مدولاسیون خواص دی‌الکتریک پودر کلاله و خامه زعفران برای بهینه‌سازی جداسازی الکترواستاتیکی

جداسازی سنتی تمایز کلاله زعفران از نظر تاریخی از تفاوت‌های موجود در ثابت‌های دی‌الکتریک مانند گذردهی نسبی (ε’) بهره برده است. این مطالعه شرایطی را بررسی می‌کند که تحت آن خواص دی‌الکتریک کلاله و خامه زعفران به طور قابل توجهی متفاوت می‌شوند و نشان می‌دهد که ترکیب‌های بهینه دما و رطوبت می‌تواند کنتراست بین این دو بافت را به طور قابل توجهی افزایش دهد. این مطالعه از یک بررسی سیستماتیک از تأثیرات پارامتری حرارتی و رطوبتی بر پاسخ‌های الکترواستاتیک برای شناسایی جداسازی بهینه استفاده کرد. تجزیه و تحلیل چند فرکانسی (10، 100 و 1000 کیلوهرتز) حداکثر کنتراست گذردهی را در دمای تقریباً 40 درجه سانتیگراد و رطوبت 10٪ نشان داد، که در آن خامه به طور مداوم ε’ بالایی نسبت به کلاله نشان می‌دهد. آنالیز واریانس چند عاملی تأیید کرد که دما، رطوبت و فرکانس هر کدام تأثیر آماری معنی‌داری بر خواص دی‌الکتریک دارند (P < 0.05)، و رطوبت بیشترین تأثیر را به ویژه در بافت خامه نشان می‌دهد. اثرات متقابل معنی‌دار، روابط هم افزایی بین پارامترها را بیشتر نشان می‌دهد. کمی‌سازی وابستگی‌های پارامتری، همبستگی مثبت ε’ را با دما و رطوبت نشان داد، اما رابطه معکوسی با فرکانس تحریک نشان داد. انحراف ثابت دی‌الکتریک ۱۵۶٪ مشاهده‌شده در شرایط بهینه (۴۰ درجه سانتیگراد و ۱۰٪ رطوبت) محدودیت‌های قبلی نسبت داده شده به پروفایل‌های دی‌الکتریک مشابه را برطرف می‌کند و امکان جداسازی الکترواستاتیک بهبود یافته را فراهم می‌کند. این یافته‌ها همچنین با اعمال مدولاسیون دقیق شرایط محیطی در گردش کار فرآوری زعفران، کاربردهای صنعتی، از جمله پروتکل‌های طیف‌سنجی دی‌الکتریک و فرآیندهای خشک کردن زعفران با بهره‌وری انرژی بالا را پیش می‌برند.

Traditional separation of saffron stigma-style differentiation has historically exploited disparities in dielectric constants such as relative permittivity (ε’). This study investigates the conditions under which the dielectric properties of saffron stigma and style diverge most significantly, demonstrating that optimized combinations of temperature and moisture can substantially enhance the contrast between these two tissues. The study employed a systematic investigation of thermal and hygroscopic parametric influences on electrostatic responses to identify optimal separation. The multifrequency analysis (10, 100, and 1000 kHz) revealed maximal permittivity contrast at approximately 40 °C and 10% moisture content, with the style exhibiting consistently elevated ε’ relative to the stigma. Multifactorial ANOVA confirmed that temperature, moisture content and frequency each had a statistically significant effect on dielectric properties (P < 0.05), with moisture content showing the greatest influence particularly in style tissue. Significant interaction effects further indicate synergistic relationships among the parameters. Quantification of parametric dependencies revealed a positive correlation of ε’ with temperature and moisture content but exhibited an inverse relationship with excitation frequency. The observed 156% dielectric constant deviation under optimized conditions (40 °C and 10 % moisture content) resolves prior limitations attributed to analogous dielectric profiles, enabling improved electrostatic separation. These findings also advance industrial applications, including dielectric spectroscopy protocols and energy-efficient drying processes of saffron, by leveraging precise environmental conditions modulation into saffron processing workflow.