شبیه سازی انتقال جرم مغزهای پسته با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در حین خشک کردن بسترسیال

خشک ‎کردن مواد غذایی می تواند ماندگاری آن را افزایش داده و موجب کاهش هزینه حمل و نقل و نگهداری آن شود. قانون دوم فیک معمولا برای ارزیابی فرآیندهای انتقال جرم در فرآیند خشک کردن به روش استاندارد مورداستفاده قرار می گیرد و براساس بسیاری از فرضیات است. درک معنای انتقال جرم در محصولات می تواند روند خشک شدن و کیفیت محصول را بهبود بخشد. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) با استفاده از ریاضیات قدرتمند رایانه ای و کاربردی به منظور پیش بینی انتقال جرم در فرآیندهای صنعتی، شرایط جریان سیال را مدل می کند. هدف از این تحقیق بررسی عددی رفتار خشک شدن مغز پسته با استفاده از روش CFD و ارزیابی نتایج عددی در شرایط بستر سیال، نیمه سیال و بستر ثابت و همچنین دمای هوا 45 ، 60 ، 75 و 90 درجه سانتی گراد بود. در حین خشک کردن با استفاده از دینامیک سیال محاسباتی و کد CFD Fluent، جریان های خارجی و زمینه‎های دما در اطراف جسم استوانه ای (10 ×5/7 میلی متر) در تجزیه و تحلیل عددی پیش بینی می شود. برای آزمایشات خشک کردن از خشک کن بستر سیال آزمایشگاهی استفاده شد. قسمت های اصلی خشک کن فن شعاعی جلو، محفظه خشک کن، بخاری برقی، اینورتر و کنترل کننده دما است. اتصالات خشک کن سنسورهای دمای ورودی و خروجی، بادسنج و کامپیوتر هستند. بخش عددی انجام و با داده های تجربی کنار هم قرار گرفت. نتیجه حل عددی در دمای 60 درجه سانتی گراد، 75 درجه سانتی گراد و 90 درجه سانتی گراد به جز در دمای هوا 45 درجه سانتی گراد، بسیار نزدیک به نتایج تجربی بود. میانگین خطای مطلق در بستر ثابت، در دمای 60، 75 و 90 درجه سانتی گراد به ترتیب 2123/0، 1257/0 و 0337/0 بود که کمتر از دمای 45 درجه سانتی گراد و مقادیر R2 برای این دماها به ترتیب 9903/0، 9705/0 و 9807/0 بود. با کاهش دما، مقادیر  و χ2 در تمام شرایط بستر افزایش می یابد. مقادیر متوسط R2 برای تمام شرایط بستر اعمال شده 9850/0 محاسبه شد. این مقدار نشان داد که توافق زیاد بین نتایج تجربی و راه حل های عددی وجود دارد.