خشک کردن لایه نازک کلاله‌های زعفران (CrocusCrocusCrocus sativussativussativus L.) با مادون قرمز: پارامترهای انتقال جرم و ارزیابی کیفیت

زعفران باارزش‌ترین و گران‌قیمت‌ترین محصول کشاورزی است. برای تبدیل کلاله‌های Crocus sativus L. به ادویه زعفران، انجام فرآیند خشک‌کردن (Dehydration) ضروری است. تا بهترین دانش ما، اطلاعاتی درباره پارامترهای انتقال جرم در کلاله‌های زعفران در ادبیات موجود نیست. هدف این مطالعه، بررسی پارامترهای انتقال رطوبت و صفات کیفیت کلاله‌های زعفران تحت درمان مادون قرمز در دمای‌های مختلف (۶۰ تا ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد) بود. مشاهده شد که فرآیند خشک‌کردن نمونه‌ها در یک دوره کوتاه با نرخ بالا (شتاب‌دار) در ابتدا شروع شد و سپس وارد دوره نرخ‌کاه (Falling rate) شد. ضریب نفوذ رطوبت موثر و ضریب انتقال جرم همرفتی با استفاده از مدل Dincer و Dost تعیین شدند. مقادیر نفوذ از ۱.۱۱۰۳ × ۱۰⁻¹۰ تا ۴.۱۳۹۷ × ۱۰⁻¹۰ m²/s و ضریب انتقال جرم در بازه ۲.۶۴۳۳ × ۱۰⁻⁷ تا ۸.۷۲۰۳ × ۱۰⁻⁷ m/s متغیر بود. انرژی فعال‌سازی برابر با ۲۷.۸۶ kJ/mol به دست آمد. نتایج ارزیابی کیفیت نشان داد که مقدار کل کروسین با افزایش دما تا ۹۰ درجه سانتی‌گراد افزایش یافت، اما در دماهای بالاتر، مقدار آن به‌طور جزئی کاهش یافت. مقدار کل سافرانال نمونه‌ها با افزایش دمای خشک‌کردن از ۶۰ به ۷۰ درجه سانتی‌گراد به‌طور جزئی کاهش یافت و سپس تا ۱۱۰ درجه به‌طور پیوسته افزایش یافت. همچنین مقدار پیکروکروسین با افزایش دمای خشک‌کردن از ۶۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، از ۸۳.۱ به ۹۳.۳ افزایش یافت.

Saffron is the most precious and expensive agricultural product. A dehydration treatment is necessary to convert Crocus sativus L. stigmas into saffron spice. To the best of our knowledge, no information on mass transfer parameters of saffron stigmas is available in the literature. This study aimed at investigating the moisture transfer parameters and quality attributes of saffron stigmas under infrared treatment at different temperatures (60, 70, …, 110 °C). It was observed that the dehydration process of the samples occurred in a short accelerating rate period at the start followed by a falling rate period. The effective moisture diffusivity and convective mass transfer coefficient were determined by using the Dincer and Dost model. The diffusivity values varied from 1.1103 × 10− 10 m2·s− 1 to 4.1397 × 10− 10 m2·s− 1 and mass transfer coefficient varied in the range of 2.6433 × 10− 7–8.7203 × 10− 7 m·s− 1. The activation energy was obtained to be 27.86 kJ·mol− 1. The quality assessment results showed that the total crocin content increased, when the temperature increased up to 90 °C but, in higher temperatures, the amount of crocin decreased slightly. The total safranal content of the samples decreased slightly when drying temperature increased from 60 °C to 70 °C and then continuously increased up to 110 °C. Also, the amount of picrocrocin increased from 83.1 to 93.3 as the drying temperature increased from 60 °C to 100 °C.