مدلسازی فرآیند سرخ کردن سیب زمینی جهت تعیین ضرایب انتقال جرم

سرخ کردن یکی از مهم ترین عملیات واحدهای مورد استفاده در صنایع غذایی بوده که به شکل های مختلفی از جمله سرخ کردن تحت خلاء، تحت فشار، با استفاده از امواج مایکروویو و سرخ کردن عمیق قابل اجراست. به طورکلی با خروج آب و کاهش رطوبت ماده غذایی و نیز ورود روغن از طریق نفوذ و جذب؛ محصول نهایی که پس از فرآیند سرخ کردن تولید می شود؛ رنگ، بافت، طعم و کیفیت مطلوبی را به دنبال خواهد داشت. یکی از مهمترین نکات در طراحی، مدلسازی و بهینه سازی فرآیندهای سرخ کردن؛ تعیین صحیح پارامترهای انتقال جرم (ضریب نفوذ موثر؛ عدد بدون بعد بایوت جرمی و ضریب انتقال جرم) است. در این پژوهش با به کارگیری سیستم استوانه ای، روشی برای تعیین پارامترهای انتقال جرم سیب زمینی استوانه ای شکل طی فرآیند سرخ کردن ارائه شده است. بدین منظور و جهت انجام آزمایشات مختلف، یک سرخ کن آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند سرخ کردن و انجام آزمایشات در سه سطح دمایی ۱۵۰، ۱۷۰ و °C ۱۹۰ صورت پذیرفت. از برازش داده های تجربی حاصله با مدل ریاضی به دست آمده در مختصات استوانه ای، ضریب نفوذ موثر( )، عدد بدون بعد بایوت ( ) و ضریب انتقال جرم ( ) به ترتیب در محدوده (/s۲m) ۹-۱۰ ×۶۳/۱۸-۹۳/۸ ، ۳۵/۹-۳۴/۷ و (m/s) ۵-۱۰ ×۷۴/۲-۶۷/۱ تعیین گردید که توافق قابل قبولی با یافته های به دست آمده توسط سایر محققین مشاهده می گردد. نتایج حاصله نشان می دهد که با افزایش دما، ضریب نفوذ موثر و ضریب انتقال جرم افزایش و عدد بدون بعد بایوت جرمی کاهش می یابد. معادله آرنیوس نیز به عنوان یکی از بهترین روابطی که ضریب نفوذ موثر را به صورت تابعی از دما پیشگویی می کند، ارائه گردید.

Keywords:

سرخ کردن , ضرایب انتقال جرم , سیب زمینی