انجمن علوم و صنایع غذایی ایران مجله علوم و صنایع غذایی ایران 2008-8787 23 175 2026 08 23 Development and Simulation of a Coupled Salt and Moisture Transfer Model in Cheese Considering the Effects of Temperature and Osmotic Forces توسعه و شبیه‌سازی مدل انتقال همزمان نمک و رطوبت در پنیر با بررسی اثر دما و نیروهای اسمزی 301 313 29066 10.48311/fsct.2026.119858.83108 FA محسن دلوی اصفهان دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران. 0000-0002-9140-331X حمید خفاجه استـادیار دانشکده کشاورزی، بخش مکانیک بیوسیستم دانشگاه جهرم Journal Article 2026 04 19 Salting is a critical step in cheese production, contributing to microbial safety, shelf life, texture, and flavor development. In this study, salt uptake during the brining process was investigated using both experimental measurements and modeling approaches. The chemical composition of cheese samples was first determined. The effective diffusion coefficient of salt at different temperatures was then calculated using Fick’s second law. To more accurately describe the brining process, an extended numerical model incorporating simultaneous salt and water transport as well as osmotic effects was developed and simulated. Results showed that salt concentration in cheese increases over time, with the highest rate of uptake occurring in the early stages due to strong concentration gradients. As brining progresses, the rate of diffusion decreases. Temperature had a significant impact: increasing the temperature from 6 to 20 °C led to higher effective diffusion coefficients and greater overall salt uptake. The temperature dependence of diffusivity followed the Arrhenius relationship, yielding an activation energy of 53.32 kJ/mol. Numerical simulations demonstrated that incorporating osmotic forces provides a more realistic prediction of moisture loss and the coupled spatial distribution of salt and water within the cheese matrix. Two dimensional concentration maps further confirmed that higher temperatures promote deeper salt penetration over a fixed brining duration. نمک‌زنی یکی از مراحل کلیدی در تولید پنیر است که نقش مهمی در ایمنی میکروبی، ماندگاری، بافت و توسعه طعم محصول دارد. در این پژوهش، فرایند جذب نمک در پنیر طی آب‌نمک‌گذاری با رویکردی تجربی و مدل‌سازی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا ترکیب شیمیایی نمونه‌های پنیر تعیین شد و سپس با استفاده از قانون دوم فیک، ضریب نفوذ مؤثر نمک در دماهای مختلف محاسبه گردید. همچنین برای توصیف دقیق‌تر فرایند، یک مدل عددی توسعه‌یافته با در نظر گرفتن انتقال همزمان نمک و آب و اثر نیروی اسمزی شبیه‌سازی شد. نتایج نشان داد که غلظت نمک در پنیر با گذشت زمان افزایش یافته و این افزایش در ساعات ابتدایی سریع‌تر است، اما به‌تدریج با کاهش گرادیان غلظت، آهنگ جذب نمک کاهش می‌یابد. همچنین دما تأثیر قابل‌توجهی بر فرایند نفوذ داشت؛ به‌طوری‌که با افزایش دما از ۶ به ۲۰ درجه سانتی‌گراد، ضریب نفوذ مؤثر نمک افزایش یافت و میزان جذب نمک بیشتر شد. بررسی وابستگی دمایی ضریب نفوذ با استفاده از رابطه آرنیوس نشان داد که انرژی فعال‌سازی فرایند نفوذ نمک برابر با 32/53 کیلوژول بر مول است. نتایج شبیه‌سازی عددی نیز نشان داد که در نظر گرفتن اثر اسمزی، پیش‌بینی واقع‌بینانه‌تری از کاهش رطوبت و توزیع همزمان نمک و آب در بافت پنیر ارائه می‌دهد. نقشه‌های دوبعدی توزیع غلظت نمک نیز بیانگر آن بودند که در دماهای بالاتر، عمق نفوذ نمک در مدت‌زمان ثابت بیشتر است. https://fsct.modares.ac.ir/article_29066_1452a9dac23cad0697d2d9b76470e234.pdf