مدلسازی فرآیند سرخ‌کردن سیب‌زمینی جهت تعیین ضرایب انتقال جرم

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه فردسی مشهد

2 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

doi
10.22067/ifstrj.v8i2.17281
چکیده

سرخ‌کردن یکی از مهم‌ترین عملیات واحدهای مورد استفاده در صنایع غذایی بوده که به شکل‌های مختلفی از جمله سرخ‌کردن تحت خلاء، تحت فشار، با استفاده از امواج مایکروویو و سرخ‌کردن عمیق قابل اجراست. به طورکلی با خروج آب و کاهش رطوبت ماده غذایی و نیز ورود روغن از طریق نفوذ و جذب؛ محصول نهایی که پس از فرآیند سرخ‌کردن تولید می شود؛ رنگ، بافت، طعم و کیفیت مطلوبی را به دنبال خواهد داشت. یکی از مهمترین نکات در طراحی، مدلسازی و بهینه سازی فرآیندهای سرخ‌کردن؛ تعیین صحیح پارامترهای انتقال جرم (ضریب نفوذ موثر؛ عدد بدون بعد بایوت جرمی و ضریب انتقال جرم) است. در این پژوهش با به کارگیری سیستم استوانه‌ ای، روشی برای تعیین پارامترهای انتقال جرم سیب‌زمینی استوانه‌ای شکل طی فرآیند سرخ‌کردن ارائه شده است. بدین منظور و جهت انجام آزمایشات مختلف، یک سرخ کن آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند سرخ‌کردن و انجام آزمایشات در سه سطح دمایی 150، 170 و °C 190 صورت پذیرفت. از برازش داده‌های تجربی حاصله با مدل ریاضی به‌دست آمده در مختصات استوانه‌ای، ضریب نفوذ موثر( )، عدد بدون بعد بایوت ( ) و ضریب انتقال جرم ( ) به ترتیب در محدوده (/s2m) 9-10‌‌×63/18-93/8 ، 35/9-34/7 و (m/s) 5-10‌‌×74/2-67/1 تعیین گردید که توافق قابل قبولی با یافته های به‌دست آمده توسط سایر محققین مشاهده می‌گردد. نتایج حاصله نشان می‌ دهد که با افزایش دما، ضریب نفوذ موثر و ضریب انتقال جرم افزایش و عدد بدون بعد بایوت جرمی کاهش می‌یابد. معادله آرنیوس نیز به عنوان یکی از بهترین روابطی که ضریب نفوذ موثر را به صورت تابعی از دما پیشگویی می‌کند، ارائه گردید.