مدلسازي انتقال حرارت همبرگر طي سرخ كردن عميق

Heat Transfer Modeling of Hamburger during Deep Frying

سرخ كردن عميق يكي از قديمي‌ترين فرآيند‌هاي پخت مي‌باشد كه با فرو بردن ماده غذايي در روغن يا چربي خوراكي داغ صورت مي‌گيرد و پديده انتقال حرارت جز جدايي ناپذير آن مي‌باشد. در اين پژوهش به منظور بررسي تغييرات دمايي در نقاط مختلف همبرگر و روغن يك مدل انتقال حرارت بر روي نرم افزار FEMLAB توسعه داده شد. جهت تاييد مدل نمونه همبرگر در يك سرخ كن آزمايشگاهي به مدت 300 ثانيه در دماي 170 درجه سانتي گراد سرخ گرديد و دماي مركز و سطح آن با قرار دادن ترموكوپل (نوع K) در اين قسمت‌ها تعيين و با استفاده از ديتالاگر در فواصل زماني 1 ثانيه ثبت گرديد. همبستگي بالاي بين پروفيل‌هاي دمايي پيش‌بيني شده و اندازه‌گيري شده، نشان داد كه مدل توسعه داده شده مي‌تواند به خوبي تغييرات دما در هر نقطه از همبرگر را پيش‌بيني نمايد. همچنين پس از تعيين ضرايب هدايت حرارت و انتقال حرارت در سطح مدل آرنيوس به خوبي توانست اثر دما بر اين خصوصيات را توصيف نمايد. با بررسي دماي نقاط مختلف همبرگر نشان داده شد به دليل كاهش اثر همرفت در قسمت بالاي آن دماي اين قسمت كمتر از ساير نقاط مي‌باشد كه باعث عدم يكنواختي در پخت مي‌گردد و مي‌توان با ايجاد همرفت اجباري يا زير و رو كردن سريعتر همبرگر اين نقص را برطرف نمود.

One of the baking processes that carried out by dipping the food in hot oil or fat is deep frying, and the heat transfer phenomenon is an inseparable part of it. In this study, in order to investigate the temperature changes in different parts of hamburger and oil, a heat transfer model was developed inCOMSOL software. To validatethe model, the hamburger was fried in a laboratory fryer for 300 seconds at 170°C and its center and surface temperatures were determined by placing the thermocouple (K type) in these areas and recorded by the data logger. The high correlation between predicted and measured temperature profiles showed that the developed model could well predict the temperature changes at each point of the hamburger. Also, after determining the heat conduction and heat transfer coefficients, the Arrhenius modelcould well describe the effect of temperature on these characteristics. The temperature profile of different parts of the hamburger showed that due to the reduce convection effect in the upper parts, the temperature of this part was lower than other points, which results in a lack of uniformity in baking, and it can be remedied by creatingforced convection or quicker return of the burger.