۲-۲-۳- خشک کردن با پرتو زیر قرمز^[۲۵]
تابش پرتو زیر قرمز به وسیله داغ کردن فرآورده تا دمای بالا موجب جذب مستقیم رویه به وسیله پرتو افشانی می گردد. فراورده های آرمانی برای این روش به کار بستن اجسام سیاه است. این دما بیشتر با شعله گاز پدید می آید. روش های برقی مانند لامپ های گداخته بازتابنده ۱۰۰ تا ۵۰۰۰ وات، لوله های کوارتز و مقاومت ها می باشد. پرتو های داغ از صفحه های سوار شده در بالای سینی محصول می تابد.

چون ضخامت لایه های محصول نباید بیشتر از ۳ میلی متر باشد بیشتر از روش پیوسته بهره گیری می شود. دوغاب ها و ژل ها در این روش به خوبی خشک می شوند. این روش خشک کردن سرعت خشک کردن بالا را بدون خطر سوختن ماده غذایی فراهم می کند (شکل ۲-۶).
(Hall, 2006; Fu and Lien, 1998)
شکل ۲-۶- تصویر شماتیک خشک کردن به روش پرتو زیر قرمز (Hall, 2006)
۲-۲-۴- آب زدایی به روش میدان الکتریکی و مغناطیسی^[۲۶]
بهره گیری از میدان های الکتریکی و مغناطیسی در آغاز برای جدا سازی ترکیب های جامد و مایع به کار رفته است. بخش بنیادین فرایند، جریان میدان برق مستقیم است که بر روی جسم آبگیری شونده به کار می رود. این روند بر ویژگی های رویه ای جامد- مایع مانند پتانسیل زتا برهم کنشی دوقطبی ها و ویژگی نم گیری آن اثر می گذارد. این روش در دو فرایند کار می کند: تراوندگی برقی یا الکترو اسمزی و صافی الکتریکی. الکترواسمزی حرکت آب از میان پوسته های متخلخل محصول با به کاربردن جریان برق مستقیم است. این یک فرایند نفوذ سطحی می باشد. صافی الکتریکی حرکت ذره های باردار شده به سمت الکترودها در یک میدان الکتریکی مستقیم است. این فرایندها پیش از فرستادن فرآورده به خشک کنی دیگر در یک اتاق جداگانه انجام می گیرد. به دلایل اقتصادی این فرایندها در اندازه های تجاری انجام نمی شود. ولی در آینده به دلیل های زیست محیطی توجه بیشتری به آن خواهد شد (Bischof, 1990).
۲-۲-۵- خشک کردن به روش بخار مافوق داغ^[۲۷]
مطابق شکل ۲-۷، موادی که قرار است خشک شوند، از شیر ورودی دوار (۱) و نقاله مارپیچ (۲) وارد مخزن تحت فشار بخار مافوق داغ (۳) می شوند. تنها بخش متحرک در دستگاه، پروانه (۴) است که بخار را در داخل مبدل گرما (۱۲) به سمت بالا در طول کف منحنی شکل سوراخ دار (۵) و بستر حلقوی شکل (۶) به چرخش وا می دارد. صفحات راهنما به جسم خشک شونده نیرو وارد کرده تا در بستر به سمت جلو حرکت کنند و به نقاله خروجی (۸) رسیده سپس خشک کن را از طریق شیر خروجی دوار (۹) ترک کنند. به دلیل سرعت کاهش یافته بخار فوق داغ در قسمت مخروطی مخزن تحت فشار، ذرات سبک تر معلق در بخار، با بهره گرفتن از صفحات شیب دار به سمت جلو حرکت کرده و به این طریق از خشک کن خارج می شوند. بخار در حال چرخش، از چرخانه اصلی (۱۰) موجود در بالای خشک کن عبور کرده که در آن ذرات ریز از بخار مافوق داغ جدا می شوند. ذرات بسیار ریز با کمک بیرون انداز وارد لوله ای (۱۱) در نقاله خروجی می شوند. پس از عبور از چرخانه، بخار مافوق داغ، به سمت پایین و مبدل گرمایی آمده تا توسط افزایش فشار تامین شده در لوله (۱۳) دومرتبه گرم شود. بخار فراهم شده در مبدل گرمایی تقطیر شده و خشک کن را از طریق خروجی تقطیر(۱۴) ترک می کند (شکل ۲-۷).
این روش مزایایی دارد از جمله این که: هیچگونه ضایعاتی در فرآورده پدید نمی آید و موجب سوختن محصول نمی شود، آلودگی زیست محیطی ندارد. البته باید ذکر شود که هزینه ی اولیه این روش بسیار بالاست.
شکل۲-۷- شکل شماتیک خشک کن بخار مافوق داغ (Hall, 2006)
۲-۲-۶- خشک کردن اسمزی^[۲۸]
در این فرایند از چندین محلول برای خشک کردن تراوشی بهره گیری می شود. محلول نوع اصلی شربت شکر است. این روش آب زدایی با قرار دادن محصول مرطوب در مجاورت محلول اشباع شده از شکر انجام می شود. برگه های محصول برای ۴ تا ۲۴ ساعت در محلول های غلیظ شکر گذاشته می شود که این زمان به گونه ی ماده غذایی که باید خشک شود بستگی دارد. این عمل رطوبت محصول را تا ۵۰% کاهش می دهد. مواد مورد استفاده دیگر مخلوط شکر و نشاسته و شربت شکر است. این فرایند شیرین سازی محصولی متخلخل با بافت شکننده به دست می دهد که بیشتر طعم اولیه را به همراه دارد.
از اسمز معکوس نیز می توان به عنوان یک روش آبگیری استفاده کرد. این فرایند بیشتر برای تغلیظ کردن آبمیوه ها سودمند است. و نسبت به روش های موجود سرعت بیشتری دارد. دامنه ی دمایی مناسب برای این فرایند بین ۲۰ تا ۴۰ درجه ی سلسیوس می باشد. زمان خشک کردن با دما نسبت معکوس دارد. پژوهش ها نشان می دهد که افزایش دما بین ۴۰ تا ۸۰ درجه سلسیوس زمان خشک کردن را کوتاه تر می کند. ولی کیفیت محصول را نیز کاهش می دهد و علاوه بر این موجب چروکیدن پوسته دیواره یاخته می گردد.
سرعت خشک کردن به نوع ماده ی غذایی ماده ی مورد استفاده برای تراوش و پارامترهای فرایند خشک کردن بستگی دارد . افزون بر این دماهای بالاتر چسبندگی محلو ل را پایین می آورد و باعث افزایش ضریب نفوذ آب در فرایند تراوش می شود (Hall, 2006 ، امیریوسفی و محبی، ۱۳۸۷).
۲-۲-۷- خشک کردن پفکی
خشک کردن پفکی انفجاری^[۲۹]، فرایند نسبتاً جدیدی است که برای تعدادی از میوه ها و سبزیجات به طور موفقیت آمیزی به کار برده شده است. در این فرایند، قطعه نسبتاً کوچکی از محصول به مدت کوتاهی تحت فشار و دمای زیاد قرار گرفته و سپس به فشار اتمسفری برگردانده می شود. در نتیجه آب موجود در آن به سرعت تبخیر شده و بخارات حاصله از بخش های داخلی محصول خارج می شوند. محصول تولیدی به این روش، تخلخل بسیار زیادی داشته و جذب مجدد آب در آن به سرعت انجام می شود. خشک کردن پفکی برای محصولاتی که مرحله خشک شدن با سرعت نزولی در آنها طولانی است، بسیار مناسب می باشد، زیرا تبخیر سریع رطوبت و تخلخل ایجاد شده در محصول موجب خروج سریع رطوبت در مراحل نهایی خشک کردن می شود.
فرایند خشک کردن پفکی برای فرآورده های مکعبی شکلی که طولی برابر۹/۱سانتی متر دارند، بیشترین بازده را دارد. این قطعات به سرعت و به طور یکنواخت خشک شده و جذب آب مجدد در آنها ظرف ۱۵ دقیقه انجام می شود. اگر چه ممکن است این فرایند برای همه مواد غذایی کاربرد نداشته باشد، اما در عین حال بالا بودن کیفیت محصول تولیدی با این روش، انگیزه لازم برای تحقیقات بیشتر دراین زمینه را ایجاد می کند (مرتضوی و همکاران، ۱۳۷۸).
۲-۲-۸- خشک کن های انجمادی^[۳۰]
در این روش با کاهش دمای محصول، قسمت اعظم رطوبت آن به یخ تبدیل شده و سپس با کاهش فشار محیط، تصعید می گردد. فرایند خشک کردن انجمادی را برای بسیاری از مواد غذایی به خصوص محصولاتی که کیفیت آنها از نظر مصرف کننده حائز اهمیت است می توان به کار برد. در طول خشک کردن انجمادی فرایندهای انتقال جرم و حرارت به طور مطلوبی انجام می شوند. بسته به شکل سیستم خشک کن، انتقال حرارت از طریق لایه منجمد یا لایه خشک محصول صورت می گیرد. بدیهی است، انتقال حرارت از طریق لایه منجمد سریع بوده و بنابراین محدود کننده سرعت خشک شدن، نخواهد بود. سرعت انتقال حرارت از طریق لایه خشک کُند است، زیرا ضریب هدایت حرارتی ساختمان ها متخلخل در شرایط خلأ پایین است. در هر دو حالت، انتقال جرم در لایه خشک محصول انجام می شود. از آنجایی که سرعت انتشار ملکولی در خلأ کند است، بنابراین انتظار می رود که سرعت انتشار بخار آب عامل محدود کننده سرعت خشک شدن باشد. مزایای اصلی فرایند خشک کردن انجمادی بالا بودن کیفیت محصول تولیدی (به علت پایین بودن دما در حین تصعید) و حفظ ساختمان محصول است. این مزیت ها بُعد دیگر فرایند را که بالا بودن مصرف انرژی برای انجماد محصول و ایجاد خلأ می باشد، کاملاً توجیه می کند (مرتضوی و همکاران، ۱۳۷۸).
۲-۲-۹- خشک کن های پاششی^[۳۱]
خشک کن های پاششی به منظور بدست آوردن پودر خشک از خوراک مایع استفاده می شوند . گرچه فرایند تولید پودر بسیار پر هزینه است ولی این روش دارای فرآیندی ایده آل بر ای خشک کردن مواد حساس به دما می باشد . خشک کن های پاششی نزدیک به یک قرن است که مورد استفاده قرار گرفته اند و مدل کردن انواع مختلف فرآیندها در این دستگاه ها بسیار مورد توجه است (محمدی و همکاران، ۱۳۸۳).
این روش برای مواد غذایی مایع مثل شیر، آبمیوه، آب گوجه فرنگی و آب پنیر به کار می رود. در این روش ماده غذایی در دستگاه تبخیر کننده تغلیظ و سپس توسط یک ریز کننده^[۳۲] (افشانک) به صورت پودر به داخل خشک کن پاشیده می شود. پس از آن هوای گرم با ذرات ماده غذایی برخورد نموده و رطوبت را از ماده غذایی جدا می کند. در این سیستم مایعی که قبلاً تا حدودی تغلیظ گردیده است، تحت اثر فشار به درون محفظه ای که دارای هوای داغ است، به صورت ذرات بسیار ریز پاشیده می شود.
درجه حرارت دستگاه معمولاً از ۳۰۰ درجه سلسیوس تجاوز نمی کند و قطر ذرات نیز ممکن است بین ۱۰ الی ۲۵۰ میکرون باشد. عمل خشک کردن فقط در چند ثانیه صورت می گیرد. به همین دلیل آسیب حرارتی وجود نداشته یا بسیار کم است. در خشک کن پاششی این احتمال وجود دارد که هوایی که از برج خشک کننده خارج می شود حاوی مقداری از مواد غذایی خشک شده باشد پس می توان آن را وارد چرخانه^[۳۳] کرد. ذرات خشک مواد غذایی به دیواره داخلی چرخانه برخورد کرده و انرژی خود را از دست می دهد و در قسمت تحتانی آن جمع می شود. گاهی اوقات برای افزایش میزان بازیافت از دو چرخانه که با همدیگر سری هستند استفاده می شود (Hall, 2006).
۲-۲-۹- خشک کن بستر سیال^[۳۴]
سیال سازی به طور کلی به پدیده ای اطلاق می شود که در آن ذرات جامد به صورت معلق در سیال قرار می گیرند. این پدیده زمانی اتفاق می افتد که سیالی با سرعت زیاد در طول بستری از ذرات جامد حرکت کند. البته ممکن است عکس این حالت نیز به وجود آید که در آن صورت نیز بستر سیال گفته می شود
(Kunii and Levenspiel, 1991).
به دلیل مزیت های بسیار زیاد بستر سیال، در تعامل با ذرات جامد، از این روش استفاده های زیادی می شود. رآکتورهای بستر سیال، محفظه های احتراق بستر سیال، خشک کن های بستر سیال و غیره تنها بخشی از انواع کاربردهای بستر سیال است. خشک کن های بستر سیال امروزه کاربردهای بسیار زیادی در بخش غذا، دارو، کشاورزی، شیمی و پلیمر دارند (Daud, 2008). شکل شماتیکی از خشک کن بستر سیال در شکل ۸-۲ نمایش داده شده است.
شکل۲-۸- سیستم خشک کن بستر سیال (Dennis et al., 2007)
ذرات بارگیری شده به وسیله هوای گرم یا هر گاز دیگری به صورت معلق در می آید. همانگونه که در شکل ۲-۸، نشان داده شده است، ذرات خشک شده از سوی دیگر خشک کن به بیرون هدایت می شوند. البته باید توجه داشت که این خشک کن، پیوسته نیست. به عبارت دیگر مواد خشک شونده پس از خشک شدن و توقف فرایند از قسمت خروجی ذرات در پایین مخزن خارج می شوند. چرخانه، ذراتی که با گاز مخلوط شده اند را جدا می کند. برای کاهش مصرف انرژی می توان گاز خروجی را دوباره در سیکل خشک کن قرار داد. خشک کن بستر سیال، نرخ انتقال حرارت، نرخ انتقال جرم، نرخ مخلوط شدن مواد و در نهایت نرخ خشک شدن را بالا می برد. مزیت دیگر این نوع خشک کن این است که به دلیل نداشتن قسمت های متحرک هزینه نگهداری آن در مقایسه با خشک کن های مخزنی و پیوسته کمتر است.
(Chua and Chou, 2003; Daud, 2008; Mujumdar and Devahastin, 2003).
البته با وجود همه این مزایا، خشک کن های بستر سیال معایبی نیز دارند:
هنگام خشک شدن مواد دانه ای در این نوع از خشک کن، احتمال سایش، شکست و پودر شدن مواد دانه ای وجود دارد. به همین دلیل مواد دانه ای که در این نوع از خشک کن استفاده می شوند، باید دارای مقاومت مکانیکی بالایی باشند. همچنین این نوع از خشک کن مانند سایر انواع، برای محصول خاصی طراحی و ساخته شده که برای محصولات دیگر قابل استفاده نیست. علاوه بر این، برای سیال کردن محصول دانه ای قدرت بسیار زیادی مورد نیاز است. این معایب نشان می دهد که تحقیقات بیشتری بر روی خشک کن های بستر سیال بایستی انجام گیرد. با این وجود، خشک کن های بستر سیال نتوانسته اند جایگاه مناسبی برای افزایش بازدهی خشک شدن مواد دارای قطر بیشتر از ۵ میلی متر داشته باشند (Brennan, 2003).
بنابراین برای خشک کردن مواد دانه ای بزرگتر، خشک کن فواره ای معرفی شد.
۲-۲-۱۰- خشک کن های فواره ای^[۳۵]
شکل شماتیکی از این نوع خشک کن در شکل ۲-۹، نشان داده شده است.
خشک کردن در دو مرحله انجام می گیرد: در اولین مرحله، هوای خشک کننده با سرعت زیاد وارد مرکز قسمت مخروطی (ناودان) خشک کن شده و دانه ها را با خود به بالای بستر منتقل می نماید. در مرحله دوم، این دانه ها به سمت پایین می آید و بخشی از هوا خارج می شود و لذا دانه ها را با سرعت کمتری بالا خواهد آورد. در این مرحله، خشک کردن به صورت ملایم انجام می گیرد که برای محصولاتی که به گرما حساس اند، مناسب است. این محصولات عبارتند از: هویج (Bialobrzewski et al., 2008)، گندم (Ghaly et al., 1974),، شالی، ذرت و سویا (Prachayawarakorn et al., 2006).

شکل۲-۹- شکل شماتیک خشک کن فواره ای
۲-۲-۱۱- خشک کن های ترکیبی
همان گونه که قبلاً ذکر شد، هر کدام از روش های خشک کردن دارای مزایا و معایب مخصوصی هستند به این دلیل امروزه جهت کارایی بهتر، برخی از روش های مذکور خشک کردن را با همدیگر ترکیب می کنند. مثلاً در تعدادی از تحقیقات، خشک کن بستر سیال را با آون مورد استفاده قرار می دهند. یا در تحقیقاتی دیگر، ماورا صوتی را با بستر سیال ترکیب می کنند. همچنین روش های خورشیدی را با سایر روش ها جهت خشک کردن مواد غذایی ممکن است استفاده کنند.
در ادامه تعدادی از تحقیقات انجام گرفته بر روی خشک کن ها جهت بررسی تاثیر استفاده از ذرات بی اثر حامل انرژی آورده می شود:
Chompoo and Intipunya (2013) از ذرات بی اثر تفلونی استوانه ای با قطر و طول ۶ میلی متر در ۶ میلی متر برای خشک کردن بستر فواره ای^[۳۶] محصول گرمسیری لنگان^[۳۷] استفاده کردند. آنها سه سطح دمای هوای خشک کننده ۷۰، ۸۰ و ۹۰ درجه سلسیوس و سرعت هوای خشک کننده ۲۵ متر بر ثانیه را برای انجام آزمایشات انتخاب کردند. در نهایت چنین نتیجه گرفته شد که استفاده از ذرات بی اثر در خشک کن مزبور با دمای هوای ۹۰ درجه موجب بالا رفتن کیفیت محصول نهایی و افزایش نرخ خشک شدن آن می شود.
در تحقیق دیگری، فرایند خشک شدن الیاف خرد شده ساقه نخل^[۳۸] در یک خشک کن بستر سیال همراه با ذرات بی اثر بررسی گردید. در تحقیق مزبور از ذرات شن به عنوان ذرات بی اثر استفاده شد. سه سطح دمای هوای خشک کننده ۶۰، ۷۰ و ۸۰ درجه سلسیوس، دو سطح سرعت هوای خشک کننده ۷۹/۰ و ۸۵/۰ متر بر ثانیه و سه نسبت جرمی الیاف خرد شده ساقه نخل به شن (۰/۱، ۱/۱ و ۱/۲) برای انجام آزمایشات استفاده شدند. نتایج نشان داد که بیشترین نرخ خشک شدن در شرایط بالاترین دمای هوای خشک کننده، بالاترین سرعت هوا و بیشترین مقدار ذرات بی اثر اتفاق می افتد (Yun et al., 2013).
Hatamipour and Mowla(2003) از خشک کن بستر سیال در ابعاد کوچک همراه با حامل های انرژی (از جنس استیل و شیشه کره ای به ترتیب دارای قطر های ۷/۲ تا ۶ میلیمتر) جهت بررسی خشک کردن تکه های هویج به قطر ۲ سانتیمتر استفاده کردند. اثر قطر نمونه، نوع ماده خشک کننده، قطر ماده خشک کننده، مقدار ماده خشک کننده، سرعت و دمای هوا بر روی نرخ خشک شدن قطعات هویج مورد بررسی قرار گرفت. یک مدل ریاضی جهت پیش بینی نرخ خشک شدن و دمای محصول ارائه گردید. چنین نتیجه گرفته شد که وجود مواد حامل انرژی(خشک کننده) نرخ خشک شدن را بالا می برد. نتایج این تحقیق همچنین آشکار کرد که هر چند نرخ خشک شدن با کاهش قطر نمونه، افزایش رسانایی مواد حامل انرژی و افزایش دمای هوا زیاد می شود، اما قطر مواد حامل انرژی و سرعت هوا اثر معنی داری بر روی نرخ خشک شدن هویج نداشت. استقلال نرخ خشک شدن از سرعت هوا نشان دهنده این است که انتشار خارجی عامل کنترل کننده نیست. همچنین وجود مواد حامل انرژی موجب می شود که مواد خشک شونده زودتر به درجه حرارت نهایی شان برسند.
Jariwara and Hoelscher(1970)، گزارش کردند که مخلوط کردن شن ریزه (mesh 120) با ذرات نشاسته (۲۸-۲۰۰ mesh) خصوصیات جریان یافتن آن را بهبود خواهد بخشید.
Taracatac et al(1985) از بستر سیال جهت دانه بندی و خشک کردن قرص های دارویی استفاده نمود.
Kirkwood and Olson(1986)، فرآیندی را جهت برداشت آب از یک ماده آنزیمی آبدار به کمک پاشش ماده مذکور بر روی بستر سیال ذرات حامل انرژی به کار گرفت.
Abid et al(1990)، سنیتیک خشک شدن دانه های ذرت را در یک بستر سیال مورد بررسی قرار دادند و چنین نتیجه گرفتند که مکانیزم محدود کننده انتقال حرارت و جرم، مقاومت درونی ماده می باشد. شرایط خارجی از قبیل سرعت و رطوبت هوا تاثیر کمی روی نرخ خشک شدن دارند.
Lee and Kim(1999) ، اثر سرعت و دمای هوای ورودی و نسبت جرمی نشاسته به ذرات بی اثر از جنس شن ریزه را بر روی نرخ خشک شدن نشاسته در یک خشک کن بستر سیال بررسی کردند. آنها چنین نتیجه گرفتند که نرخ خشک شدن با افزایش سرعت و دمای هوا در این خشک کن بالا می رود. همچنین نرخ خشک شدن به آهستگی با افزایش نسبت جرمی نشاسته به ذرات بی اثر کاهش می یابد. نرخ خشک شدن بیشترین مقدار را در تخلخل مطلوب بستر( ۶/۰) از خودش نشان داد.