شبیه سازی عددی فرآیندهای انتقال رطوبت و گرما در خشک کردن همرفتی هویج پیش تیمار شده با امواج اولتراسوند و مایکروویو
نویسندگان
1 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
10.22067/jam.v7i1.38881چکیده
خشک کردن مواد غذایی، میوه ها و سبزی ها یک روش مناسب برای کاهش ضایعات پس از برداشت این محصولات می باشد. هدف از این پژوهش، مطالعه عددی و تجربی انتقال گرما و رطوبت طی فرآیند خشک کردن همرفتی هویج بود. نمونههای هویج تحت پیش تیمار اولتراسوند با فرکانس 28 کیلوهرتز به مدت10 دقیقه و نیز پیش تیمار مایکروویو با توان یک وات بر گرم به مدت 15 دقیقه قرار گرفتند. شبیه سازی ناپایا و سه بعدی انتقال همزمان رطوبت و گرما با مجموعه ای از شرایط اولیه و مرزی با روش اجزا محدود صورت گرفت. تأثیر پیش تیمارهای مذکور در قالب ضریب انتشار مؤثر رطوبت اصلاح شده در معادلات انتقال جرم و حرارت لحاظ شد. نتایج نشان داد که استفاده از پیش تیمار اولتراسوند باعث افزایش ضریب انتشار مؤثر رطوبت و استفاده از پیش تیمار مایکروویو باعث کاهش رطوبت اولیه محصول و افزایش جزئی این ضریب می شود، به طوری که ضریب انتشار رطوبت در بدون استفاده از پیش تیمار به مقدار 62/7 مترمربع بر ثانیه و در استفاده از پیش تیمار اولتراسوند و مایکروویو بهترتیب 09/9 و 72/7 متر مربع بر ثانیه بود. زمان خشک شدن نمونه ها بهطور میانگین با استفاده از پیش تیمار اولتراسوند 3/15 درصد (31 دقیقه) کاهش یافت. مقایسه نتایج تجربی و پیش بینی شده پروفیل های رطوبت و گرما نشان دادند که مدل سازی مذکور توانسته با دقت قابل قبولی، ضریب همبستگی بالای90/99 درصد و خطای متوسط 9 درصد، پدیده های انتقال جرم و حرارت را پیش بینی نماید. بنابراین این مدل می تواند بهعنوان ابزار مناسب در بهینه سازی طراحی و تعیین بهینه پارامترهای عملکردی خشککن استفاده شود.
