مدلسازي فرآيند سرخ‌كردن سيب‌زميني جهت تعيين ضرايب انتقال جرم

Modeling of Potato Frying Process for Determination of Mass Transfer Parameters

سرخ‌كردن يكي از مهم‌ترين عمليات واحدهاي مورد استفاده در صنايع غذايي بوده كه به شكل‌هاي مختلفي از جمله سرخ‌كردن تحت خلا ، تحت فشار، با استفاده از امواج مايكروويو و سرخ‌كردن عميق قابل اجراست. به طوركلي با خروج آب و كاهش رطوبت ماده غذايي و نيز ورود روغن از طريق نفوذ و جذب؛ محصول نهايي كه پس از فرآيند سرخ‌كردن توليد مي شود؛ رنگ، بافت، طعم و كيفيت مطلوبي را به دنبال خواهد داشت. يكي از مهمترين نكات در طراحي، مدلسازي و بهينه سازي فرآيندهاي سرخ‌كردن؛ تعيين صحيح پارامترهاي انتقال جرم (ضريب نفوذ موثر؛ عدد بدون بعد بايوت جرمي و ضريب انتقال جرم) است. در اين پژوهش با به كارگيري سيستم استوانه‌ اي، روشي براي تعيين پارامترهاي انتقال جرم سيب‌زميني استوانه‌اي شكل طي فرآيند سرخ‌كردن ارايه شده است. بدين منظور و جهت انجام آزمايشات مختلف، يك سرخ كن آزمايشگاهي مورد استفاده قرار گرفت. فرآيند سرخ‌كردن و انجام آزمايشات در سه سطح دمايي 150، 170 و °C 190 صورت پذيرفت. از برازش داده‌هاي تجربي حاصله با مدل رياضي به‌دست آمده در مختصات استوانه‌اي، ضريب نفوذ موثر( )، عدد بدون بعد بايوت ( ) و ضريب انتقال جرم ( ) به ترتيب در محدوده (/s2m) 9-10‌‌×63/18-93/8 ، 35/9-34/7 و (m/s) 5-10‌‌×74/2-67/1 تعيين گرديد كه توافق قابل قبولي با يافته هاي به‌دست آمده توسط ساير محققين مشاهده مي‌گردد. نتايج حاصله نشان مي‌ دهد كه با افزايش دما، ضريب نفوذ موثر و ضريب انتقال جرم افزايش و عدد بدون بعد بايوت جرمي كاهش مي‌يابد. معادله آرنيوس نيز به عنوان يكي از بهترين روابطي كه ضريب نفوذ موثر را به صورت تابعي از دما پيشگويي مي‌كند، ارايه گرديد.

Frying is an important unit operation used widely both in domestic and industrial cooking. Reduced pressure (vacuum), microwave, deep fat and pan frying are the most important methods of food frying. Final product has good organoleptic quality (colour, texture, and flavour). The accuracy of the knowledge of mass transfer parameters (effective diffusivity coefficient, dimensionless Biot number and mass transfer coefficient) in the case of frying is essential and important for designing, modeling and process optimization. This study is undertaken to develop a more realistic approach for determining mass transfer parameters during frying of potato slices for cylindrical coordinates. These parameters were evaluated from the plots of dimensionless concentration ratios against time in sunflower liquid oil at and . Effective diffusivity coefficient, dimensionless Biot number and mass transfer coefficient ranged between 8.9310-9to , to18.6310-9 , 7.34 to 9.35 and1.67 10-5 to 2.74 10-5 , respectively. Effective diffusivity coefficient and mass transfer coefficient were found to increase with an increase in frying temperature, whereas Biot number decreased. An Arrhenius type of relationship was found between the frying temperature and effective diffusivity coefficient.