شبيه‏ سازي عددي فرآيندهاي انتقال رطوبت و گرما در خشك‏ كردن همرفتي هويج پيش‏ تيمار شده با امواج اولتراسوند و مايكروويو

خشك‏ كردن مواد غذايي، ميوه ‏ها و سبزي‏ ها يك روش مناسب براي كاهش ضايعات پس از برداشت اين محصولات مي‏ باشد. هدف از اين پژوهش، مطالعه عددي و تجربي انتقال گرما و رطوبت طي فرآيند خشك‏ كردن همرفتي هويج بود. نمونه‌هاي هويج تحت پيش ‏تيمار اولتراسوند با فركانس 28 كيلوهرتز به مدت10 دقيقه و نيز پيش ‏تيمار مايكروويو با توان يك وات بر گرم به مدت 15 دقيقه قرار گرفتند. شبيه ‏سازي ناپايا و سه بعدي انتقال همزمان رطوبت و گرما با مجموعه ‏اي از شرايط اوليه و مرزي با روش اجزا محدود صورت گرفت. تأثير پيش ‏تيمارهاي مذكور در قالب ضريب انتشار مؤثر رطوبت اصلاح شده در معادلات انتقال جرم و حرارت لحاظ شد. نتايج نشان داد كه استفاده از پيش ‏تيمار اولتراسوند باعث افزايش ضريب انتشار مؤثر رطوبت و استفاده از پيش‏ تيمار مايكروويو باعث كاهش رطوبت اوليه محصول و افزايش جزئي اين ضريب مي شود، به طوري كه ضريب انتشار رطوبت در بدون استفاده از پيش تيمار به مقدار 62/7 مترمربع بر ثانيه و در استفاده از پيش ‏تيمار اولتراسوند و مايكروويو به‌ترتيب 09/9 و 72/7 متر مربع بر ثانيه بود. زمان خشك شدن نمونه‏ ها به‌طور ميانگين با استفاده از پيش ‏تيمار اولتراسوند 3/15 درصد (31 دقيقه) كاهش يافت. مقايسه نتايج تجربي و پيش‏ بيني‏ شده پروفيل‏ هاي رطوبت و گرما نشان دادند كه مدل‏ سازي مذكور توانسته با دقت قابل قبولي، ضريب همبستگي بالاي90/99 درصد و خطاي متوسط 9 درصد، پديده ‏هاي انتقال جرم و حرارت را پيش‏ بيني نمايد. بنابراين اين مدل مي ‏تواند به‌عنوان ابزار مناسب در بهينه ‏سازي طراحي‏ و تعيين بهينه پارامترهاي عملكردي خشك‏كن استفاده شود.