مقایسه کارآیی بین دو روش مختلف مدل سازی عددی برای پیش بینی دمای رب گوجه فرنگی در طی فرآیند پاستوریزاسیون.

زمینه مطالعاتی: 

با بکارگیری مدل های ریاضی میتوان به درک بهتر و بهینه سازی فرآیند حرارتی بعنوان تابعی از متغیرهای گوناگون با صرف هزینه و زمان کمتر دست یافت.

در این مطالعه ، کارآیی دو روش متفاوت مدل سازی عددی (تفاضل محدود در مقابل اجزاء محدود) برای پیش بینی دما در قوطی رب گوجه فرنگی در طی فرآیند پاستوریزاسیون مقایسه شد.

آزمایشات بر روی قوطی 400 گرمی رب گوجه فرنگی با بریکس 28 به ابعاد (400× 211) انجام شد و از آب گرم به عنوان عامل گرمایش استفاده شد. تغییرات دما در نقاط مختلف قوطی با استفاده از ترموکوپل و ثبات در فواصل زمانی معین اندازه گیری شد. برای توصیف انتقال حرارت در قوطی رب گوجه فرنگی با استفاده از حل عددی قانون دوم فوریه و با استفاده از روش های تفاضل محدود و اجزاء محدود دو مدل ریاضی توسعه داده شد.

نتایج مدل ها در مرحله اول با دو مدل تحلیلی تایید شد و سپس با داده های تجربی معتبرسازی شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که نتایج به دست آمده با استفاده از روش اجزاء محدود دقیق تر از روش اختلاف محدود است. نتایج همچنین نشان داد که نقطه سرد قوطی در مرکز هندسی قوطی قرار نداشته و بر روی مرکز شعاعی قوطی و در ارتفاع 60% از کف قوطی قرار دارد.

نتیجه گیری نهایی:

 نتایج نشان دادند که مدل توسعه داده شده به شکل موفقیت آمیزی قادر به پیش بینی دما در نقاط مختلف قوطی در حین فرایند پاستوریاسیون می باشد و می توان انتظار داشت که با استفاده از مدل مذکور بتوان فرایند پاستوریزاسیون رب گوجه فرنگی را بهینه سازی نمود.