عنوان پایان‌نامه
مدل سازی فرایند انجماد فرآورده‌های تخم مرغ با استفاده از روش عددی حجم محدود
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7062;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76504;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7062;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76504
- تاریخ دفاع
- ۱۷ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- سعید داداشی
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی ابراهیم زاده موسوی
- چکیده
- فرآیندهای حرارتی مواد غذایی به طور گسترده جهت بهبود کیفیت و ایمنی مواد غذایی و افزایش عمر مفید آنها مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله¬ی این فرایندهای پر کاربرد و با سابقه انجماد است. انجماد یکی از بهترین روش های نگهداری مواد غذایی است که تغییرات میکروبی، شیمیایی و فیزیکی را به تاخیر انداخته یا جلوگیری می کند. با وجود تلاش های فراوانی که صورت گرفته است، هنوز افت کیفی و عملکردی محصول و افزایش دقت و راندمان تجهیزات انجماد به عنوان یک چالش اصلی مطرح می باشد. لذا حرکت به سمت درک صحیح از فرآیند انجماد و عوامل تاثیر گذار بر آن و متعاقبا پیش بینی دقیق و طراحی مناسب فرآیند انجماد می تواند مفید باشد. مدل سازی عددی فرآیندهای حرارتی، به عنوان ابزاری پیچیده و در عین حال کاربردی، و همچنین بهبود روش های شناخته شده انجماد و توسعه تکنولوژی های جدید از اهداف پژوهشی مهم برای صنعت غذا می باشد. در این راستا با توجه به جایگاه تغذیه ای تخم مرغ و در عین حال حساسیت بالای آن به شرایط محیطی و فرآیندی، به منظور بهبود فرایند انجماد فرآورده های آن شامل سفیده و زرده، مطالعه حاضر در دو بخش طرح ریزی و اجرا شد. در بخش نخست، انجماد تخم مرغ در شرایط انتقال حرارت طبیعی و به روش عددی مدل سازی شد. ابتدا شرایط مرزی انتقال حرارت با استفاده از یک قطعه مس مشابه نمونه واقعی، ارزیابی و بهترین معادله عدد ناسلت برای محاسبه ضریب انتقال حرارت سطحی بدست آمد. در مرحله دوم، معادله انتقال حرارت به روش گرمای ویژه ظاهری و به صورت عددی در نرم فزار دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) OpenFOAMحل شد. با استفاده از مدل¬های پیش بینی کننده ضریب هدایت حرارتی و مدل های پیش بینی کننده مقدار آب و یخ، منطبق ترین مدل با نتایج تجربی بدست آمد. همچنین ویژگی های ترموفیزیکی تخم مرغ به صورت وابسته به دما محاسبه شد. در بخش دوم مطالعه، تاثیر استفاده از دو روش نوین انجماد، شامل انجماد تحت فشار (HPSF) و انجماد تحت میدان های مغناطیسی (MFs)، بر خواص کاربردی سفیده و زرده ارزیابی شد. دو فشار 1/0 مگاپاسکال (شرایط اتمسفری) و 200 مگاپاسکال و همچنین دو حالت میدان مغناطیسی شامل استاتیک و نوسانی (mT8/0) در حین انجماد اعمال شدند. فاکتورهای پ هاش، رنگ، گروه های سولفیدریل آزاد، رفتار حرارتی، خواص کف کنندگی، استحکام ژل، خواص امولسیفایری، رفتار رئولوژیکی و ال
- Abstract
- Thermal processes are widely used to improve the quality and safety of foods and increase their shelf life. Freezing is among the most commonly used and experienced processes. Freezing is one of the best methods of food preservation that delays or prevents biological, chemical and physical changes. Despite many efforts that taken, still the product quality and performance loss and increasing the accuracy and efficiency of freezing equipment is considered as a major challenge. So, moving toward a correct understanding of the freezing process and the factors affecting it, and subsequently, accurate prediction and appropriate design of freezing process can be useful. Numerical modeling of thermal processes, as a sophisticated tool and functional, as well as improvement the common methods of freezing and development of new technologies are an important research goal for the food industry. In this regard, according to nutrition status of Egg and meanwhile its high sensitivity to environmental and processes conditions, in order to improve the freezing process of its products, white and yolk, this study was planned and performed in two sections. In first section, the freezing of eggs was modeled under natural heat transfer condition and with numerical method. First, the boundary conditions of heat transfer was evaluated by using a copper piece similar to real sample, and best Nusselt number equation was obtained to calculate the surface heat transfer coefficient. In the second step, the heat transfer equation was solved with apparent specific heat capacity method and numerically in computational fluid dynamics (CFD) software OpenFOAM. With using the predictive models of thermal conductivity and water and ice value, the most consistent model with experimental results was obtained. In the second section of the study, the effect of two new freezing techniques, including High Pressure Shift Freezing (HPSF) and Magnetic Fields Freezing (MFs), on the functional properties of
