شبیه سازی عددی فرآیندهای انتقال رطوبت و گرما در خشک کردن همرفتی هویج پیش تیمار شده با امواج اولتراسوند و مایکروویو

خشک کردن مواد غذایی، میوه ها و سبزی ها یک روش مناسب برای کاهش ضایعات پس از برداشت این محصولات می باشد. هدف از این پژوهش،مطالعه عددی و تجربی انتقال گرما و رطوبت طی فرآیند خشک کردن همرفتی هویج بود. نمونه های هویج تحت پیش تیمار اولتراسوند با فرکانس 28کیلوهرتز به مدت 10 دقیقه و نیز پیش تیمار مایکروویو با توان یک وات بر گرم به مدت 15 دقیقه قرار گرفتند. شبیه سازی ناپایا و سه بعد ی انتقالهمزمان رطوبت و گرما با مجموعه ای از شرایط اولیه و مرزی با روش اجزا محدود صورت گرفت. تاثیر پیش تیمارهای مذکور در قالب ضریب انتشار موثر رطوبت اصلاح شده در معادلات انتقال جرم و حرارت لحاظ شد. نتایج نشان داد که استفاده از پیش تیمار اولتراسوند باعث افزا یش ضریب انتشار موثر رطوبت و استفاده از پیش تیمار مایکروویو باعث کاهش رطوبت اولیه محصول و افزایش جزیی این ضریب می شود، به طوریکه ضریب انتشار رطوبت در بدون استفاده از پیش تیمار به مقدار 7/62 مترمربع بر ثانیه و در استفاده از پیش تیمار اولتراسوند و مایکروویو به ترتیب 9/09 و 7/72 متر مربع بر ثانیه بود. زمان خشک شدن نمونه ها بهطور میانگین با استفاده از پیش تیمار اولتراسوند 15/3 درصد ( 31 دقیقه) کاهش یافت. مقایسه نتایج تجربی و پیش بینی شده پروفیل های رطوبت و گرما نشان دادند که مدلسازی مذکور توانسته با دقت قابل قبولی، ضریب همبستگی بالای 99/90 درصد و خطای متوسط 9 درصد، پدیده های انتقال جرم و حرارت را پیش بینی نماید. بنابراین این مدل می تواند به عنوان ابزار مناسب در به ینه سازی طراحی و تعیین بهینه پارامترهای عملکردی خشک کن استفاده شود.

Keywords:

انتقال جرم و حرارت , اولتراسوند , ضریب نفوذ رطوبت , مدلسازی