Experimental and theoretical investigation of drying kinetics of banana slices

Abstract

Modeling of the hot air dehydration period is very important to increasefood property and reduce energy consumption. The objective of thestudy is to examine the drying behaviour of banana slices by usingconvective hot air drying method. Drying kinetics of the banana sliceswas investigated experimentally for different air temperatures(40, 50, and 60 °C). The drying models were fitted to the experimentaldata. The model which gives the nearest results to the experimentalinformation was predicted as the Midilli model ($R^2$=0.99). It wasdetermined that the L (brightness) colour parameter value declined asthe moisture content of the food decreased. Effective diffusioncoefficients (2.02×$10^{-10}$, 5.05×$10^{-10}$, and 8.08×$10^{-10}$ $m^{2;};s^{-1}$), activationenergy (61.1 kJ $left(molright)^{-1}$) and shrinkage coefficients(23%, 32% and 40%) were calculated and it was seen to be compatiblewith the data given in the literature on food drying. The temperatureand moisture content obtained from the experimental study werecompared with numerical analysis and found to be compatible.

Özet

Sıcak hava ile kurutma modellenmesi, gıda kalitesini arttırmak ve enerji tüketimini azaltmak için çok önemlidir. Çalışmanın amacı, sıcak hava kurutma yöntemi ile muz dilimlerinin kuruma davranışlarını incelemektir. Muz dilimlerinin kurutma kinetiği, farklı hava sıcaklıkları (40, 50 ve 60 °C) için deneysel olarak incelenmiştir. Kurutma modelleri deneysel verilere uygulanmıştır. Deneysel verilere en yakın sonuçları veren model Midilli modeli ($R^2$=0.99) olarak tahmin edilmiştir. Ürünün nem içeriği azaldıkça L (parlaklık) renk değerinin azaldığı belirlenmiştir. Efektif difüzyon katsayıları (2.02×$10^{-10}$, 5.05×$10^{-10}$ ve 8.08×$10^{-10}$ $m^{2;};s^{-1}$), aktivasyon enerjisi (61.1 kJ $left(molright)^{-1}$) ve büzülme katsayıları (%23, %32 ve %40) hesaplanmış ve sonuçların gıda kurutulması üzerinde literatürde verilen bilgiler ile uyumlu olduğu görülmüştür. Deneysel çalışmadan elde edilen sıcaklık ve nem içeriği değerleri nümerik analiz sonuçları ile karşılaştırılmış ve uyumlu olduğu bulunmuştur.