مکانیسم انتقال جرم و حرارت در کامسول COMSOL

فرایند سرخ کردن به دلیل انتقال همزمان مومنتوم (اندازه حرکت)، حرارت و جرم یکی از فرایندهاي پیچیده در صنایع غذایی می باشد . حرارت از محیط داغ روغن به سطح محصول با جابجایی و از سطح به داخل ماده غذایی به روش هدایت منتقل میشود تا سطح ماده غذایی به دماي حباب تر برسد و آب شروع به تبخیر نماید . درك مکانیسم انتقال جرم و حرارت در COMSOL که در طول فرایند سرخ کردن، همزمان مابین دو ناحیه دینامیکی اتفاق میافتد میتواند براي بهینه سازي و کنترل کیفی موادغذایی که اغلب داراي ساختار پیچیدهاي هستند مفید باشد .

بدین منظور، آشنایی با ضرایب انتقال حرارت و جرم براساس اندازه گیري دماي محصول، دماي روغن، نفوذ روغن و تبخیر آب از محصول که میتواند به مکانیسم هاي مختلفی از قبیل انتشار مولکولی، موئینگی، انتقال. حجمی و انتشار سطحی در کامسول نسبت داده شود ضروري است در فرایند سرخ کردن، درجه حرارت ماده غذایی تا نقطه جوش بالا میرود ولی هرگز به دماي روغن نمیرسد زیرا گرماي اضافی صرف تغییر فاز آب داخل ماده غذایی و انجام جوشش سطحی میشود.

در مرحله جوشش سطحی بطور عمده خواص حسی منحصربفرد ماده غذایی سرخ شده ایجاد میگردد. بدلیل فشار حاصل از تبخیر آب و جداشدن سلولها، تردي ماده غذایی سرخشده نیز حاصل میشود ، که ضریب انتقال حرارت در این مرحله نقش مهمی را ایفا میکند.

موانع انتقال حرارت

یکی از موانع انتقال حرارت هنگام سرخ شدن، افزایش ضخامت پوسته است که باعث کاهش نرخ انتقال حرارت و به دنبال آن کاهش تشکیل بخار و کاهش آشفتگی جریان روغن میشود و مرز تبخیر آب را به تدریج به سمت داخل محصول حرکت می دهد.

بررسی داده هاي مربوط به انتقال جرم براساس نرخ اتلاف آب، توانایی جابجایی آب داخل یک غذاي درحال آب زدایی از تمامی سطوح و لبه هاي آن، جذب روغن، خروج مواد محلول در آب و ورود مواد قابل حل در روغن را نشان می دهد که دو مورد آخر به میزان نسبتا کم صورت میگیرد و در محاسبات معمولا ناچیز فرض می شود.

قانون فیک

کاربرد مدل قانون فیک شامل تمام مکانیسم هاي دخیل در انتقال آب می باشد بنابراین محاسبه ضریب نفوذ موثر در فرایند سرخ کردن می تواند براي تمام مکانیسم هاي انتقال در نظر گرفته شود .

جهت یادگیری کامل نرم افزار کامسول آموزش های رایگان ما را در سایت حامی پروژه دنبال نمایید. و در صورت مشکل در انجام پروژه های comsol خود با متخصصین حامی پروژه در تماس باشید. برای ارتباط با تیم تخصصی کامسول حامی پروژه با شماره 09934702599 تماس حاصل نمایید.