ساختارهای متخلخل در مواد غذایی: بررسی انواع تخلخل، مکانیسمها و تحلیل رفتارهای حاکم در پدیده های انتقال حرارت و جرم

آگاهی و افزایش روز افزون تقاضای مصرف کنندگان در جهت تامین مواد غذایی با کیفیت و سلامت زا و تلاش برای دست یافتن به آن، منجر به مطالعه و خلق مسائل تازه و پیچیده ای در زمینه های علمی و عملی شده و توجه متخصصین حوزه مهندسی صنایع غذایی را به خود جلب نموده است. در اغلب این موارد، نیاز به شناسایی یا طراحی اشکال پیچیده و نامنظم بافتی و ساختاری و تحلیل و شناخت ویژگیهای آنها میباشد. ساختارهای متخلخل در اغلب مواد غذایی یا به طور طبیعی جزو ماهیت اولیه بافت آنها میباشد و یا طی فرایندهای بعدی (نظیر فرایندهای خشک کردن، سرخ کردن، پختن، همزدن و اکسترود نمودن) در فراورده به وجود میآیند. از این رو شناخت ویژگیها و رفتارهای این گونه ساختارها در فرمولاسیون، طراحی و فرآوری مواد غذایی میتواند جایگاه ویژه ای در بهبود کیفیت آنها داشته باشد. از طرفی در مورد کف ها، بستنی، موس های شکلاتی و خامه ها که به صورت هدفمند هوا وارد بافتاین گونه فراورده ها میگردد و تخلخل جزئی از پارامترهای کیفی آنها به شمار میرود. استفاده از فرایندهای حرارتی و تاثیر آنها بر توسعه تخلخل در مواد غذایی یکی از مباحث زیربنایی جهت کنترل کیفیت فراورده نهایی میباشد. مطالعه پدیده های انتقال حرارت، جرم و مومنتوم طی فرایندهای حرارت دهی به علت حضور همزمان فازهای مختلف ماده (جامد، مایع و گاز)، وجود مدلها و مکانیسمهای مختلف انتقال جرم در ساختارهای متخلخل آن را به یکی از پیچیده ترین مباحث موجود در این زمینه تبدیل کرده است. جهت شناخت و تحلیل رفتار ساختارهای متخلخل در مواد غذایی، به کارگیری روشهای کلاسیک، منجر به یافتن معادلات حاکم بسیار پیچیده با شرایط مرزی و اولیه متنوع گردیده که در عمل حل این معادلات از روش تحلیلی غیرممکن میباشد. بدین منظور در بیشتر موارد، محققین ترجیح میدهند از روشهای عددی جهت حل این مسائل استفاده کنند.

Keywords:

مواد غذایی , تخلخل , مکانیسمهای حاکم , مدلهای مورد مطالعه