سینتیک خشک شدن و ویژگی‌های کیفی زعفران خشک شده با خشک‌کن خورشیدی هیبریدی فوتوولتاییک-حرارتی با کمک پمپ حرارتی

در مطالعه حاضر، زعفران با استفاده از یک خشک‌کن خورشیدی هیبرید فتوولتائیک-حرارتی با کمک پمپ حرارتی خشک شد. اثر دماهای مختلف هوای خشک‌کن در سه سطح (۴۰، ۵۰ و ۶۰ درجه سانتی‌گراد) و دو حالت مختلف خشک‌کن (با سیستم پمپ حرارتی و بدون آن) بر رفتار خشک شدن زعفران مورد بررسی قرار گرفت. پس از جمع‌آوری داده‌های مربوطه، از یازده مدل خشک‌کن برای توضیح ویژگی‌های خشک شدن زعفران استفاده شد. ویژگی‌های کیفی محصولات خشک‌شده (شامل رنگ‌دهی، قدرت عطری و تلخی) نیز ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که زمان خشک شدن با افزایش دمای هوا از ۴۰ به ۶۰ درجه سانتی‌گراد، ۶۲٪ کاهش یافت. علاوه بر این، استفاده از پمپ حرارتی همراه با خشک‌کن، رطوبت نسبی هوای خشک‌کن را کاهش داد و در نتیجه، سرعت خشک شدن را افزایش داده و دوره خشک شدن را ۴۰٪ کوتاه‌تر کرد. یک مدل خشک شدن دو جمله‌ای دارای مقادیر نسبتاً بالاتر R² و مقادیر کمتر χ²، MBE و RMSE در هر دو حالت خشک‌کن بود و بنابراین برای توضیح رفتار خشک شدن زعفران در مقایسه با سایر مدل‌ها انتخاب شد.نتایج ارزیابی کیفیت زعفران نشان داد که ویژگی‌های رنگ‌دهی زعفران با افزایش دمای خشک‌کردن و استفاده از سیستم پمپ حرارتی بهبود یافته است. در همین حال، شدت عطر زعفران با افزایش دمای هوا افزایش یافت. اما تغییر قابل توجهی در تلخی در سطوح مختلف دما و سیستم پمپ حرارتی مشاهده نشد.

In the present study, saffron was dried using a heat pump-assisted hybrid photovoltaic thermal solar dryer. The effect of different drying air temperatures at three levels (40, 50, and 60oC) and two different modes of the dryer (with and without heat pump system) were investigated on drying behavior of saffron. After collecting the pertinent data, eleven drying models were used to describe drying characteristics of saffron. Quality
characteristics of the dried products (including: colorings, aromatic strength and bitterness) were also evaluated. The results indicated that drying time decreased by 62% with increasing air temperature from 40 to 60oC. Moreover, applying heat pump with the dryer reduced RH of drying air and, consequently, enhanced drying rate and shortened drying period by 40%. A two-term drying model presented a relatively higher R 2 and lower 2 χ, MBE, and RMSE values at both modes of drying and, therefore, was selected to explain drying behavior of saffron among the other models. The results of saffron quality evaluation showed that coloring characteristics of saffron improved with drying temperature and heat pump system. Meanwhile, aromatic strength of saffron increased with increasing air temperature. But, no significant change in bitterness was observed at different levels of temperature and heat pump system.