تعیین فرایند حرارتی و مدل سازی انتقال حرارت در دو نوع خوراک ایرانی در بسته بندی نیمه سخت آلومینیومی

در این مطالعه یک مدل عددی برای توصیف انتقال حرارت در داخل قوطیهای جدید کنسرو از نوع مکعب مستطیل شکل طی فرایند حرارتی به عنوان تابعی از عوامل درونی (دمای اولیه و ترکیب داخل قوطی) و عوامل بیرونی (دمای اتوکلاو) با نرم افزار فلوئنت جهت پیش بینی پروفیلهای دما، شدت فرایند حرارتی (fvalue) و تعیین ناحیه سرد قوطی برای دو نو ع خوراک ایرانی (خورش قورمه سبزی و خورش قیمه) توسعه داده شد و سپس به منظور بررسی مدل عملیات معتبرسازی برای ارزیابی داده های مدل از اعداد تولید شده به صورت تجربی انجام شد. رسم شکل هندسی، تعیین شرایط فیزیک مساله (سیستم معادلات اصلی و شرایط مرزی) و شبکه بندی با نرم افزار گمبیت انجام پذیرفت و بعد فرمت تهیه شده برای حل مساله انتقال حرارت با نرم افزار فلوئنت بکارگرفته شد. از بسته های نوع b232 از محصولات آلوپک در شبیه سازی و معتبرسازی و تایید مدل در این تحقیق استفاده گردید. وزن خالص قوطی 180 گرم بود و اجزای تشکیل دهنده در مورد قورمه و کنسرو قیمه مطابق استاندارد ملی در نظر گرفته شد. سطح لوبیاها، قطعات گوشت، سقف و کف و دیواره های جانبی قوطی، سطح همه لپه ها و قطعات سیب زمینی به عنوان دیواره انتخاب شدند. در شرایط حل مسأله هر یک از دیواره ها، دمایی متفاوت از سایر دیواره ها داشت و در بخش تعیین شرایط مرزی هر دیواره به صورت جداگانه و با نام خاص به صورت مجزا در نرم افزار در نظر گرفته شد. شرایط فشار پایه، ضمنی، گذرا و معادلات درجه دو ضمنی برای حل مشخص شدند. برای دیواره های جانبی، سقف و کف قوطی ویژگیهای ممنتوم به صورت دیواره ثابت، ویژگیهای برش به صورت بدون لغزش و ویژگیهای حرارتی آن برای دمای ثابت در نظر گرفته شد که برای هر مقطع زمانی با توجه به پروفیل دما - زمان اتوکلاو تعریف گردید. گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارتی و دانسیته مواد داخل بسته غذا به صورت آزمایشگاهی اندازه گیری و در مدل استفاده شد. شرایط حرارتی دیواره های گوشت، لوبیا، سیب زمینی و لپه به صورت جفت شده یا کوپل و کل مدت زمان فرایند حرارتی شامل مراحل افزایش دما، دمای ثابت و خنک کردن 85 دقیقه در نظر گرفته شد. ناحیه کند حرارتی در مدل قورمه سبزی در ناحیه مربوط به قطعه گوشت مشخص شده در مرکز مدل قرار دارد. ناحیه کند حرارتی در مدل قیمه در ناحیه مربوط به قطعه گوشت فرض شده در مرکز مدل است. میانگین دما در مدل قورمه در شش تکرار تجربی و در مدل قیمه در دوتکرار برای هر دقیقه محاسبه و با دمای پیش بینی شده در هر دقیقه توسط مدل در نقطه ای روی محور مختصات قوطی به ارتفاع 13 میلیمتر از کف قوطی مقایسه گردید. با استفاده از آزمون آماری t مشخص شد، تفاوت بین دماهای پیش بینی شده و دماهای حاصل از تکرارهای آزمایشگاهی در سطح احتمال یک درصد معنی دار نبود.