Numerical Calculation F-value and Lethality of Non-Newtonian Food Fluid during Sterilization based on Can Geometry

محاسبه عددي انديس F و L سيال خوراكي غيرنيوتني طي استرليزاسيون بر حسب هندسه قوطي

مقدار درجه انتقال حرارت در ناحيه سرد ديسپرسيون نشاسته 3/5 % طي استرليزاسيون در قوطي داراي 10% سرفضا شبيه سازي شد. از نرم‌افزار محاسبات عددي COMSOL ورژن 4/1 استفاده شد و معادلات مربوط به انرژي، جابه‌جايي، و پايستگي با استفاده از روش حجم محدود حل شدند. اثر هندسه قوطي (استوانه با ابعاد 10× 6/6 × 10 سانتي‌متر و مخروط با ارتفاع 10 سانتي‌متر و قطر 5 سانتي‌متر به شكل عمودي رو به بالا و رو به پايين) بر پارامتر نفوذ حرارتي (j) و كشندگي ميكروبي (L) در ناحيه سرد بررسي شد. درجه حرارت ناحيه سرد توسط يك ترموكوپل پايش و با نتايج پيش‌بيني شده نرم‌افزار مقايسه شد. مشخص شد كه قوطي مخروطي شكل سريع ترين انتقال حرارت طي استرليزاسيون را داراست. همچنين هندسه قوطي اثر معني‌داري بر شكل، موقعيت، دماي نهايي، پارامتر j، L و F ناحيه سرد دارد.

Amount of heat transfer temperature was stimulated in the slowest heating zone of 3.5% starch dispersion during canning sterilization with 10% headspace. The computational fluid dynamics software COMSOL 4.1 was used and governing equations for energy, momentum, and continuity were computed using a finite volume method. The effect of container geometry (cylinders with 6*10cm and 10*6cm dimensions, and cones with 10 cm height and 5 cm radius on 0 and 180° position) on heat penetration parameter (j) and microbial lethality (L) in slowest heating point were investigated. The temperature of the slowest heating zone was monitored by a thermocouple and then compared with the predicted temperature by software. It was determined that coneshaped container had the fastest heat transfer during sterilization. Also, container geometry has a significant effect on slowest heating zone shape, position, final temperature, j, L, and F-value.