مشخص نیست که ازچه زمانی خشک کردن برای نگه داری موادغذایی استفاده می شداما تاریخ گویای این واقعیت است که پیشینیان ما نحوه خشک کردن مواد غذایی راباآزمون وخطاآموختند خشک کردن مواد غذایی علمی است مبتنی بر محیط پیرامون این علم امکان ایجاد یک صنعت جهانی را فراهم می کند که قادر به تهیه مواد غذایی مناسب و مغذی است.                                                             

خشک کردن حذف حداکثر آب ازمحصول با هدف افزایش مدت ماندگاری یا به عبارتی فرایندی است که در آن آب ماده غذایی جهت توقف یا کاهش رشد میکروارگانیسم های فاسد کننده و وقوع واکنش های شیمیایی گرفته می شود.

خشک کردن ازقدیمی ترین روش های نگهداری مواد غذایی ومحصولات کشاورزی به شمارمی رودسالانه میلیون ها تن فراورده های زراعی باغی ودامی وشیلاتی وغیره توسط انواع روش های خشک کردن خشک می شوند که ضمن ایجاد تنوع در محصول وافزایش ماندگاری موجب کاهش قابل توجه درهزینه های انبارداری          می شود .                                                                                                                   

اولین گزارش خشک کردن مواد غذایی مربوط به سبزی هااست که به قرن 18میلادی بر می گردد(وان ارس دل وکوپلی 1963)بعدهاگسترش صنعت خشک کردن رابطه نزدیکی باسناریوی جنگ درسراسرجهان پیدا کردسربازان بریتانیادرجنگ کریمه (1854-1856)ازکشورشان سبزی خشک دریافت می کردند در طول جنگ بوئر(1899-1902)کانادایی هاسبزی خشک رابه آفریقای جنوبی می فرستادند ودر حدود4500تن سبزی خشک از ایالات متحده آمریکادرطول جنگ جهانی اول حمل شده بودفرایندخشک کردن به ویژه برای مقاصد نظامی به دلیل صرفه جویی درفضاووزن مناسب است ایران سابقه تاریخی در تولید وعرضه خشکباردرپهنه جهانی دارد بخش قابل توجهی ازخشکبارایران توسط روش های سنتی به ویژه خشک کردن آفتابی تولید می شوددراین روش گرچه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است ولی به دلیل عدم کنترل پارامترهای خشک کردن وتماس محصول باآلاینده های محیطی دارای کیفیت پایینی می باشدعلاوه بر این عدم بسته بندی مناسب نیز باعث از دست دادن بازارهای صادرات محصولات کشور شده است اکثر میوه ها و سبزیجات زمان برداشت معین و ماندگاری محدودی دارندو به دلیل فعالیت های میکروبی و بیوشیمیایی به سرعت خراب می شوند. با این حال روش های نگهداری مختلف برای گسترش ماندگاری چند هفته، یک سال و یا بیشتر استفاده می شوند، این روش ها شامل: کنسرو کردن، انجماد، خشک کردن، تخمیر، افزودنی های شیمیایی، بسته بندی و تابش اشعه و پاستوریزاسیون هستند. قابل توجه ترین روش به کار برده شده در مقیاس صنعتی کنسرو کردن، انجماد و خشک کردن است. انتخاب روش حفاظت اغلب به مواد خام بستگی دارد.                

 1-2.پیش زمینه

مصرف زیاد سبزی ها و میوه ها در سرتاسر جهان، باعث ابداع روش های گوناگون برای فراوری و نگهدرای آنها شده است. یکی از عمومی ترین این روش ها، فرایند خشک کردن است که باعث تسهیل حمل و نقل (به دلیل حجم کمتر ماده غذایی)، افزایش قابلیت نگهداری و کاهش واکنش های شیمیایی و میکروبی (به دلیل کاهش فعالیت آبی محصول) می گردد. در سال های اخیر، تلاش های گسترده ای در جایگزین نمودن روش های نوین با روش های متداول خشک کردن، که موجب بروز اثرات نامطلوب در فراورده های نهایی (مانند کاهش کیفیت رنگ و بافت، از دست دادن عطر و طعم، کاهش دانسیته و از دست ندادن مواد مغذی) می شوند، صورت گرفته است.

همچنین امروزه تقاضای بازار برای سبزی ها و میوه های فرایند شده ای که شبیه نوع تازه آنها بوده و حرارت کم یا متوسطی را طی فرایند متحمل شده باشند، رو به افزایش است از جمله مهمترین این روش ها فرایند آبگیری اسمزی است.

علاوه بر عمل نگه داری اهداف دیگر فرایند خشک کردن:

• کاهش هزینه یا مشکل بسته بندی
• تسهیل انبارداری و حمل و نقل
• کاهش وزن و گاهی تقلیل حجم
• حفظ اجزای مطلوب

1-3 بیان مساله

1-محلولهای هیپرتونیک قادر به جداسازی آب از بافت میوه در طی یک مدت زمان معین هستند.

2- عوامل مختلف از جمله غلظت محلول اسمزی، دما، زمان تماس… می تواند بر سرعت و كیفیت آبگیری محصول به روش فرایند اسمزی تاثیرگذار باشد.

4-ترکیب آبگیری اسمزی با یک روش خشک کردن ملایم مانند خشک کردن با التراسونیک، راهکاری جدید است که احتمالا می تواند منجر به بهبود کیفیت کلی محصولات خشک شده و کاهش زمان خشک کردن نسبت به روش های دیگر شود.

5- التراسونیک می تواند بر زمان و کیفیت محصول نهایی تاثیر داشته باشد.

 1-4.اهمیت موضوع

نگهداری مواد غذایی یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های مورد استفاده انسان می باشد. میوه­ ها و سبزیجات به علت مقدار رطوبت بالا به شدت فاسد شدنی هستند و باید به سرعت بعد از برداشت فراوری شوند.

خشک کردن، یک فرایند حذف رطوبت ناشی از انتقال همزمان گرما و جرم، یکی از فرایندهای مورد استفاده برای نگهداری است.

فرایند خشک کردن نه تنها آب ماده غذایی را تقلیل می دهد، بلکه خواص فیزیکی، بیوشیمیایی و شیمیایی چون فعالیت آنزیمی، فساد میکروبی، تردی، ویسکوزیته، سفتی، طعم و رایحه و لذیذی ماده غذایی را دست خوش تغییر قرار خواهد داد.

کیفیت محصول غذایی به میزان تغییرات فیزیکی و بیوشیمیایی که در طول فرایند خشک کردن در آن رخ می دهد بستگی دارد. درجه ی حرارت، زمان و فعالیت آبی[1] در حین فرایند

خشک کردن بر روی کیفیت محصول نهایی تاثیر می گذارد. دماهای پایین اثر مثبتی بر روی کیفیت محصول دارد، ولی زمان فرایند را نیز طولانی تر می کند.

1-5 اهداف تحقیق                                                                                                  

الف- کیفیت محصول

• به حداقل رساندن واکنش های تجزیه ی شیمیایی و بیوشیمیایی
• انتخاب شرایط به صورتی که در طول خشک کردن فقط آب از ماده غذایی جدا شود و مواد دیگر مانند نمک ها و مواد مولد عطر فرار و طعم دهنده، حذف نشود.
• ساختار محصول حفظ شود.
• ماده ی غذایی در طول مدت انبار شدن، پایدار بوده، به سرد کردن و بسته بندی نیاز کمتری داشته باشد.
• ماده ی غذایی خشک شده رنگ مطلوبی داشته باشد.
• از آلودگی و تقلبات مبرا باشد.

ب- اقتصاد فرایند

• اتلاف محصول به حداقل برسد.
• جداسازی آب سریع صورت گیرد.
• منبع انرژی ارزان باشد.
• مشکلات حمل و نقل مواد جامد حداقل شود.
• تا حد ممکن عملیات خشک کردن به صورت پیوسته باشد.
• از دستگاه های ساده و غیر پیچیده استفاده شود تا هزینه های تعمیرات و نگهداری به حداقل کاهش یابد.

تاثیرات مخرب برمحیط زیست حداقل باشد

• ارائه راهكاری برای فرآوری میوه های درجه 2 و 3
• تولید محصولات خشك از میوه های فصلی به منظور دسترسی آنها در تمام فصول سال برای مصرف
• استفاده از میوه­ های خشک و پاستیلی شکل در فرآورده ­های نانوایی، کیک ها و شیرینی ها
• استفاده از میوه­ ها، پس از آب گیری اسمزی در فرآورده ­های لبنی و نوشیدنی­ها

 1-6 محدودیت های تحقیق

مشکلات استفاده از فرایند آب گیری اسمزی در صنایع غذایی

 1-6-1 کیفیت حسی محصولات

افزایش شوری یا شیرینی یا کاهش اسیدیته در محصول ممکن است در برخی موارد نامطلوب باشد. این را می­توان به وسیله کنترل نفوذ جسم حل شده و بهینه سازی فرایند برای بهبود ارزیابی حسی در محصول اجتناب کرد

1 تاریخچه کیوی

کیوی چند دهه ‌ای است وارد ایران شده است و سطح زیر کشت مناسبی از باغ‌های استان مازندران و گیلان را به خود اختصاص داده است، از جمله میوه‌هایی است ،که از لحاظ تغذیه‌ ای و خواص درمانی دارای ارزش بالایی است، نام علمی این میوه Actinidia deliciosa است که بومی مناطق شرقی و شمال شرقی کشور چین است . این میوه در اوایل قرن بیستم به نیوزلند وارد شد و به‌تدریج در این منطقه از جهان ،مورد کشت قرار گرفت. در سال ۱۹۶۰ نام این میوه در نیوزلند به گوس بری چینی (Chinese Gooseberry) تغییر یافت. در سال ۱۹۶۱ این میوه به ایالت متحده آمریکا وارد شد و نام کیوی روی آن گذاشته شد که برگرفته از نام یک پرنده بومی نیوزلند بود.

 خواص کیوی :

کیوی در کاهش استرس ، کمبود خواب درانسان اثر دارد. مطالعات دانشمندان ایتالیایی نشان داده است که دیابتی هایی که مرتب مقدار زیادی ویتامینC دریافت می کنند، میزان کلسترول و انسولین پایینی دارند. کیوی برای تامین ویتامین ث منبع خوبی است.

 مشخصات کیوی:

کیوی میوه‌ای است تخم مرغی شکل به اندازه یک تخم مرغ بزرگ (به طول ۵-۸ سانتیمتر و عرض5/4 – 5/5 سانتیمتر). پوست آن قهوه‌ای رنگ و گوشت آن سبز کمرنگ است. می‌توان گفت طعم آن بین توت فرنگی،موز و آناناس است.کیوی به همراه سیب و مرکبات از مهمترین میوه های مصرفی جهان به شمار می آید. ارزش غذایی کیوی از اغلب میوه ها بیشتر می باشد، به طوری که این میوه سرشار از ویتامینهای مختلف و عناصر معدنی مانند روی، سدیم، پتاسیم؛ کلر و .. است.

 کشت کیوی در جهان :

در حال حاضر این میوه در کشورهایی چون ایتالیا، نیوزلند، شیلی، فرانسه، ژاپن و ایالت متحده آمریکا در سطح وسیع کشت می‌شود و زلاندنو، ایتالیا و شیلی عمده ترین تولید کنندگان این میوه در جهان محسوب می شوند.

میانگین تولید کیوی در دنیا در هر هکتار معادل 16 تن است.

 کشت کیوی در ایران:

سابقه کشت انبوه کیوی در ایران به سالهای 1360 و بعد از آن بر می گردد. درخت کیوی گیاهی نیمه گرمسیری و خزان کننده است ،ولی به سرما مقاوم بوده و تا دمای 18

خرید فایل متن کامل این پایان نامه :

 درجه زیر صفر را تحمل می کند . استان مازندران و گیلان در ایران تنها مکان هایی هستند که تمام شرایط آب و هوایی رشد این درخت را دارند .ایران در حال حاضر دارای رتبه اول برداشت کیوی در واحد سطح است و این موفقیت را مرهون برنامه ریزی صحیح و برگزاری کلاس های آموزشی و اطلاع رسانی در زمینه های کاشت، داشت، برداشت برای کیوی کاران هستیم. به دلیل وجود بازارهای خرید برای کیوی، این محصول از نظر اقتصادی به خوبی می تواند با میوه هایی مانند مرکبات رقابت کند و از طرفی دوره رسیدگی آن 3 سال است و همچنین میزان برداشت کیوی برابر 15 تا 25 تن در هکتار می باشد ولی مرکبات پس از 7 سال حدود 6 تن در هکتار محصول تولید می کنند. بنابراین بسیاری از کشاورزان مبادرت به جایگزینی کیوی به جای درختان مرکبات نموده اند.

 ازدیادکیوی :

کیوی را می توان به وسیله ریشه دار کردن قلمه و یا کاشت بذر و پیوندزدن ارقام تجاری بر روی آن تولید کرد. بیش از 99 درصد کشت کیوی دنیا اختصاص به رقم هایوارد دارد که به جهت سهل بودن ریشه‌زایی، بطور عموم تکثیر آن به روش قلمه می‌باشد.

فقط مناطقی با حداقل باد، مناسب کشت کیوی می‌باشد زیرا شاخه‌های این درختان به آسانی در اثر باد شکسته شده، میوه‌ها آسیب دیده و رشد گیاه کم می‌شود. وزش بادهای ساحلی با سرعت 24-8 کیلومتر در ساعت و بادهای بهاره و پاییزه با سرعت 80- 24 کیلومتر در ساعت باعث شکستن شاخه‌ها، کاهش رشد وعملکرد می‌شود.

این گیاه در خاک‌های عمیق آبرفتی بهترین رشد را دارد. خاک مناسب کشت این گیاه بایستی سبک و غنی از مواد آلی و دارای زهکشی مناسب بوده و عمق کافی داشته باشد.

بطور معمول حدود 10 درصد باغ برای درختان نر در نظر گرفته می‌شود. نسبت پایة نر به ماده 1 به 9 است و بهتر است پراکندگی پایه‌های نر در باغ طوری باشد که در تمام ردیف‌ها پایة نر جود داشته باشد.

 بهترین روش ذخیره و نگهداری :

نگهداری میوه در سردخانه باید با رعایت کامل اصول و قوانین فنی و صحیح انجام گیرد. اگر درجه حرارت هوای سردخانه بعد از 24 ساعت پس از برداشت  صفر تا دو درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی محیط بین 85 تا 95 درصد باشد و نیز میوه ها در برابر قارچ ها ضد عفونی شده باشند، می توان آنها را تا 6 ماه نگهداری کرد.

 بررسی اقتصادی:

کشت کیوی چند سالی است که در استانهای شمالی رونق گرفته و کشاورزان و باغداران به دلیل مرغوبیت زمین و درآمد خوب این محصول نسبت به سایر محصولات باغی و همچنین مشکلات موجود در زمینه برنج، چای و مرکبات، به کشت و تولید این محصول روی آورده اند.

تمایل به تولید این محصول تا جایی است که باغداران و کشاورزان در برخی از نقاط استان به ویژه در شالیزارها و باغات مرکبات را به مرور زمان تبدیل به باغ کیوی کرده اند. شاید اقتصادی بودن کشت کیوی مهم ترین دلیل روند روبه رشد نابودی میوه‌های بومی از جمله: ازگیل، به، گوجه سبز،انبه،انجیر، انواع گلابی‌های محلی و حتی انگور می باشد.

 صادرات کیوی :

ایران بعد از کشورهای نیوزیلند، شیلی و یونان رتبه چهارم از نظر سهم صادرات این محصول را در جهان به خود اختصاص داده است. صادرات کیوی در ایران عملاً از سال 1366 آغاز شده و همچنان دارای روند صعودی است.

در سال های اخیر سالیانه بین 15 تا 20 هزار تن کیوی صادر می شود که این میزان تنها 30% از کل محصول تولید شده می باشد که به دلیل عدم برخورداری از امکانات مناسب در این بخش قابلیت صادرات این محصول در ایران پایین آمده است .

2-2 ضرورت و کاربرد خشک کردن میوه در صنایع غذایی

حفاظت ماده غذایی دلیل اصلی خشک کردن آن محسوب میشود. اما تنها دلیل برای انجام عمل خشک کردن نمیباشد. کاهش وزن و حجم نیز از دلایل درخور توجه می باشند. ماده غذایی در حالت خشک شده به فضای کمتر برای حمل و نقل و مقدار کمتری از مواد لازم جهت بسته بندی نیاز دارد و دلیل دیگر سهولت استفاده از مواد غذایی خشک است.

اثر حفاظتی خشک کردن بر مواد غذایی اساساً ناشی از کاهش فعالیت آبی در آن میباشد.

بطور کلی وجود آب در یک ماده غذایی عامل اصلی برای رشد و نمو و فعالیت میکروب ها و مواد شیمیایی است. در واقع میزان فعالیت آبی در یک ماده غذایی نشان دهنده موجودیت یا در دسترس بودن آب برای انجام واکنش های نامطلوب و زمینه ساز در آن ماده میباشد.

وقتی یک ماده غذایی در محیطی با یک رطوبت خاص قرار می گیرد، بر حسب میزان رطوبت و ویژگیهای اجزاء تشکیل دهنده خود ممکن است با محیط تبادل رطوبت کند تا به یک حالت تعادل با رطوبت برسد.یعنی دیگر از محیط رطوبت جذب نکند و یا رطوبت خود را به محیط ندهد. این رطوبت ماده غذایی را رطوبت (Equilibrium Humidity)متعادل و رطوبت محیط را رطوبت نسبی متعادل (Equilibrium Relative Humidity)می گویند.

مقدار عددی a_w همیشه بین 0 و 1 میباشد. در شرایط رطوبت نسبی متعادل، رطوبت اطراف ماده غذایی با رطوبت ماده غذایی در حالت تعادل بوده و بدین جهت هیچگونه تبادل آبی بین ماده غذایی و محیط رخ نمیدهد.

اشکال اصلی در مواد غذایی خشک بخصوص آنهایی که چربی زیادی دارند،اتواکسیداسیون است که منجر به بوی تند میشود که به این واکنش رنسید شدن (Rancid)می گویند. این عمل در مواد غذایی چربی دار که میزان آب آنها از 5% کمتر است و با اکسیژن هوا در تماس هستند مثل آجیل ها بخوبی مشاهده کرد.

دو عامل بسیار مهم در سرعت خشک کردن مواد غذایی عبارتند از:

1. انتقال گرما از منبع حرارتی به ماده غذایی برای تامین گرمای نهان تبخیر Latent Heat Of Vaporization) )یعنی گرمایی که باعث تغییر حالت فیزیکی آب به بخار میشود. این پدیده ی انتقال را (Heat Transfer) می نامند.
2. انتقال آب یا بخار آب از درون مواد غذایی به سطح آن، سپس دور کردن این بخار از سطح مواد غذایی. این پدیده را انتقال دما (Mass Transfer)می نامند.

وقتی هوا از روی یک ماده غذایی مرطوب می گذرد. گرما به ماده انتقال یافته و گرمای نهان تبخیر سبب تبخیر آب میگردد. همچنان که این بخار توسط جریان هوای گرم در سطح گرفته و حذف شود بدلیل اختلاف فشار بوجود آمده در سطح با درون، مقدار دیگری بخار آب از درون ماده غذایی به طرف خارج کشیده شده که آن هم نظیر قبل توسط هوای گرم گرفته و از محیط جدا میشود. لذا در اثر این تغییر غلظت (Cocentration Gradient) آب موجود در ماده غذایی مرتباً از داخل به خارج کشیده میشود و بصورت بخار آب خارج میشود.