مدلسازی انتقال جرم وحرارت و بهینه سازی فرایند پنیر سفید تهیه شده به روش فراپالایش

پنیر به لحاظ ارزش اقتصادی و نقش آن در تغذیه ی انسان یکی از مهمترین فراورده های لبنی به شمار می آید. در این بین پنیر سفید uf عمده ترین پنیر صنعتی تولیدی در داخل کشور می باشد. مرحله ی رسیدگی پنیر یکی از مراحل مهم از نظر کیفی در تولید پنیر است، زیرا توسعه ی خواص ارگانولپتیکی ویژه از نظر بافت، طعم و آروما در محصول در طی این دوره به وقوع میپیوندد. بررسی منابع نشان می دهد که مطالعه ی جامع منتشر شده ای بر روی تغییرات ایجاد شده در طی رسیدگی پنیر سفید تولید شده به روش فراپالایش در کشور انجام نشده است. در این تحقیق به بررسی نحوه ی تغییرات رخ داده در طی رسیدگی پنیر تولید شده به روش فراپالایش (uf) تولیدی در ایران و انتقال جرم و حرارت در حین رسیدگی می پردازیم تا با پیش بینی متغیر های دما، رطوبت، نمک و شاخص های لیپولیز و پروتئولیز در هر نقطه از پنیر بتوان زمان بهینه ی مصرف را برای آن تعیین نمود. شناخت جامع از سینتیک جذب نمک و افت رطوبت و پیش بینی پروفیل های غلظت نمک، رطوبت و دما در داخل پنیر در طی مرحله ی آب نمک گذاری دارای اهمیت فراوانی است، زیرا دما و غلظتهای محلی رطوبت و نمک تعیین کننده ی فعالیت میکروبی و آنزیمی در نقاط متفاوت در داخل پنیر و به تبع آن کیفیت محصول نهایی خواهند بود. امروزه مدل سازی به عنوان یک روش موثر برای شناخت و توصیف فرایند ها و پدیده های مشاهده شده و پیش بینی آن ها تحت شرایط متفاوت فرضی به کار برده می شود و به این طریق اثرات نا مطلوب فرایند با داشتن دانش مناسب از چگونگی و کنترل آن می تواند بهتر مهار گردد. در این تحقیق از مدل سازی به منظور درک، پیش بینی و بهینه سازی فرآیند به عنوان تابعی از متغیر های مختلف استفاده شده است. به این منظور در مقاطع زمانی مختلف (0، 1، 3، 6 و10 هفته) آزمایشاتی چون اندازه گیری مقدار رطوبت، نمک، عدد اسیدی، سفتی بافت، ازت محلول در ph برابر 6/4 ، ازت غیر پروتئینی، ph و نیز ارزیابی حسی بر روی نمونه های پنیری که در دو دمای 4 و 20 درجه ی سانتیگراد قرار داده شده بودند، انجام شد. سپس سینتیک عدد اسیدی به عنوان شاخص لیپولیز و ازت غیر پروتئینی و ازت محلول به عنوان شاخص پروتئولیز و نیز وابستگی دمایی آنها با استفاده از رابطه ی آرنیوس برای لایه های مختلف پنیر تعیین گردید. نتایج نشان داد که تغییرات عدد اسیدی از واکنش ممانعتی و تغییرات ازت غیرپروتئینی و ازت محلول پنیر از واکنش سینتیکی درجه صفر طی نگهداری تبعیت می کنند. در مرحله ی بعد، مدلی ریاضی برای توصیف انتقال حرارت و جرم (آب و نمک) و سینتیک تغییرات کیفی پنیر پس از نمک پاشی خشک به عنوان تابعی از عوامل درونی (دما و ترکیب شیمیایی پنیر در هر نقطه در داخل پنیر) و عوامل بیرونی (دما، رطوبت نسبی و ...) با استفاده از نرم افزار matlab توسعه یافت. مقایسه ی داده های آزمایشگاهی با نتایج پیش بینی شده توسط مدل، نشان داد همبستگی مناسبی بین آنها وجود دارد. با کاربرد مدل مذکور می توان به خوبی فرایند پنیر سفید ایرانی تهیه شده به روش فراپالایش را کنترل نمود و پنیری با کیفیت بالا و یکنواخت تولید کرد.