مدل سازی انتقال جرم و حرارت در فرایند سرخ کردن عمیق و ارزیابی آن در مدل غذایی سیب‌زمینی

در پژوهش حاضر، ﻧﺤﻮه ﺗﻐﯿﯿﺮات ﺿﺮیﺐ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺟﺎﺑﺠﺎیی روغن (h) طی ﻓﺮآیند ﺳﺮخﮐﺮدن عمیق ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﺮای این ﻣﻨﻈﻮر، با ثابت نگه داشتن دمای روغن به عنوان محیط انتقال دهنده حرارت، تغییرات دمایی سیب زمینی مکعبی شکل، در مرکز و دو کناره راست و چپ خلال در طول سرخ کردن با ترموکوپل سه کاناله اندازه گیری شد. دمای ﻋﻤﻠﯿﺎتی ﺳﺮخﮐﺮدن 150 ، 160 وc°170 در نظر گرفته شد. دمای ترموکوپل ها در فواصل زمانی 10 ثانیه به وسیله ی دیتالاگر ثبت گردید. به علت عدم وجود ﺗﻐﯿﯿﺮات معنی دار در دمای مکانهای مختلف انتخابی برروی خلال، دمای مرکز در طول فرایند سرخ شدن به عنوان دمای موثر انتخاب گردید. همچنین پارامتر انتقال حرارت شامل ضریب جابجایی روغن در بازه 128_515 w/m2.k محاسبه و تعیین شد. ﻧﺘﺎیج ﻧﺸﺎن داد، ﺿﺮیﺐ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت جابجایی در دﻣﺎﻫﺎی ﺑﺎﻻ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ افزایش ﻧﺮخ ﺧﺮوج رﻃﻮﺑﺖ و ایجاد تلاطم در روغن بالاتر است. با افزایش دمای روغن، کاهش محتوی روغن و کاهش محتوی رطوبت خلال ها مشاهده گردید. پارامترهای انتقال جرم شامل ضریب نفوذ موثر رطوبت () در محدوده 9.12×109 _1.31×108 m2/s و ضریب جذب روغن (doil) در محدوده 1.26×105_1.52×105 m2/s محاسبه و تعیین شد. سپس با استفاده از ضرایب محاسبه شده، مدل سازی انتقال حرارت و جرم توسط معادلات ریاضی انجام گرفت و معادلات مربوطه با روش جداسازی متغیرها حل شد. در پایان شبیه سازی با نرم افزار کامسول نسخه 5.3a انجام گرفت و پروفایل های بدست آمده نیز ارائه گردید.

Modeling of mass and heat transfer in deep fat frying processes and evaluation in potato model food system

In the present study, a convective heat transfer coefficientchanges during deep fat frying was investigated. So, by keeping the oil temperature constant as a heat transfer medium, temperature changes in a potato strip (cubeshaped), in the center and leftright sides of the strip during frying by a threechannel thermocouple was measured. Processing temperature of oil was 150, 160 and 170°C. The strip temperature was recorded by a data logger at tensecond intervals. Due to no significant changes in the temperature of different selected locations in potato strip, the center temperature was selected and recorded as an effective temperature. Also, heat transfer parameter included convective coefficient () was calculated in the range of 128_515 W/m2.K .Result showed that is high in high levels temperature because of increasing rate of moisture exiting and turbulence in the oil. Also, with increasing oil temperature, decreasing of oil content and decreasing in moisture content of slices were observed. The mass transfer parameters including the effective moisture diffusivity () and the oil diffusivity () were calculated in the range of 9.12×109 _1.31×108 m2/s and 1.26×105_1.52×105 m2/s , respectively. By using the calculated coefficients, heat and mass transfer modeling, was done by mathematical equations and the relevant equations were solved by the method of separation variables. Simulation was also done with COMSOL Multiphysics version 5.3a and the resulted profiles were also presented.