hrvatski

Matematičko modeliranje infracrvenog sušenja jabuka obrađenih ultrazvukom visokog intenziteta

Skraćivanje vremena trajanja sušenja i njegovo modeliranje dovelo bi do bolje kontrole čitavog procesa, pri čemu dolazi i do značajnih ušteda u energiji. U radu su se ispitale posljedice i potencijalne koristi obrade kriška voća kavitacijom, uzrokovanom djelovanjem ultrazvuka visokog intenziteta u tekućem mediju. Listići jabuke uronjeni u tekući medij tretirali su se sa ultrazvukom korištenjem uređaja sa sondom promjera 22 mm, pri nominalnoj izlaznoj snazi od 400 W, te primjenom amplituda od 25, 50, 75 i 100 % tijekom 5 minuta uz maksimalan ciklus. Primjena ultrazvuka visokog intenziteta kao predtretmana infracrvenom sušenju listića jabuke pokazala se kao metoda kojom se efikasno povećava efektivna difuzivnost sa 2, 21∙10-7 m2s-1 kod netretiranih do 7, 85∙10-6 m2s-1 kod uzoraka tretiranih sa 100 % amplitude. Istovremeno se smanjuje energija aktivacije sa 30, 14 na 18, 47 kJmol-1, što zajedno dovodi do skraćivanja vremena sušenja. Povećanje pora i stvaranje novih unutar tretiranih uzoraka omogućuje bržu difuziju vode iz jabuke u okolnu atmosferu, te duže trajanje druge faze sušenja. Pri tome se djelovanjem kavitacije na stanice jabuke omogućuje značajno skraćivanje vremena sušenja, uz uklanjanje većeg dijela vezane vode. Ispitani teksturni parametri obrađenih listića jabuke u usporedbi sa neobrađenim pokazuju smanjenje tvrdoće sa 12, 86 na 5, 53 N, bez statistički značajnih promjena u elastičnosti. Boja ispitivanih uzoraka se također mijenja, uz E = 3, 08 kod najveće promjene. Kako bi se ispitao proces prijenosa, te izračunali efektivni transportni parametri, eksperimentalni podaci ubačeni su u program Statistica, te se je na temelju dobivenih R2 i  vrijednosti odredio matematički model koji najbolje korelira sa unesenim podacima. Među ispitanim matematičkim modelima poput Pageovog, logaritamskog, Henderson – Pabisovog, Lewisovog, Wang i Singhovog i dr., najboljim se pokazao logaritamski model uz R2 = 0, 9982 i . Svi ostali modeli također su zadovoljili tražene uvjete, te su pokazali su dobru korelaciju sa eksperimentalno dobivenim podacima, uz najmanji koeficijent determinacije kod Lewisovog modela koji je iznosio 0, 9047. Uzevši u obzir sve ispitane parametre, može se zaključiti da je ultrazvuk visokog intenziteta skratio vrijeme sušenja sa 180 minuta na minimalnih 95 minuta pri 100 % amplitude, uz minimalne promjene u boji i teksturi osušenih uzoraka. Optimalna amplituda je iznosila 50 % maksimalne, pri čemu je došlo do najmanjih promjena u strukturi materijala, uz još uvijek značajno skraćeno vrijeme sušenja od 105 minuta.

matematički model; infracrveno sušenje; jabuke; ulutrazvuk visokog intenziteta

nije evidentirano