مدل‌سازی دوبعدی انتقال حرارت فرایند سرخ کردن عمیق و ارزیابی آن در مدل غذایی سیب زمینی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

3 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

doi
10.22092/fooder.2020.342853.1268
چکیده

در پژوهش حاضر مدل‌سازی دو بعدی انتقال حرارت طی فرایند سرخ کردن عمیق بررسی شد. در مرحلۀ اول سه سطح دمایی 160،150 و 170 درجه سلسیوس برای سرخ کردن انتخاب و با ترموکوپل نوع کا تعیین و ثبت شد . به منظور ثبت تغییرات دمای نمونه حین فرایند سرخ کردن، ترموکوپل سه کانالۀ تی در مرکز، سطح و بین این دو نقطه قرار گرفت. سپس دمای ترموکوپل‌ها با فاصله­های زمانی 10 ثانیه به وسیله دیتالاگر ثبت گردید. در مرحلۀ بعد براساس نمودار زمان_دما در پنج بازۀ زمانی حین سرخ شدن، مقدار رطوبت و میزان روغن نمونه‌ها در هر سه دمای روغن اندازه‌گیری شد. با افزایش دمای روغن، کاهش مقدار روغن و میزان رطوبت سیب‌زمینی‌ها مشاهده گردید. سپس پارامتر انتقال حرارت شامل ضریب جابه­ جایی روغن در بازۀ 578 /83-97/4 وات بر متر مربع کلوین محاسبه و تعیین شد. نتایج بررسی­ها نشان داد که ضریب انتقال حرارت جابه­جایی در دماهای بالا به دلیل افزایش شدت خروج رطوبت و ایجاد توربولانسی در روغن بالاتر است و سرخ کردن عمیق به شدت توسط این ضریب کنترل می‌شود. از این رو ضریب جابه­جایی به عنوان مهم­ترین پارامتر در مدل‌سازی انتقال حرارت مطرح گردید و از آن در شبیه‌سازی با نرم‌افزار استفاده شد. هندسۀ برش سیب‌زمینی‌ها دیسکی بود. معادلات ریاضی انتقال حرارت به کمک قانون فوریه حل شد و نتایج به دست آمده از حل معادلات در مدل‌سازی توسط نرم‌افزار کامسول نسخه 5.3.1 به­کار گرفته شد و توزیع دما در سطح و داخل برش با این نرم‌افزار مدل‌سازی گردید. نهایتاً توزیع دمای به دست آماده نیز ارائه شد.