Skip to main content
SUPERVISOR
محمد شاهدی باغ خندان (استاد راهنما) نفیسه زمین دار (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamed Vatankhah
حامد وطن خواه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Sterilization is still the most common way of food preservation based on heat treatments and it is one of the basic levels of baby food processing. To achieve sufficient sterility while minimizing cooking in modified shapes of food containers, the temperature distribution patterns should be analyzed. Having a good analysis about the heat transfer mechanism in the canning industry helps us to improve the food quality, optimize the processing condition and preventing energy loss. Computational fluid dynamics (CFD) can be used to predict flow behavior of fluid foods and it’s a good way to predict temperature profile of cans during processing. An experimental and computational study on Semi-rigid aluminum containers which are widely used in Iranian ready to eat food industries, was carried out. The wheat based baby food formula was studied about Thermophysical properties and the can geometry was simplified, during the study. 3D symmetric Geometries was designed based on dimensions of Semi-rigid aluminum based packages, Alupak type B 232. A mathematical model was developed by solving the governing equations for continuity, momentum and energy conservation using a finite volume method of solution. The average temperature of symmetric plane, SHZ movement and time-temperature distribution of the lowest temperature in SHZ were compared between experimented and predicted cases. The velocity vector showed a circulation towards the core. The SHZ location was investigated and sterility calculations showed 23.8 minutes as F value , that should be optimized based on the same structure foods. Average temperature of the experimented Time-temperature profiles and the predicted Time-temperature profile based on the position of probe, showed a less than 1% difference. The sterilization can be optimized by decreasing 19 minutes of heating period. The adjusted F 0 would be 6.1 minutes in accordance to the same starch and meat based food by F 0 of 4.8-7.5 and this amount is suitable an an efficient sterility. Key Words Slowest heating zone, Ansys Fluent software, Semi-rigid container, Baby food, sterilization
با توجه به نقش برجسته‌ی‌‌ استریل کردن در فرآیند غذاهای آماده مصرف و از سوی دیگر اهمیت دو چندان طراحی و مطالعه‌ی‌‌ غذاهای کودک آماده مصرف، مطالعه فرآیند حرارتی محصول حلیم کودک بر پایه‌ی‌‌ گندم، در بسته‌های نیمه سخت آلومینیومی انجام شد. برای تهیه‌ی‌‌ فرمولاسیون حلیم کودک بر پایه‌ی‌‌ گندم از 50 گرم گندم خیسانده شده، 2 لیتر آب، 150 گرم گوشت بدون چربی و 60 گرم پیاز و 5گرم نمک‌ی‌‌د دار استفاده شد. بدلیل طراحی این فرمول برای کودکان، از اضافه کردن زردچوبه و ادویه‌های دیگر مثل دارچین و فلفل استفاده نشده‌است. بدین منظور فرمولاسیون غذای کودک پس از تهیه، مورد بررسی شیمیایی قرار گرفت و ویژگی‌های ترموفیزیکی آن به عنوان تابعی از دما اندازه گیری و مدلسازی شد. شکل هندسی بسته‌های نوع و با در نظر گرفتن حالت مواج دیواره‌ها، با‌یک هندسه‌ی‌‌ ساده سازی شده‌ی‌‌ بدون دیواره‌ی‌‌ مواج مورد مطالعه‌ی‌‌ دینامیک سیالات محاسباتی قرار گرفته و نتایج پروفیل حرارتی دو مدل هندسی، نشانگر عدم وجود اختلاف پروفیل حرارتی در مرکز ناحیه‌ی‌‌ سرد قوطی در سطح احتمال %1 بود. بر همین اساس از هندسه‌ی‌‌ ساده سازی شده برای رسیدن به حل بهتر مسئله، استفاده شد. به منظور انجام آزمایش و تایید مدل، بسته‌های حاوی فرمولاسیون مربوطه تحت فرآیند حرارتی قرار گرفته و نمودار دما-زمان آن در نقطه‌ی‌‌ نصب پروب و همچنین نمودار دما-‌زمان محیط اطراف بسته در طول فرآیند استریل کردن ضبط گردید. مدل مربوط به غذای مربوطه در نرم افزار Ansys Fluent 12 با در نظر گرفتن شرایط جریان آرام و اعمال شرایط مرزی دمایی بر سطح دیواره‌ها، مدلسازی شد.پروفیل‌های دمایی بسته در مقاطع زمانی متفاوت نشان دهنده وجود ناحیه‌ی‌‌ کند حرارتی در مجاورت مرکز هندسی بسته بود.مقایسه‌ی‌‌ میانگین دما در تکرارهای تجربی و محل نصب پروب در مدل توسط آزمون آماری t، نمایانگر عدم وجود اختلاف معنی دار در سطح احتمال %1 بود. برای تعیین ارزش استریل شدن، می بایست سردترین نقطه‌ی‌‌ ناحیه‌ی‌‌ کند حرارتی در آخر زمان حرارت دهی را مورد کاوش قرار داد.مکان این نقطه در محصول مورد نظر، در مجاورت مرکز هندسی بسته(X=43/99145mm،Y=43/99135، Z=13/79167 )قرار داشت. پروفیل دما-زمان این نقطه استخراج شده و میزان F اعمال شده در آن محاسبه شد (F=23.8 ).این میزان فرآیند حرارتی در مقایسه با نمونه‌های غذایی مشابه خارجی، بسیار شدید می باشد. به منظور بهینه سازی فرآیند حرارتی، روش گرافیکی سیمپسون نشان داد که با کاهش 19 دقیقه ای زمان حرارتی، به میزان=6/1 F 0 که این مقدار در تطابق با غذا‌های مشابه (F 0 =4/8-7/5 )خواهد بود. کلمات‌کلیدی: ناحیه کند حرارتی، بسته بندی آلومینیومی نیمه سخت، غذای کودک، حلیم گندم، نرم افزارAnsys Fluent

ارتقاء امنیت وب با وف بومی