شبیه‌سازی عددی فرآیند انتقال حرارت در سیب‌زمینی تحت دمای بالا به روش اجزا محدود

در این مقاله به بررسی موضوع انتقال حرارت در اجسام جامد سه بعدی، یه صورت خاص با هندسه استوانه ای، به کمک روش عددی اجزا محدود توسط نرم افزار تجاری آباکوس پرداخته شده است. حرارت دادن و سرد کردن در فراوری مواد غذایی فعالیتهای معمول هستند، حرارت دادن مواد غذایی با اهداف مختلفی نظیر کاهش تجمیع میکروبی، غیرفعال کردن آنزیم ها، کاهش مقدار آب ماده غذایی، اصلاح ویژگی عملکردی یک ترکیب خاص و پختن انجام می شود که انتقال حرارت نقش محوری در تمامی این عملیات ها دارد. در این مقاله به منظور بررسی تغییرات دمایی خلال سیب زمینی واقع در روغن با دمای بالا، نمونه با هندسه استوانه ای برای مدل سازی در نظر گرفته شده است که در دمای روغن برابر دویست درجه سانتی گراد قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از مدل سازی عددی خلال سیب زمینی در روغن با دمای بالا نشان می هد که آهنگ تغییرات در قسمت های لبه ای مدل بیشتر از سایر قسمت های آن است که این خود عاملی برای سوختگی لبه های خلال سیب زمینی می باشد. همچنین تغییرات دمایی در مرکز مدل کمترین آهنگ تغییرات را دارد به عبارتی توزیع انتقال حرارت در شعاع استوانه به صورت لگاریتمی انجام می شود. بعلاوه با بیشتر شدن زمان در معرض قرار گرفتن نمونه خلال سیب زمینی در روغن با دمای بالا، تقریباً تمام مدل به شرایط دمایی یکسانی می رسد.

Numerical Simulation of the Heat Transfer Process Potato Subjected to high temperature with Finite Element Method

In this paper, the issue of heat transfer in threedimensional solid objects, a special form with cylindrical geometry, is investigated using the numerical finite element method by the commercial software Abaqus. Heating and cooling in food processing are common activities, heating food for a variety of purposes such as reducing microbial aggregation, inactivating enzymes, reducing the amount of nutrient water, modifying the functional properties of a particular compound, and cooking when heat transfer is performed. It plays a central role in all these operations. In this paper, a cylindrical geometry specimen with a temperature of 200 °C is used to investigate the temperature variations of potatoes in hightemperature oil. The results of numerical modeling of potato slices in hightemperature oil show that the rate of changes in the edges of the model is higher than in other parts of the model, which is a factor for the burns of potato edges. Also, the temperature variations in the center of the model have the lowest changes in the logarithmic distribution of heat transfer in the cylinder radius. In addition, with the increase in an exposure time of potato samples in hightemperature oil, almost all models reach the same temperature conditions.