طراحی و ساخت، آزمون و ارزیابی سامانه پیش‌سرمایش محصولات باغی به روش هوادهی اجباری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی

2 عضو هیات علمی دانشگاه

3 گروه مهندسی بیو سیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

10.22069/ejfpp.2020.12961.1417

چکیده

سابقه و هدف: میوه‌ها و سبزی‌ها از جمله مهم‌ترین محصولات باغی هستند که نقش مهمی در تأمین نیاز غذایی و سلامت انسان دارند که در دوره پس از برداشت، بخش قابل‌توجهی از آن‌ها از بین می‌رود. یکی از فرآیندهایی که نقش بسیار موثری در کاهش ضایعات محصولات باغی دارد فرآیند پیش‌سرمایش است. هدف از این تحقیق طراحی و ساخته سامانه پیش‌سرمایش محصولات باغی به روش هوادهی اجباری بود.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق سامانه پیش‌سرمایش محصولات باغی به روش هوادهی اجباری، مطابق با الگوهای تجاری موجود، طراحی و ساخته شد. برای ارزیابی عملکرد سامانه، فرآیند پیش‌سرمایش هلو اجرا شد. بنابراین پالت‌های متشکل از سه نوع جعبه‌‌ی تجاری هلو شامل جعبه تک ردیفه محصول با شانه محافظ 15 تایی، جعبه دو ردیفه و سه ردیفه بدون شانه محافظ به صورت پالت مورد استفاده قرار گرفتند و یکنواختی سرمایش میوه‌ها در نقاط مختلف پالت بررسی شد. هم‌چنین اثر دبی هوای سرد نیز در سه سطح شامل 5/0، 1 و 5/1 لیتر در ثانیه به ازای هر کیلوگرم محصول روی عملکرد سامانه مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج حاکی از آن بود که در سامانه توسعه داده شده در ابعاد مفروض و قدرت سرمایش تا صفر درجه سانتی‌گراد، توزیع هوای سرد در اطراف سامانه پیش‌سرمایش و در داخل همه جعبه‌های موجود در پالت یکنواخت بود. از بین مشخصه‌های مورد مطالعه، دبی هوای سرد اثر معنی‌داری روی متوسط زمان ام سرمایش و انحراف استاندارد زمان ام سرمایش میوه‌های هلوی موجود در نقاط مختلف پالت داشت. بطوریکه با سه برابر شدن دبی هوای سرد، انحراف استاندارد زمان ام سرمایش میوه‌ها 59 درصد کاهش یافت. هم‌چنین نوع جعبه اثر معنی‌داری بر روی متوسط زمان ام سرمایش میوه‌ها داشت و کمترین و بیشترین زمان سرمایش به ترتیب متعلق به جعبه سه ردیفه و جعبه یک ردیفه بود ولی اثر آن بر روی انحراف استاندارد معنی‌دار نبود.
نتیجه‌گیری: این سامانه قابلیت ایجاد و توزیع جریان یکنواخت هوای سرد را در بین جعبه‌های مختلف میوه‌ی هلو، موجود در نقاط مختلف پالت دارا می‌باشد. با توجه به عدم وجود اختلاف معنی‌دار بین زمان سرمایش مرتبط با دبی 1 و 5/1 لیتر در ثانیه و نیز به دلیل مصرف انرژی بالاتر متناظر با دبی‌های بالاتر، استفاده از دبی 1 لیتر در ثانیه به ازای هر کیلوگرم محصول توصیه می‌شود. با اینکه جعبه سه ردیفه کمترین زمان سرمایش را دارا بود ولی به لحاظ اهمیت محافظت محصول حساسی مانند هلو از صدمات مکانیکی، کاربرد جعبه‌های یک ردیفه نسبت به آن دارای ارجحیت می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Designing and construction, testing and evaluation of a forced air pre-cooling system of horticultural products

نویسندگان [English]

  • sadegh seyyedlou 1
  • habibeh nalbandi 2
  • yavar kiomarsi 3
3 Biosystems Engineering, Agricultural faculty, University of Tabriz.
چکیده [English]

Background and objectives: Fruits and vegetables are important crops that have an important role in the human diet in which a considerable part of them losses during the post-harvest stages. One of the most important processes that reduce fruit loss and extends their shelf life is pre-cooling. In this process, the fruits biological activities are decreased rapidly. The aim of this study was designing and constructing the forced air pre-cooling system of horticultural products.
Material Martials and methods: In this study, the forced air pre-cooling system of horticultural products was designed and constructed according to the industrial pattern. To evaluate the performance and uniformity of cooling process in the system, the precooling of Peach was performed using fruit pallets with the three kinds of packages namely one-row package, two and three-row packages. In addition, the airflow rate was evaluated in three levels consists of 0.5, 1 and 1.5 liters per second per kilogram of product.
Results: The evaluation of results indicated that the air velocity field was uniform around the constructed precooling system with cross section dimension of 550×1200 mm and the height of 2050 mm. The suction fan power was 0.5 hp and the cooling capacity of the system about zero ºC. Therefore, all fruits located in the different location of pallet were cooled with an acceptable uniformity viewpoint of the cooling time and temperature. Also, the standard error of cooling time was not significant. Among the studied factors, the effect of airflow rate on the average 3/4 th cooling time of fruits in different boxes in the pallet and their standard deviation were significant. Increasing the airflow rate decreases the cooling time and improves the uniformity of cooling between the various packages, so that with three times increasing the airflow rate, the standard deviation decreases 59%. According to the results, the kind of package had a significant effect on the average 3/4 the cooling time of fruits and the minimum and maximum cooling time were related to the three rows and two rows boxes, respectively; but its effect on the standard deviation was not significant.
Conclusion: The developed precooling system could create and distribute of cold air uniformity between the fruits boxes in different locations of the pallet. There were no significant differences between the cooling time of fruit in both airflow rate of 1 and 1.5 lit s-1 kg p-1. Also, the rate of energy consumption is considerable in the high airflow rates. Therefore, it is recommended usage of cold airflow rate of 1 lit s-1 kg p-1. Although the three rows box had the lowest cooling time, due to the mechanical damage probability, it's using had no advantage as compared to one-row box.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Peach
  • Designing
  • Precooling System
  • Forced Air
  • uniformity