The effect of trays’ slope in the tunnel dryer on drying rate of carrot cubes
Jarosław Kubiaszczyk
Ewa Golisz
Małgorzata Jaros
Abstract
Drying of food is perhaps the oldest method of food preservation. The aim of this study the analysis of the effect of changing the slope angle of trays in a tunnel dryer model on the drying rate. Real experiments were carried out for trays’ slopes of 0, 5, 10 and 15°. Carrots’ cubes were dried at a constant temperature of 60°C, with air flow velocity of 1.2 m/s. Also this process was simulated using the COMSOL Multiphysics 4.3 software. The research results showed that increasing slope angle of tray disrupted the laminar flow of the dried cubes layer through the drying air stream and forced the partial air flow through the layer. Thus, the contact surface of the heated air with the material particles and the drying rate have been increased and made it possible to shorten the duration of the drying.
Keywords:
carrot, convective drying, tunnel dryer, simulation, trays’ slopeReferences
BÉTTEGA R., ROSA J. G., CORRÊA R. G., FREIRE J. T. 2014. Comparison of carrot (Daucus carota) drying in microwave and in vacuum microwave. Braz. J. Chem. Eng. vol.31 no.2
BILLER E., WIERZBICKA A., PÓŁTORAK A. 2005. Wpływ obróbki termicznej na zmiany parametrów barwy na przykładzie marchwi. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 7-12
CALÍN-SÁNCHEZ Á., LECH K., SZUMNY A., FIGIEL A., CARBONELLBARRACHINA A.A. 2012. Volatile composition of sweet basil essential oil (Ocimum basilicum L.) as affected by drying method. Food Research International 48(1), s. 217–225
COMSOL Multiphysics. User’s Guide. Version 4.3. Comsol 2013. The COMSOL® Software Product Suite https://www.comsol.com/products.
DING C., LU J., SONG Z. 2015. Electrohydrodynamic Drying of Carrot Slices. PLoS One. 2015; 10(4): e0124077
DZIAK J., KAPŁON J., KOŁEK A., KRÓLIKOWSKI L. 2009. Badania równoczesnego transportu ciepła i masy w procesie cienkowarstewkowego odparowywania roztworów o podwyższonej lepkości. Politechnika Wrocławska
FERNANDO W.J.N., LOW H.C., AHMAD A.L. 2011. Dependence of the effective diffusion coefficient of moisture with thickness and temperature in convective drying of sliced materials. A study on slices of banana, cassava and pumpkin. Journal of Food Engineering 102(4), s. 310–316
GARBA U., KAUR S, RASANE P., et al. 2015. Effect of hot water blanching time and drying temperature on the thin layer drying kinetics and anthocyanin degradation of black carrot (Daucus carota l.) shreads. Food Technology and Biotechnology, 53:324.
GAWAŁEK J. 2005. Wpływ warunków konwekcyjnego i sublimacyjnego suszenia korzeni marchwi na jakość suszu. Inżynieria Rolnicza Rocznik 71(11), s. 119-127
GERLICH V., SULOVSKÁ K., ZÁLEŠÁK M. 2013. COMSOL Multiphysics validation as simulation software for heat transfer calculation in buildings: Building simulation software validation. Journal of the International Measurement Confederation 46, 2003–2012
GŁOWACKI S., SOJAK M., KOŹBIAŁ B. 2005. Wpływ kształtu cząstek krajanki jabłek na czas suszenia w warunkach konwekcji wymuszonej. Inżynieria Rolnicza 62(2),s. 45-55
KUBIASZCZYK J. 2017. Symulacja kinetyki suszenia marchwi w tunelu suszarniczym przy zmianach kąta nachylenia sit. Praca magisterska, SGGW
KUMAR C., KARIM A., JOARDDER MUH. MILLER G. 2012a. Modeling heat and mass transfer process during convection drying of fruit. In The 4th International Conference on Computational Methods (ICCM2012), Crowne Plaza, Gold Coast, Australia.
KUMAR C., KARIM A., SAHA SC JOARDDER MUH., BROWN R.J., BISWAS, DIPANKAR 2012b. Multiphysics modelling of convective drying of food materials. Multiphysics modelling of convective drying of food materials. In Proceedings of the Global Engineering, Science and Technology Conference, Global Institute of Science and Technology, Dhaka, Bangladesh
MAISNAM D., RASANE P., DEY A., KAUR S., SARMA C. 2017. Recent advances in conventional drying of foods. Journal of Food Technology and Preservation .Volume 1, Issue 1
MORALES-DELGADO D. Y., TELLEZ-MEDINA D. I., RIVERO-RAMEREZ N. L., et al. 2014. Effect of convective drying on total anthocyanin content, antioxidant activity and cell morphometric parameters of strawberry parenchymal tissue (Fragaria x ananassa Dutch. Revista Mexicana de Ingeniería Química Vol. 13, No. 1, 179-187
NADERINEZHAD S., ETESAMI N., NAJAFABADY A. P. FALAVARJANI M. G. 2016. Mathematical modeling of drying of potato slices in a forced convective dryer based on important parameters. Food Science and Nutrition. 2016 Jan; 4(1): 110–118.
NOWACKA M., WITROWA-RAJCHERT D. 2007. Wybrane właściwości fizyczne suszonych produktów roślinnych. Monografia - Właściwości Fizyczne Suszonych Surowców i Produktów Spożywczych. Wydawnictwo Naukowe FRNA, Lublin, s. 35-43.
NOWAK D., POMARAŃSKA-ŁAZUKA W., LEWICKI P.P. 2005. Wpływ odmiany selera korzeniowego na przebieg procesu suszenia. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 233-240
PABIS S. 1982. Teoria konwekcyjnego suszenia produktów rolniczych. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa
PABIS S., JAROS M. 2002. The first period of convection drying of vegetables and the effect of shape-dependent shrinkage. BIOSYSTEMS ENGINEERING Vol.81, Issue 2, pp. 201-211
SHARMA G.P., PRASAD S. 2001: Drying of garlic (Allium sativum) cloves by microwave-hot air combination. Journal of Food Engineering 50(2), s. 99-105
SKORUPSKA E. 2005. Badanie procesu suszenia konwekcyjnego pietruszki korzeniowej. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 313-320
SUMNU G., TURABI E., OZTOP M. 2005. Drying of carrots in microwave and halogen lamp-microwave combination ovens. LWT- Food Science and Technology 38(5), s. 549-553
SZARYCZ M., LECH K., JAŁOSZYŃSKI K. 2011. Zależność współczynnika dyfuzji wody w kostkach marchwi od temperatury powietrza suszącego. Inżynieria Rolnicza 130(5), s. 275-282
VELEŞCU I. D., ŢENU I., CÂRLESCU P., DOBRE V. 2013. Convective Air Drying Characteristics for Thin Layer Carrot. Bulletin UASVM Food Science and Technology 70(2)/2013, 129-136
VELIĆ D., PLANINIĆ M., TOMAS S., BILIĆ M. 2004. Influence of air velocity on kinetics of convection apple drying. Journal of Food Engineering 64(1), s. 97-102
WANG N., BRENNAN J.G. 1995. Changes in structure, density and porosity of potato during dehydration. Journal of Food Engineering 24(1), s. 61-76
WITROWA-RAJCHERT D., RADECKA-WIERZBICKA M. 2005. Wpływ techniki suszenia konwekcyjnego na wybrane wyznaczniki jakości suszonej tkanki roślinnej. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 387-393
ZLATANOVIĆ I., KOMATINA M., ANTONIJEVIĆ D. 2013. Low-temperature convective drying of apple cubes. Applied Thermal Engineering 53(1), s. 114– 123
BILLER E., WIERZBICKA A., PÓŁTORAK A. 2005. Wpływ obróbki termicznej na zmiany parametrów barwy na przykładzie marchwi. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 7-12
CALÍN-SÁNCHEZ Á., LECH K., SZUMNY A., FIGIEL A., CARBONELLBARRACHINA A.A. 2012. Volatile composition of sweet basil essential oil (Ocimum basilicum L.) as affected by drying method. Food Research International 48(1), s. 217–225
COMSOL Multiphysics. User’s Guide. Version 4.3. Comsol 2013. The COMSOL® Software Product Suite https://www.comsol.com/products.
DING C., LU J., SONG Z. 2015. Electrohydrodynamic Drying of Carrot Slices. PLoS One. 2015; 10(4): e0124077
DZIAK J., KAPŁON J., KOŁEK A., KRÓLIKOWSKI L. 2009. Badania równoczesnego transportu ciepła i masy w procesie cienkowarstewkowego odparowywania roztworów o podwyższonej lepkości. Politechnika Wrocławska
FERNANDO W.J.N., LOW H.C., AHMAD A.L. 2011. Dependence of the effective diffusion coefficient of moisture with thickness and temperature in convective drying of sliced materials. A study on slices of banana, cassava and pumpkin. Journal of Food Engineering 102(4), s. 310–316
GARBA U., KAUR S, RASANE P., et al. 2015. Effect of hot water blanching time and drying temperature on the thin layer drying kinetics and anthocyanin degradation of black carrot (Daucus carota l.) shreads. Food Technology and Biotechnology, 53:324.
GAWAŁEK J. 2005. Wpływ warunków konwekcyjnego i sublimacyjnego suszenia korzeni marchwi na jakość suszu. Inżynieria Rolnicza Rocznik 71(11), s. 119-127
GERLICH V., SULOVSKÁ K., ZÁLEŠÁK M. 2013. COMSOL Multiphysics validation as simulation software for heat transfer calculation in buildings: Building simulation software validation. Journal of the International Measurement Confederation 46, 2003–2012
GŁOWACKI S., SOJAK M., KOŹBIAŁ B. 2005. Wpływ kształtu cząstek krajanki jabłek na czas suszenia w warunkach konwekcji wymuszonej. Inżynieria Rolnicza 62(2),s. 45-55
KUBIASZCZYK J. 2017. Symulacja kinetyki suszenia marchwi w tunelu suszarniczym przy zmianach kąta nachylenia sit. Praca magisterska, SGGW
KUMAR C., KARIM A., JOARDDER MUH. MILLER G. 2012a. Modeling heat and mass transfer process during convection drying of fruit. In The 4th International Conference on Computational Methods (ICCM2012), Crowne Plaza, Gold Coast, Australia.
KUMAR C., KARIM A., SAHA SC JOARDDER MUH., BROWN R.J., BISWAS, DIPANKAR 2012b. Multiphysics modelling of convective drying of food materials. Multiphysics modelling of convective drying of food materials. In Proceedings of the Global Engineering, Science and Technology Conference, Global Institute of Science and Technology, Dhaka, Bangladesh
MAISNAM D., RASANE P., DEY A., KAUR S., SARMA C. 2017. Recent advances in conventional drying of foods. Journal of Food Technology and Preservation .Volume 1, Issue 1
MORALES-DELGADO D. Y., TELLEZ-MEDINA D. I., RIVERO-RAMEREZ N. L., et al. 2014. Effect of convective drying on total anthocyanin content, antioxidant activity and cell morphometric parameters of strawberry parenchymal tissue (Fragaria x ananassa Dutch. Revista Mexicana de Ingeniería Química Vol. 13, No. 1, 179-187
NADERINEZHAD S., ETESAMI N., NAJAFABADY A. P. FALAVARJANI M. G. 2016. Mathematical modeling of drying of potato slices in a forced convective dryer based on important parameters. Food Science and Nutrition. 2016 Jan; 4(1): 110–118.
NOWACKA M., WITROWA-RAJCHERT D. 2007. Wybrane właściwości fizyczne suszonych produktów roślinnych. Monografia - Właściwości Fizyczne Suszonych Surowców i Produktów Spożywczych. Wydawnictwo Naukowe FRNA, Lublin, s. 35-43.
NOWAK D., POMARAŃSKA-ŁAZUKA W., LEWICKI P.P. 2005. Wpływ odmiany selera korzeniowego na przebieg procesu suszenia. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 233-240
PABIS S. 1982. Teoria konwekcyjnego suszenia produktów rolniczych. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa
PABIS S., JAROS M. 2002. The first period of convection drying of vegetables and the effect of shape-dependent shrinkage. BIOSYSTEMS ENGINEERING Vol.81, Issue 2, pp. 201-211
SHARMA G.P., PRASAD S. 2001: Drying of garlic (Allium sativum) cloves by microwave-hot air combination. Journal of Food Engineering 50(2), s. 99-105
SKORUPSKA E. 2005. Badanie procesu suszenia konwekcyjnego pietruszki korzeniowej. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 313-320
SUMNU G., TURABI E., OZTOP M. 2005. Drying of carrots in microwave and halogen lamp-microwave combination ovens. LWT- Food Science and Technology 38(5), s. 549-553
SZARYCZ M., LECH K., JAŁOSZYŃSKI K. 2011. Zależność współczynnika dyfuzji wody w kostkach marchwi od temperatury powietrza suszącego. Inżynieria Rolnicza 130(5), s. 275-282
VELEŞCU I. D., ŢENU I., CÂRLESCU P., DOBRE V. 2013. Convective Air Drying Characteristics for Thin Layer Carrot. Bulletin UASVM Food Science and Technology 70(2)/2013, 129-136
VELIĆ D., PLANINIĆ M., TOMAS S., BILIĆ M. 2004. Influence of air velocity on kinetics of convection apple drying. Journal of Food Engineering 64(1), s. 97-102
WANG N., BRENNAN J.G. 1995. Changes in structure, density and porosity of potato during dehydration. Journal of Food Engineering 24(1), s. 61-76
WITROWA-RAJCHERT D., RADECKA-WIERZBICKA M. 2005. Wpływ techniki suszenia konwekcyjnego na wybrane wyznaczniki jakości suszonej tkanki roślinnej. Inżynieria Rolnicza 69(9), s. 387-393
ZLATANOVIĆ I., KOMATINA M., ANTONIJEVIĆ D. 2013. Low-temperature convective drying of apple cubes. Applied Thermal Engineering 53(1), s. 114– 123
Kubiaszczyk, J., Golisz, E., & Jaros, M. (2018). The effect of trays’ slope in the tunnel dryer on drying rate of carrot cubes. Technical Sciences, 21(4), 345–356. https://doi.org/10.31648/ts.4178
Jarosław Kubiaszczyk
Ewa Golisz
Małgorzata Jaros
