شبیه‌سازی و مدل‌سازی دو بعدی فرآیند حرارت‌دهی اهمیک در یک سیستم غذایی دو فازی

چکیده
در این تحقیق به منظور بررسی اثر فاکتورهای بحرانی موثر بر فرآیند اهمیک، انتقال همزمان حرارت و الکتریسیته در یک سیستم غذایی دو فازی جامد-مایع مدل­سازی شد. در این مدلسازی با در نظر گرفتن مدل سیال ساکن دی آلویس و فرایر، یک شبیه‏سازی دو بعدی به منظور بررسی اثر اندازه ذرات بر نرخ حرارت­دهی فازها با استفاده از نرم افزار تجاریCOMSOL انجام گرفت. از یک ذره جامد با هدایت الکتریکی کمتر نسبت به مایع اطراف خود استفاده شد تا بتوان ویژگی‏های حرراتدهی اهمیک مخلوط جامد- مایع را در دو سطح مقطع متفاوت ذره بررسی نمود. فاز پراکنده شامل یک ذره سیب­زمینی استوانه‏ای شکل با دو اندازه مختلف و سیال مورد نظر شامل محلول 5 درصد کربوکسی متیل سلولز (CMC) در 5/0 درصد کلرید سدیم بود. نتایج نشان داد سازگاری تقریبی خوبی بین نتایج حاصل از مدل شبیهسازی شده و نتایج آزمایشگاهی وجود داشته است. با افزایش اندازه ذرات نرخ حرارتدهی کاهش می‏یابد که با پدیدهWorst-Case که به عنوان یک حالت غیرایده‏آل در شبیه­سازی دوبعدی در تحقیق حاضر بکار برده شد؛ همخوانی داشت. سردترین نقطه ذره در مرکز ذره قرار داشت و با گذشت زمان همچنان سردترین نقطه باقی ‏ماند و با فاصله گرفتن از مرکز ذره دما افزایش یافت. در مجموع می‏توان نتیجه گرفت که در فرآیند حرارتدهی اهمیک نفوذ حرارت و الکتریسیته در سرتاسر محصول سریعتر از روشهای مرسوم حرارتدهی بوده و در هر دو فاز مایع و جامد بطور یکسان و تقریبا با سرعت برابر صورت میگیرد.