EXPERIMENTAL INVESTIGATION AND MATHEMATICAL MODELING OF HOT AIR CONVECTIVE DRYING OF TOMATO PASTE UNDER NEAR SOLAR DRYING OPERATING CONDITIONS

Abstract

Abstract.- The present study was carried out to stabilize, by drying means, the surplus of local tomato production. Obtaining an organic product in the form of tomato paste was then invested during the study. The effect of two different drying conditions (air temperature and air velocity) on the drying behavior of a thin-layer tomato paste was experimentally investigated. Experimental drying kinetics were obtained at 45, 50, and 60°C performed with airflow velocities of 1.5 and 2.5m/s. Results showed that increasing of air-drying temperature from 45 °C to 60 °C reduced drying time by 48.66% and 44.7% for both air velocities, respectively. Among nine fitted mathematical models, Demir et al model was found the best model to describe thin-layer drying of tomato paste under different conditions. The effective moisture diffusivity values have been estimated from Fick’s diffusion model pointing out that it has been increased with the increase of the drying air temperature. Finally, the activation energies were found to be 44.836 and 38.159 Kj/mol for air velocities 1.5 and 2.5 m/s respectively.Résumé.- La présente étude a été realisée dans le but de stabiliser, par séchage, le surplus de la production locale des tomates. L’obtention d’un produit biologique sous forme de pâte de tomate a ensuite été investie lors de l’étude. L’effet de deux conditions de séchage (température et vitesse de l’air de séchage) sur le comportement de séchage de la pâte de tomate en couche mince a été expérimentalement étudié. Les cinétiques de séchage ont été obtenues à 45, 50 et 60 °C avec des vitesses d’écoulement d’air de 1.5 et 2.5 m/s. Les résultats obtenus ont montrés que l’augmentation de la température de séchage de 45 à 60 °C a réduit le temps de séchage par 48.7 % et 44.7 % pour les deux valeurs de vitesse 1.5 et 2.5 m/s respectivement. Parmi les neuf modèles mathématiques ajustés, le modèle Demir et al. s’est avéré le meilleur pour décrire le séchage en couche mince de la pâte de tomate dans les différentes conditions opératoires. Les valeurs effectives de la diffusivité ont été estimées à partir du modèle de diffusion de Fick, soulignant qu’elle a observé une augmentation en même sens que l’augmentation de la température de l’air de séchage. Enfin, l’énergie d’activation a été estimée à 44.83 et 38.16 kJ/mol pour les vitesses d’air de 1.5 et 2.5 m/s respectivement