میوه ها و سبزیجات تازه بسیار فصلی هستند و نگهداری آنها دشوار است. خشک کردن یکی از پرکاربردترین فناوری ها در نگهداری میوه و سبزیجات است. با توسعه سریع غذاهای اوقات فراغت میوه و سبزیجات، تحقیقات در مورد فناوری خشک کردن نیز عمیق تر شده است. تحقیقات مربوطه در داخل و خارج از کشور عمدتاً بر روی فناوری پردازش و پارامترهای فرآیند آن، پویایی خشک کردن و کیفیت میوهها و سبزیجات خشک متمرکز است. از فناوری پردازش کم انرژی برای به حداکثر رساندن حفظ مواد مغذی در میوهها و سبزیجات تازه در کوتاهترین زمان خشک شدن و به دست آوردن کیفیت حسی بهتر استفاده میشود.
فرآیند خشک کردن انجمادی دستگاه فریز خشک کن خلاء در محیط خلاء و دمای پایین انجام می شود که باعث از بین رفتن مواد حساس به حرارت نمی شود و همچنین از فعالیت بیولوژیکی آنزیم ها و رشد و تولید مثل میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند. بنابراین می توان رنگ، عطر، طعم، شکل و اجزای تغذیه ای میوه ها و سبزیجات تازه را بهتر حفظ کرد و محصولات خشکبار و سبزیجات مرغوب را تهیه کرد. بنابراین، میوهها و سبزیجات خشکشده منجمد میتوانند با پیگیری مصرفکنندگان برای تغذیه، لذیذ بودن و سلامتی برای غذاهای میوهای و سبزیجات مواجه شوند. با این حال، به دلیل هزینه بالا، مصرف انرژی بالا و عملکرد کم، یکی از گران ترین فرآیندهای خشک کردن نیز می باشد. به منظور دستیابی به تولید صنعتی در مقیاس بزرگ، بهینه سازی بیشتر یا اتخاذ فناوری خشک کردن ترکیبی موثرتر برای دستیابی به کیفیت بالا و مصرف انرژی کم ضروری است.
مطالعات نشان داده است که علاوه بر شرایط خشک کردن، نوع خشک کن و ویژگی های مواد که بر کیفیت و مصرف انرژی خشک کردن میوه ها و سبزیجات خشک شده منجمد تأثیر می گذارد، عملیات پیش خشک کردن و شرایط پیش از انجماد نیز نقش مهمی در انجماد دارند. فرآیند خشک کردن علاوه بر این، در مقایسه با فناوری خشک کردن تک، فناوری خشک کردن انجمادی، به عنوان یک فناوری ترکیبی خشک کردن مرحلهای، مزایای خشک کردن انجمادی و سایر روشهای خشک کردن را برای دستیابی به مکمل ترکیب میکند و مزایای خوبی در کیفیت خشک کردن، هزینه و مصرف انرژی دارد. بنابراین، توجه گسترده ای از سوی محققان و صنعت در داخل و خارج از کشور را به خود جلب کرده است و چشم انداز کاربردی گسترده ای دارد.
با توجه به مکانیسم های مختلف خشک کردن، خشک کردن به خشک کردن با هوای گرم، خشک کردن مایکروویو، خشک کردن خلاء، FD (خشک کردن انجمادی) و خشک کردن مادون قرمز تقسیم می شود. اگرچه هزینه های تولید هوای گرم و مایکروویو زیاد نیست و به طور گسترده در صنعت استفاده می شود، به دلیل از دست دادن جدی مواد مغذی و یکنواختی حرارت ضعیف، کیفیت محصول را به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد. سه روش دیگر خشک کردن مزایای آشکاری در کیفیت محصول دارند، اما به دلایل فنی مختلف مانند انتقال حرارت دشوار در خشک کردن خلاء، مصرف انرژی بالا در تولید FD و توانایی نفوذ محدود خشک کردن مادون قرمز، اعمال آنها بر روی یک دستگاه دشوار است. مقیاس بزرگ در عمل تولید.
دستگاه خشک کن انجمادی در خلاء FD (خشک کردن انجمادی) بر اساس آبگیری سابلیمیشن است. تحت محیط دمای پایین مورد نیاز برای خشک کردن، می تواند از دست دادن طعم و ترکیبات معطر را به حداقل برساند، ساختارهای متخلخل ایجاد کند و انقباض حجم را کاهش دهد. علاوه بر این، به دلیل توقف اکثر واکنش های آنزیمی، وضعیت اولیه میوه ها و سبزیجات تازه حفظ می شود و محصولات از کیفیت خوبی برخوردار هستند.
با این حال، به دلیل عملکرد حفظ حالت دمای پایین، ارائه گرمای تصعید و کاهش فشار کل محفظه خشک کن، دستگاه خشک کن انجمادی خلاء FD (خشک کردن انجمادی) یک فناوری تولید با مصرف انرژی بالا و هزینه بالا است. بنابراین، بهبود کل فرآیند خشک کردن، بهبود راندمان خشک کردن و کاهش مصرف انرژی به نقاط داغ بسیاری از مطالعات تبدیل شده است.
به مدل سازی ریاضی و بهینه سازی فرآیند خشک کردن دستگاه خشک کن انجمادی خلاء اشاره ای کوتاه می کنیم.
سینتیک خشک کردن معمولاً برای توصیف مکانیسم های ماکروسکوپی و میکروسکوپی انتقال گرما و جرم در فرآیند خشک کردن استفاده می شود. تحت تأثیر عوامل زیادی مانند روش های خشک کردن، شرایط خشک کردن و ویژگی های مواد قرار می گیرد. در بهبود طراحی تجهیزات، بهینه سازی فرآیند خشک کردن و حفظ کیفیت و کاهش مصرف اهمیت زیادی دارد. خشک کردن لایه نازک یک روش پرکاربرد برای تعیین مدل جنبشی خشک کردن میوه و سبزیجات است. رابطه بین نسبت رطوبت MR و زمان t اغلب برای توصیف تغییرات دینامیکی در فرآیند خشک کردن استفاده می شود. دقت مدل با شاخص های آماری مانند ضریب تعیین R2، خی دو χ2 و میانگین مربعات خطای RMSE تایید می شود. می توان از آن به عنوان یک ابزار مهم برای تخمین منحنی خشک کردن، بهبود فرآیند خشک کردن و دستیابی به مصرف انرژی کم استفاده کرد. با این حال، در کاربردهای عملی، هیچ مدل خشک کردن لایه نازک وجود ندارد که بتواند به طور موثر تمام پویایی خشک کردن میوه و سبزیجات را خلاصه کند. از نظر بهبود کیفیت و کاهش مصرف، علاوه بر بهینه سازی فرآیند خشک کردن با ایجاد مدل سینتیکی خشک کردن و تغییر پارامترهای خشک کردن، تحقیقات فعلی عمدتاً بر روی کنترل روش های پیش تصفیه، روش های پیش انجماد و استفاده از فناوری های خشک کردن ترکیبی متمرکز است.
