بررسی عددی تغییرات منطقه سرد کنسرو غذایی نشاسته‌ای تحت تاثیر غلظت نشاسته و دمای اولیه پر کردن

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 11، دوره 13، شماره 1 - شماره پیاپی 43، فروردین و اردیبهشت 1396، صفحه 129-140   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v1395i0.43900

نویسندگان

آزاده رنجبر ندامانی¹؛ امان محمد ضیایی فر^{* 1}؛ مهدی پروینی²؛ مهدی کاشانی نژاد¹؛ یحیی مقصودلو¹

¹گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

²دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه سمنان.

چکیده

تعیین دقیق منطقه سرد کنسرو غذایی بواسطه دیرتر رسیدن آن به درجه استریلیزاسیون اهمیت بالایی در تعیین شدت یک فرایند حرارتی دارد. در این مطالعه با کمک روش های عددی، اثر غلظت محلول های 5/3 و 5% نشاسته و دمای پرکردن 50 و 75 درجه سانتی‌گراد بر ژلاتینه شدن نشاسته و مکان نقطه سرد قوطی مورد مطالعه قرار گرفت. قوطی ها بدون سرفضای خالی و بصورت ایستا حرارت دهی شدند. نتایج نشان دادکه در قوطی های بدون سرفضای خالی در حالت ایستا، نقطه سرد در نزدیکی یک-دهم انتهایی قوطی قرار دارد. تغییر غلظت نشاسته از 5/3 به 5 درصد، باعث طولانی تر شدن زمان فرآیند می شود. این افزایش زمان فرآیند حرارتی، در یک-دهم انتهایی قوطی بیشتر از سه-دهم انتهایی است. زمان ثابت شدن دمای نقطه سرد در هر دو نقطه سه-دهم و یک-دهم انتهایی نیز با تغییر غلظت تغییر می کند. اختلاف دما در نمونه 5 درصد در زمان ثبات دما بسیار چشمگیرتر از اختلاف دما در لحظه افزایش دما در نمودار حرارتی 5/3 درصد است. با افزایش غلظت نشاسته در محلول، زمان لازم بری جلو رفتن یک سیکل حرارتی در نمودار دما- زمان (f) در سه-دهم انتهایی کاهش و در یک-دهم انتهایی افزایش می یابد. این اختلاف شیب در غلظت های 5/3 و 5 درصد بیشتر از یک-دهم انتهایی است. علت آن ژلاتینه شدن سریع نشاسته در یک سوم انتهایی قوطی است.

کلیدواژه‌ها

دمای پرکردن؛ ماده غذایی با منحنی حرارتی شکسته؛ نفوذ حرارتی؛ منطقه سرد

مراجع

Berry, M. R., Savage, R. A. and Pflug, I. J. 1979. Heating characteristics of cream-style corn processed in a Steritort: Effects of head space, reel speed and consistency. Journal of Food Science. 44(3): 831–835.

Berry, M. R. and Bradshaw, J. G. 1980. Heating characteristics of condensed cream of celery soup in a Steritort: Heat penetration and spore count reduction. Journal of Food Science. 45(4): 869–879.

Datta, A.K., and Teixeira, A.A. 1988. Numerically predicted transient temperature and velocity profiles during natural convection heating of canned liquid foods. 1. Food Science. 53:191-195

Dimou, A., and Yanniotis, S., 2011. 3D numerical simulation of asparagus sterilization in a still can using computational fluid dynamics. Journal of Food Engineering. 104: 394–403.

Erdogdu, F., and Tutar, M. 2012. A computational study for axial rotation effects on heat transfer in rotating cans containing liquid water, semi-fluid food system and headspace. International Journal of Heat and Mass Transfer. 55: 3774–3788.

Ghani, A. G. A., Farid, M. M., and Chen, X. D. 2002. Theoretical and experimental investigation of the thermal destruction of Vitamin C in food pouches.Computers and Electronics in Agriculture. 34: 129–143.

Kannan, A., and Sandaka P.Ch. G. 2008. Heat transfer analysis of canned food sterilization in a still retort.Journal of Food Engineering. 88: 213–228.

Karaduman, M., Uyar, R., and Erdogdu, F. 2012. Toroid cans – An experimental and computational study for process innovation. Journal of Food Engineering. 111: 6–13.

Keetels, C. J. A. M., van Vilet, T., and Walstra, P. 1996. Gelatation and retrogradation of concentrated starch systems: 1. Gelation. Food Hydrocolloids. 10(3): 343- 353.

Kumar, A., Bhattacharya, M. and Blaylock, J. 1990. Numerical simulation of natural convection heating of canned thick viscous liquid food products.Journal of Food Science. 55: 1403-1411.

Kumar, A., & Bhattacharya, M. 1991. Transient temperature and velocity profiles in a canned non-Newtonian liquid food during sterilization in a still-cook retort.International Journal of Heat & Mass Transfer. 34(4-5): 1083–1096.

Lagarrigue, S., Alvarez, G. 2001. The rheology of starch dispersions at high temperatures and high shear rates: a review. Journal of Food Engineering. 50: 189- 202.

Ramaswamy, H. S., Abbatemarco, C. and Sablani, S. S. 1993. Heat transfer rates in a canned food model as inuenced by processing in an end-over-end rotary steam/air retort. Journal of Food Processing and Preservation. 17(4): 269– 286. Tattiyakul, J., Rao, M. A., and Datta, A. K. 2002. Heat transfer to three canned fluids of different thermo-rheological behaviour under intermittent agitation.Trans IChemE. 80: 20- 27.

Varma, M. N., and Kannan, A. 2005. Enhanced food sterilization through inclination of the container walls and geometry modifications. International Journal of Heat and Mass Transfer. 48: 3753–3762.

Varma, M.N., and Kannan, A. 2006. CFD studies on natural convection heating of canned food in conical and cylindrical containers.Journal of Food Engineering. 77: 1024–1036.

Yang, W. H., and Rao, M. A, 1998 a. Numerical Study of Parameters Affecting Broken Heating Curve. Journal of Food Engineering. 37: 43-61.

Yang, W. H., and Rao, M. A. 1998b. Transient Natural Convection Heat Transfer to Starch Dispersion in a Cylindrical Container: Numerical Solution and Experiment. Journal of Food Engineering. 36: 395-4 15.