انتقال حرارت در غذای کودک بر پایه غلات در بسته های آلومینیومی نیمه انعطاف پذیر به روش دینامیک محاسباتی سیالات

با توجه به نقش برجسته ی استریل کردن در فرآیند غذاهای آماده مصرف و از سوی دیگر اهمیت دو چندان طراحی و مطالعه ی غذاهای کودک آماده مصرف، مطالعه فرآیند حرارتی محصول حلیم کودک بر پایه ی گندم، در بسته های نیمه سخت آلومینیومی انجام شد. برای تهیه ی فرمولاسیون حلیم کودک بر پایه ی گندم از 50 گرم گندم خیسانده شده، 2 لیتر آب، 150 گرم گوشت بدون چربی و 60 گرم پیاز و 5گرم نمک ی د دار استفاده شد. بدلیل طراحی این فرمول برای کودکان، از اضافه کردن زردچوبه و ادویه های دیگر مثل دارچین و فلفل استفاده نشده است. بدین منظور فرمولاسیون غذای کودک پس از تهیه، مورد بررسی شیمیایی قرار گرفت و ویژگی های ترموفیزیکی آن به عنوان تابعی از دما اندازه گیری و مدلسازی شد. شکل هندسی بسته های نوع و با در نظر گرفتن حالت مواج دیواره ها، با یک هندسه ی ساده سازی شده ی بدون دیواره ی مواج مورد مطالعه ی دینامیک سیالات محاسباتی قرار گرفته و نتایج پروفیل حرارتی دو مدل هندسی، نشانگر عدم وجود اختلاف پروفیل حرارتی در مرکز ناحیه ی سرد قوطی در سطح احتمال %1 بود. بر همین اساس از هندسه ی ساده سازی شده برای رسیدن به حل بهتر مسئله، استفاده شد. به منظور انجام آزمایش و تایید مدل، بسته های حاوی فرمولاسیون مربوطه تحت فرآیند حرارتی قرار گرفته و نمودار دما-زمان آن در نقطه ی نصب پروب و همچنین نمودار دما- زمان محیط اطراف بسته در طول فرآیند استریل کردن ضبط گردید. مدل مربوط به غذای مربوطه در نرم افزار ansys fluent 12 با در نظر گرفتن شرایط جریان آرام و اعمال شرایط مرزی دمایی بر سطح دیواره ها، مدلسازی شد.پروفیل های دمایی بسته در مقاطع زمانی متفاوت نشان دهنده وجود ناحیه ی کند حرارتی در مجاورت مرکز هندسی بسته بود.مقایسه ی میانگین دما در تکرارهای تجربی و محل نصب پروب در مدل توسط آزمون آماری t، نمایانگر عدم وجود اختلاف معنی دار در سطح احتمال %1 بود. برای تعیین ارزش استریل شدن، می بایست سردترین نقطه ی ناحیه ی کند حرارتی در آخر زمان حرارت دهی را مورد کاوش قرار داد.مکان این نقطه در محصول مورد نظر، در مجاورت مرکز هندسی بسته(x=43/99145mm،y=43/99135، z=13/79167 )قرار داشت. پروفیل دما-زمان این نقطه استخراج شده و میزان f اعمال شده در آن محاسبه شد (f=23.8 ).این میزان فرآیند حرارتی در مقایسه با نمونه های غذایی مشابه خارجی، بسیار شدید می باشد. به منظور بهینه سازی فرآیند حرارتی، روش گرافیکی سیمپسون نشان داد که با کاهش 19 دقیقه ای زمان حرارتی، به میزان=6/1 f0 که این مقدار در تطابق با غذا های مشابه (f0=4/8-7/5 )خواهد بود.