and far infrared combined with hot air drying on the drying kinetics, bioactives, aromas, physicochemical qualities of Anoectochilus roxburghii Wall. Lindl. LWT-Food Sci. Technol., 162, 113452.

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113452

[11] Selvi, K. C., Kabutey, A., Gurdil, G. A. K., Herak, D., Kurhan, S., & Kloucek, P. (2020). The effect of infrared drying on color, projected area, drying time, and total phenolic content of rose (Rose electron) petals. Plants, 9(2), 236.

https://doi.org/10.3390/plants9020236

[12] Omidi M., Raeisi, M., & Kaveh, M. (2023). Characteristics and multi-objective optimization of carrot dehydration in a hybrid infrared/ hot air dryer. LWT-Food Sci. Technol, 172, 114229.

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114229

[13] Nalbandi, H., Seiiedlou, S., & Alizadeh, B. (2021). Application of non-isothermal simulation in optimization of food drying process. J Food Sci. Technol., 58(6): 2325-2336.

https://doi.org/10.1007/s13197-020-04845-8

[14] Hossein Nia, R., Nalbandi, H., Seyedlou, S., & Alizadeh Salteh, S. (2025). Utility of heating pattern with variable air temperature in drying; effects on drying time, energy consumption, and product quality. Food Sci. Technol. Int., 31(4), 320–330.

https://doi.org/10.1177/10820132241287931

[15] Li, M., Li, M., Zhang, X., Zhang, Q., & Yang, X. (2024). Effect of Infrared-Combined Hot Air Intermittent Drying of Jujube Zizyphus jujuba Miller Slices: Drying Characteristics, Quality, and Energy Consumption Dimensions. Agric., 214, 1-14.

https://doi.org/10.3390/agriculture14020214

[16] Huang, D., Men, K., Tang, X., Li, W., & Sherif, S. (2021). Microwave intermittent drying characteristics of camellia oleifera seeds. J Food Process Eng., 44(1), e13608.

https://doi.org/10.1111/jfpe.13608

[17] Onwude, D. I., Hashim, N., Abdan, K., Janius, R., & Chen, G. (2019). The effectiveness of combined infrared and hot-air drying strategies for sweet potato. J Food Eng., 241, 75-87.

https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.08.020

[18] AOAC International. (2023). Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL (22nd ed.).

[19] Seiiedlou, S., Nalbandi, H., & Bodaghi, A. (2019). Determination of performance parameters of infrared dryer to increase drying performance and uniformity of heat distribution. Innov. Food Technol., 7(2), 326-313 [In Persian].

https://doi.org/10.22104/jift.2019.3700.1883

[20] Seyedlou, S., Ghassemzadeh, H. R., Hamdami, N., Talati, F., & Moghaddam Vahed, M. (2010). Convective drying of apple: Mathematical modeling and determination of some quality parameters. Int. J Agric. Biology, 12, 171-178.

[21] Crank, J. (1979). The mathematics of diffusion. Oxford University Press.

[22] Chakraverty, A., & Poul, S. R. (2001). Postharvest Technology: Cereals, Pulses and Vegetables. India: Science Publishers. Inc, 183-188.

[23] Yan, Z., Sousa-Gallagher, M. J., & Oliveira, F. A. (2008). Shrinkage and porosity of banana, pineapple and mango slices during air-drying. J Food Eng., 84(3), 430-440.

https://doi.org/10.1016/J.JFOODENG.2007.06.004

[24] Vishwanathan, K. H., Hebbar, H. U., & Raghavarao, K. S. M. S. (2010). Hot air assisted infrared drying of vegetables and its quality. Food Sci. Technol. Res., 165, 381-388.

https://doi.org/10.3136/fstr.16.381

[25] Abbaspour-Gilandeh, Y., Kaveh, M., Fatemi, H., & Aziz, M. (2021). Combined hot air, microwave, and infrared drying of hawthorn fruit: Effects of ultrasonic pretreatment on drying time, energy, qualitative, and bioactive compounds’ properties. Foods, 10(5), 1006.

https://doi.org/10.3390/foods10051006

[26] Baysal, T., Icier, F., Ersus, S., & Yıldız, H. (2003). Effects of microwave and infrared drying on the quality of carrot and garlic. Eur. Food Res. Technol., 218, 68-73.

https://doi.org/10.1007/s00217-003-0843-4

[27] Panagiotou, N. M., Krokida, M. K., Maroulis, Z. B., & Saravacos, G. D. (2004). Moisture diffusivity: literature data compilation for foodstuffs. Int. J Food Prop., 72, 273-299.

https://doi.org/10.1081/JFP-120030038