اثر سرعت جريان هوا بر سينتيك سرد شدن لايه هاي مختلف انار در پيش خنك كاري با هواي سرد اجباري

Effect of airflow velocity on cooling kinetic of different layers of pomegranate by forced air precooling

هدف از مطالعه حاضر، تعيين اثر سرعت­هاي جريان­ هوا بر فرايند پيش خنك ­كاري انار پوست نازك (رقم شهوار)، ارزيابي آهنگ سرد شدن و توزيع دما در اين محصول به منظور طراحي و بهينه­ سازي سيستم­ پيش­ خنك­ كاري بود. براي عمليات پيش خنك كاري در مركز (دانه انار) و پوست انار، از هواي سرد اجباري استفاده گرديد. در طول انجام آزمايش، از سطوح سرعت جريان هواي سرد 5/0، 1 و 3/1 متر بر ثانيه و دماي هواي 2/7 درجه سانتي­گراد در تونل هوا استفاده شد. براي محاسبه آهنگ سرد شدن (زمان نيم و هفت- هشتم سرد شدن)، فاكتور تأخير و ضريب سرد شدن با استفاده از داده هاي آزمايشي و به وسيله برازش رگرسيون تعيين شدند. همچنين، غيريكنواختي سرد شدن در مركز و لايه بيروني انار در سرعت­هاي مختلف جريان هواي سرد ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه با افزايش سرعت جريان هوا از 5/0 به 3/1 متر بر ثانيه، آهنگ سرد شدن افزايش يافت. علاوه بر اين، با افزايش سرعت جريان هوا، زمان نيم و هفت- هشتم سرد شدن به ترتيب 35/19 و 76/21 درصد در مركز و 95/32 و 63/19 درصد در پوست كاهش يافت. اين نتيجه به دليل افزايش در ضريب انتقال حرارت همرفتي بود. غيريكنواختي سرد شدن از سرعت 5/0 تا 1 متر بر ثانيه كاهش و از سرعت 1 به 3/1 متر بر ثانيه افزايش يافت. اين پارامتر به متغيرهايي مثل سرعت جريان هوا، ضريب سرد شدن و فاكتور تأخير وابسته بود. بعد از 6400 ثانيه از ابتداي سرد شدن، اثر سرعت جريان هوا روي فرايند خنككاري در مركز و پوست ميوه كم بود. نتايج كلي نشان داد كه استفاده از اين روش مي­تواند انتقال حرارت ناپايا را در پيش خنك ­كاري انار توضيح دهد و احتمالاً مي­تواند براي ساير محصولات كروي شكل نيز مورد استفاده قرار گيرد.

The objective of the present study was to detemine the influence of airflow velocities on precooling process of pomegranate with thin peel (Shahvar variety), to evaluate the cooling rate and temperature distribution in this product in order to design and optimize the precooling system. Forced air cooling was applied for precooling the center (arils) and peel (outer layer) of pomegranate. Airflow velocities were 0.5, 1, and 1.3 m/s and the air temperature was 7.2°C in the air tunnel during the experiments. For calculating cooling rates (half and seven-eighths cooling time), lag factor and cooling coefficient were determined from the experimental data by a regression analysis. Also, cooling heterogeneity was evaluated in the center and outer layer of pomegranate at different airflow velocities. The results showed that with increasing the airflow velocity from 0.5 to 1.3 m/s, cooling rates increased. Furthermore, with enhancing the airflow velocity, half and seven-eighths cooling time decreased up to 19.35 and 21.76% in the center and by 32.95 and 19.63 in the peel, respectively. This finding was due to increasing convective heat transfer coefficient. Cooling heterogeneity decreased from 0.5 to 1 m/s and then increased at the airflow velocity of 1.3 m/s. This parameter was dependent on airflow velocity, cooling coefficient and lag factor. The influence of airflow velocity was low after 6400s from starting the cooling process both in center and in peel. The overall results demonstrated that application of this method can explain unsteady heat transfer in precooling process of pomegranate and probably can be used for the other similarly shaped fruits.