بهبود عملكرد سامانه‌ي ذخيره كننده‌ي انرژي با استفاده از پره (فين ) و كاربرد آن براي نگهداري مواد غذايي در دماي پايين (℃ 0-5)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

دكتري

نوسانات دمايي در طول زنجيره‌ي توزيع سرد مواد غذايي يكي از مهمترين مسائل پيش روي حمل و نقل مواد غذايي در جهان است، به طوري كه سالانه 3/1 ميليارد تن از مواد غذايي در طول زنجيره‌ي توزيع از بين مي‌رود. عليرغم تلاش‌هاي بسيار محققين در اين حوزه، هنوز نوسانات دمايي در طول زنجيره‌‌ي توزيع سرد، مانند مواقع بارگيري و تخليه‌ي مواد غذايي، توزيع در خرده فروشي‌ها، نوسانات دمايي يخچال و غيره، اجنتاب ناپذير است. يكي از روش‌هاي جديد در كنترل نوسانات دمايي استفاده از سامانه‌هاي ذخيره كننده‌ي انرژي در بسته‌بندي مواد غذايي است. ضريب هدايت حرارتي پايين مواد تغيير فاز دهنده يكي از چالش‌هاي مهم سامانه‌هاي ذخيره كننده‌ي انرژي است. تكنيك‌هاي مختلفي براي افزايش انتقال حرارت سامانه‌ها وجود دارد كه يكي از آن‌ها، تكنيك افزايش سطح با پره است كه روشي ساده، پايدار و مقرون به صرفه مي‌باشد. بنابراين در اين تحقيق براي حذف نوسانات دمايي، سامانه‌هاي ذخيره كننده‌ي انرژي استوانه‌اي طراحي و ساخته شد و بر اساس نتايج DSC تترادكان با گرماي نهان kJ/kg 3/206 و دماي ذوب حدود ℃ 6 به عنوان ماده‌ي تغيير فاز دهنده انتخاب شد. از هيت سينك 16 پره‌ي آلومينيومي براي بهبود انتقال حرارت سامانه‌ي ذخيره كننده‌ي انرژي (سامانه‌ي LHSI) استفاده شد. با بررسي تاثير پره‌ها روي آهنگ انتقال حرارت سامانه‌ها و همچنين بررسي تاثير سامانه‌ها روي پروفيل دمايي تايلوز و قارچ نتايج زير به دست آمد: 1) پره‌ها به ترتيب 21 و 14 درصد از زمان انجماد و ذوب تترادكان را در سامانه‌ي LHSI در مقايسه با سامانه‌ي بدون پره (LHSW) كاهش دادند. 2) دماي غذاهاي مدل با سامانه‌ي LHSI ℃ 2-3 كمتر از سامانه‌ي LHSW بود.3) پايداري دمايي غذاهاي مدل و ظرفيت بافري (TBCC) بسته‌بندي‌هاي با سامانه‌ي LHSI با به ترتيب 5 و 2 برابر سامانه‌ي LHSW بود. 4) سامانه‌ي LHSI به طور معني داري درصد افت وزن، انديس قهوه‌اي شدن، تفاوت رنگ و درصد نرم شدن بافت قارچ را در مقايسه با سامانه‌ي LHSW در طول دوره‌ي نگهداري 4 روزه كاهش داد. در اين تحقيق براي بررسي پديده‌هاي ذوب و انجماد و تاثير سامانه‌‌هاي ذخيره كننده‌ي انرژي روي پايداري دمايي غذاهاي مدل، مدل‌هاي رياضي با كمك نرم افزار Comsol توسعه‌ داده شد. حداقل ميانگين مربعات خطا (82/0>RMSE > 2/0) و ضريب همبستگي (97/0 R2>) نتايج تجربي و پيش‌بيني شده‌ با مدل نشان داد كه مدل‌هاي رياضي توسعه داده شده معتبر هستند. با استفاده از مدل‌هاي تاييد شده، پره‌ها از نظر تعداد، ضخامت، شكل و محل قرارگيري با هدف حداكثر پايداري دمايي غذاهاي مدل بهينه شدند. نتايج نشان داد تغيير شكل، محل قرارگيري و ضخامت پره‌ها تاثير معنا داري روي پايدراي غذاهاي مدل ندارند اما تعداد پره عامل تاثير گذار در پايداري دمايي مي‌باشد و تعداد بهينه‌ي آن‌ها بررسي شد. انتقال حرارت در بسته‌بندي‌هاي مرسوم گوشت تازه نيز همراه با تترادكان شبيه سازي شد و تاثير افزايش تعداد پره در آن‌ها بررسي گرديد و نتايج نشان داد كه پايداري دماي غذاي مدل با افزايش تعداد پره افزايش مي‌يابد.

218321

علوم و صنايع غذايي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان