مدل انتقال توأم حرارت و جرم برای شبیه‌سازی بسته‌بندی شاخه‌گل‌های زعفران در شرایط اتمسفر اصلاح‌شده و رطوبت کنترل‌شده: توسعه مدل و…

کیفیت پس از برداشت گل‌های شاخه‌بریدهٔ زعفران به سرعت توسط تنفس و تعرق کاهش می‌یابد که منجر به زیان‌های قابل توجه در صنعت گل‌کاری می‌شود. بسته‌بندی با اتمسفر اصلاح‌شده و رطوبت کنترل‌شده راهکاری بالقوه برای کاهش این مشکل ارائه می‌دهد، اما اثربخشی آن به توصیف کمّی دقیق از دینامیک‌های فیزیکوشیمیایی داخل بسته وابسته است. این پژوهش یک چارچوب مدل‌سازی جفت‌شدهٔ مکانیکی انتقال گرما و جرم را برای شبیه‌سازی بسته‌بندی با اتمسفر اصلاح‌شده و رطوبت کنترل‌شده در گل شاخه‌بریدهٔ زعفران به کار می‌گیرد. این چارچوب یک زیرمدل فیزیولوژیک (سینتیک میکائلیس-منتن با مهار غیررقابتی دی‌اکسیدکربن، وابستگی دمایی آرنیوس) را با یک زیرمدل فیزیکی برای انتقال گازی نفوذی و تراوشی تلفیق می‌کند. به دلیل فقدان داده‌های سینتیکی اختصاصی برای گل شاخه‌بریدهٔ زعفران، پارامترهای تنفسی از گونه‌های نزدیک از نظر آرایه‌شناسی (کاسنی، گل همیشه‌بهار) اقتباس شدند. عملکرد پیش‌بینی مدل در برابر داده‌های تجربی اکسیژن، دی‌اکسیدکربن و رطوبت نسبی فضای فوقانی بسته‌ها با ۰، ۱، ۴ و ۸ سوراخ ریز به مدت ۷۲ ساعت در دمای ۱۵ درجه سلسیوس ارزیابی شد. میانگین درصد انحراف نسبی در همهٔ پیکربندی‌ها از ۸/۲ درصد تجاوز نکرد. مدل به طور دقیق گذار از تبادل گازی محدودشده توسط فیلم به تبادل گازی غالب توسط سوراخ‌ها را شبیه‌سازی کرد و دینامیک چگالش را به تصویر کشید که رابطهٔ غیریکنواخت بین تعداد سوراخ‌ها و جرم چگالش را آشکار ساخت. اگرچه پارامترسازی اختصاصی گونه دقت مطلق را بهبود می‌بخشد، این چارچوب ابزاری مفید برای طراحی بسته‌بندی با اتمسفر اصلاح‌شده و رطوبت کنترل‌شده در گل شاخه‌بریدهٔ زعفران و سایر گل‌های شاخه‌بریدهٔ پرارزش با فیزیولوژی پس از برداشت مشابه فراهم می‌کند.

The postharvest quality of saffron cut-flowers (SCFs) is rapidly compromised by respiration and transpiration, leading to significant losses in the floriculture industry. Modified Atmosphere and Humidity Packaging (MAHP) offers a potential mitigation strategy, yet its efficacy hinges on the precise quantitative characterization of in-package physicochemical dynamics. This research applies a mechanistic coupled heat and mass transfer modeling framework to simulate MAHP of SCF. The framework integrates a physiological sub-model (Michaelis-Menten kinetics with uncompetitive CO₂ inhibition, Arrhenius temperature dependence) with a physical sub-model for diffusive and permeative gas transport. Due to the absence of species-specific kinetic data for SCF, respiration parameters were adapted from taxonomically related species (chicory, marigold). The model’s predictive performance was assessed against experimental headspace O₂, CO₂, and RH data from packages with 0, 1, 4, and 8 micro-perforations over 72 hours at 15°C. Mean Relative Percentage Deviation did not exceed 8.2% across all configurations. The model accurately simulated the transition from film-limited to perforation-dominated gas exchange and captured condensation dynamics, revealing a non-monotonic relationship between perforation count and condensate mass. While species-specific parameterization would improve absolute accuracy, the framework provides a useful tool for MAHP design in SCF and other high-value cut flowers with similar postharvest physiology.