Skip to main content
SUPERVISOR
محمد شاهدی باغ خندان (استاد راهنما) زهرا امام جمعه (استاد راهنما) غلامرضا عسکری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sedigheh Soleimanifard
صدیقه سلیمانی فرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Study of Transport Phenomena and Deformation During Cake Baking With Microwave Susceptor and its Process Optimization
This study investigates the effect of microwave susceptor in changing the heating pattern of a microwave by using the temperature profile, hardness, and color of a cupcake during baking at a power of 600 W. The results reveal that the use of a susceptor affects not only the surface temperature, but also the temperature profile of the cake center. The cake’s surface temperature reaches above 160 ?C. Moreover, the cake center is significantly lower when using the susceptor, compared to the microwave method. The results also show that by using the microwave susceptor, the baked cake has lower hardness than the microwave method. In addition, the values of color factors of the baked cake in the microwave method have significant differences with those in the susceptor method. Therefore, temperature profile, hardness, and color factor difference between microwave and microwave susceptor processing are related to use the susceptor. Using the susceptor leads to excess temperature on the sample’s surface with wave absorbing more than the foodstuff, which leads to a rapid increase in temperature in the sample’s surface, higher brown color and less hardness than the microwave method. Therefore, the susceptor changes heating pattern and closes to conventional heating. Keywords: Microwave baking; susceptor, heating pattern, color, Temperature
مطالعه پدیده‌های انتقال جرم و حرارت و بهینه سازی فرایند پخت مایکروویوی کیک فنجانی با استفاده از ساسپتور، به دلیل مکانیسم تولید حرارت توسط میدان الکترومغناطیس، تغییر ویژگی‌های ترموفیزیکی، بافتی و کیفی فراوان کیک طی فرایند و تغییرات وسیع حجم، بسیار پیچیده است. به منظور بررسی و مدل‌سازی خواص ترموفیزیکی (هدایت حرارتی، گرمای ویژه، دانسیته و ضریب انتشار) و کیفی (رنگ، بافت مغز، تخلخل، ارتفاع و تردی)حین پخت، خمیرابه‌ کیک در مایکروویو توان‌های 150، 300، 450، 600 و W 900 پخته شد و نمونه‌برداری در فواصل مشخص انجام شد. نتایج مقایسه داده‌های اندازه‌گیری شده با مقادیر پیش بینی شده توسط مدل‌های توسعه داده شده، نشان داد که هدایت حرارتی از مدل مکسول تبعیت می‌کند و تغییرات دانسیته کیک طی پخت به عنوان تابع دما بررسی شد. علاوه بر این ویژگی‌های دی الکتریک به عنوان تابع رطوبت طی فرایند وارد مدل شد و ضریب انتشار نیز ثابت در نظر گرفته شد. شبیه سازی عددی انتقال جرم، حرارت و میدان الکترومغناطیسی با استفاده از نرم افزار کامسول مالتی فیزیک انجام شد. نتایج تایید مدل نشان داد که مدل توسعه داده شده، انطباق خوبی با مقادیر اندازه‌گیری شده دارد (96/0=R 2 ، 12/2=RMSE) و با استفاده از مدل توسعه داده شده می‌توان تغییرات دما، رطوبت، شدت میدان الکترومغناطیس و سایر پارامترها را در نقاط متفاوت نمونه در هر زمان، پیش بینی کرد و برای شرایط واقعی نیز مورد استفاده قرار داد. نتایج بررسی پارامترهای کیفی حین پخت نشان داد که اثز توان و مراحل نمونه برداری بر تمامی شاخص‌های رنگ در مرکز، سطح و کف کیک، ویژگی‌های بافتی (تردی، سفتی، قابلیت جویدن، استحکام، میزان و سرعت بازگشت نمونه به حالت اولیه)، دانسیته، تخلخل و شاخص‌های ارتفاع معنی دار بود. به منظور بهینه سازی فرایند پخت با مایکروویو همراه با استفاده از ساسپتور، از شاخص‌های کیفی مورد آزمون –تابع توان و مراحل نمونه برداری- به عنوان ورودی جهت بهینه سازی در نرم افزار متلب با روش تاپسیس، استفاده شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که بهترین شرایط پخت در توان W 150 و مدت زمان s 884 محقق خواهد شد. در این پژوهش علاوه بر موارد ذکر شده، جهت بررسی اثر ساسپتور بر فاکتورهای کیفی و پروفیل دما و رطوبت، با دو روش پخت مایکرویوی و پخت سنتی مقایسه شد. نتایج نشان داد که در این روش تغییر معنی دار شاخص‌های رنگ کیک نسبت به دو روش دیگر مشهود است، علاوه بر این تفاوت معنی دار تمام شاخص‌های کیفی نسبت به روش مایکروویوی و نزدیک شدن آن به پخت سنتی نشانگر نقش اثر بخش مایکروویو ساسپتور در بهبود کیفیت کیک مایکروویوی بود. علاوه بر این مشاهده شد که تخلخل و ارتفاع نمونه در روش پخت مایکروویوی بیش از روش ساسپتوری است. اما از آنجا که افزایش حجم کیک پخته شده با روش مایکروویو ساسپتور، همچنان بیش از روش سنتی است، بنابراین ساختار بافتی مناسب‌تری از پخت سنتی را دارا می‌باشد. از آنجاکه در این پژوهش ساسپتورهای مورد استفاده در سایر پژوهش‌ها نتوانست ویژگی‌های کیفی مناسب را ایجاد نماید، ساسپتوری حاوی هفت نوع نانواکسید فلزی (اکسید آلومینیوم، اکسید سیلیسیوم، اکسید زیرکونیوم، اکسید تنگستن، اکسید تیتانیوم، اکسید ایتریوم و اکسید منیزیم) ساخته شد و ساسپتور ابداعی در این پژوهش استفاده شد. کلمات کلیدی: ساسپتور، کیک، شبیه سازی عددی، بهینه سازی، پخت مایکروویوی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی