Thin Layer Drying and Equilibrium Moisture Content Equations for Canola (Brassica napus L.)

Document Type: Full Article

Authors

1 Department of Agricultural Machinery, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I. R. Iran

2 Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I. R. Iran

Abstract

A fully instrumented air conditioning laboratory unit capable of controlling drying air temperature and humidity integrated with an instantaneous weighing thin layer drying system was used to investigate the thin layer drying behavior and desorption equilibrium moisture content of canola (Brassica napus L.). To this aim, freshly harvested canola samples with moisture content of about 12±0.5% (d.b.) were dried at temperature levels of 40, 45, 50, 55 °C and absolute air humidity levels of 0.005, 0.01, 0.015, and 0.02 kg/kg. The instantaneous grain moisture content was measured by weighing the sample periodically. Drying was continued until canola kernels reached a constant weight to obtain the hygroscopic equilibrium moisture for different combinations of drying air temperature and absolute humidity. To select a suitable model for describing the thin layer drying of canola, experimental drying data were fitted with three thin layer drying models, namely, Page, Modified Page and Two-Term Exponential models. Furthermore, four widely used desorption isotherm models including Chung-Pfost, Modified Chung–Pfost, Modified Oswin, and Modified Smith were used to fit the experimental data of equilibrium moisture content. Finally, non-linear regression analyses were run and based on the highest value for R2 and the lowest value for, mean bias error (MBE) and root mean square error (RMSE), the most suitable models for thin layer drying and equilibrium moisture content were determined to be Two-Term Exponential and Modified Smith, respectively.

Keywords


Article Title [Persian]

تعیین معادله لایه نازک و رطوبت تعادلی کلزا

Authors [Persian]

  • داریوش زارع 1
  • محسن رنجبران 1
  • مهرداد نیاکوثری 2
  • مجتبی جاویدی 1
1 بخش مکانیک ماشین های کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، جمهوری اسلامی ایران
2 بخش علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، جمهوری اسلامی ایران
Abstract [Persian]

به منظور بررسی رفتار خشک شدن لایه نازک و همچنین دستیابی به رطوبت تعادلی خشک شدن کلزا از دستگاه هوا ساز آزمایشگاهی مجهز به سیستم خشک کن لایه نازک و سنجش وزن لحظه ای که قابلیت کنترل دما و رطوبت مطلق هوا را داشت استفاده شد. به منظور دستیابی به اهداف طرح، کلزای تازه برداشت شده با رطوبت اولیه 5/0±12% وزن خشک در ترکیب ۴ سطح دما (°C۵۵،۵۰ ،٤۵،۴۰)  و ۴ سطح رطوبت مطلق هوا  (kg/kg۰۲/۰، ۰۱۵/۰، ۰۱/۰، ۰۰۵/۰) خشک گردید. رطوبت لحظه ای محصول در طی فرایند خشک شدن به کمک توزین دوره ای نمونه ها ثبت گردید. برای تعیین رطوبت تعادلی، خشک شدن تا زمانی ادامه یافت که محصول در شرایط مختلف دما و رطوبت مطلق هوا به تعادل برسد. برای انتخاب بهترین مدل خشک شدن لایه نازک کلزا داده های تجربی با سه مدل معروف پیج، پیج اصلاح شده و مدل درجه ۲ نمایی تطبیق داده شدند. علاوه بر آن برای تعیین مدل رطوبت تعادلی در محدوده خشک شدن از چهار مدل چانگ پی فاست، چانگ پی فاست اصلاح شده، اسوین اصلاح شده و اسمیت اصلاح شده استفاده شد. در نهایت به کمک رگرسیون غیر خطی و بر اساس بالاترین مقدار ضریب تعیین و کمترین مقدار شاخص کای دو، خطای میانگین و ریشه خطای میانگین   مناسب ترین مدل برای خشک شدن لایه نازک و رطوبت تعادلی به ترتیب مدل دو جمله ای نمایی و مدل اصلاح شده اسمیت معرفی شدند.

Keywords [Persian]

  • خشک شدن
  • رطوبت تعادلی
  • کلزا
  • لایه نازک