مدلسازی انتقال حرارت در طی پاستوریزاسیون خاویار

خاویار یکی از اقلام صادراتی غیرنفتی ایران با شهرت جهانی است که 90 درصد ارزش صادراتی زیر بخش شیلات را به خود اختصاص داده است. امروزه، علاوه بر روش سنتی تولید خاویار که نگهداری آن مبتنی بر کاربرد نمک و مواد نگهدارنده همراه با دمای پایین (بالای صفر درجه سانتی گراد) می باشد، از فرایند تولید خاویار پاستوریزه (استفاده از دماهای بالا همراه با بسته بندی تحت خلا بدون کاربرد مواد نگهدارنده) نیز که محصول آن دارای ماندگاری بیشتری است استفاده می گردد. با توجه به اهمیت خاویار در صادرات غیر نفتی ایران و تمایل مصرف کنندگان به سمت محصولاتی با مواد نگهدارنده پایین، جهت حفظ بازارهای جهانی و افزایش صادرات خاویار نیاز به توجه ویژه برای استفاده از فرایند پاستوریزاسیون در تولید این محصول در کشور احساس می گردد. مروری بر کارهای انجام شده در زمینه خاویار پاستوریزه نشان دادکه تحقیقات ناچیزی در این زمینه منتشر شده است. تحقیق حاضر بعنوان اولین گام در جهت پاسخ به این نیازانجام گردید. در این پژوهش پس از تجزیه شیمیایی نمونه های خاویار، اندازه گیری خصوصیات ترموفیزیکی (ضریب انتقال حرارت، ظرفیت گرمای ویژه، هدایت حرارتی، دانسیته و ....) و خصوصیات فیزیکی (رنگ و بافت خاویار) انجام گرفت و سپس مدلی ریاضی برای توصیف انتقال حرارت در طی پاستوریزاسیون بعنوان تابعی از دمای اتوکلاو برای پیش بینی پروفیل های دما، شدت فرایند حرارتی و سینتیک تغییرات ویژگیهای کیفی (رنگ و بافت) خاویار توسعه داده شد. فرایند حرارتی در دماهای 55، 60، 65، 70و 75 درجه سانتی گراد به ترتیب به مدت 120، 90، 70، 50 و 40 دقیقه انجام گرفت. نتایج بررسی سینتیک تغییرات شاخص های رنگ و بافت نمونه های خاویار طی فرایند حرارتی نشان داد که شاخص های a و ?e, l رنگ خاویار از واکنش سینتیکی درجه صفر، شاخص هایc وb رنگ خاویار از واکنش سینتیکی درجه اول و شاخص سفتی بافت خاویار از واکنش سینتیکی درجه صفر تبعیت می کنند. برای توصیف وابستگی دمایی شاخص های مذکور از رابطه آرنیوس استفاده شد. در نهایت یک مدل ریاضی برای توصیف انتقال حرارت دو بعدی طی فرآیند حرارتی با استفاده از حل عددی قانون دوم فوریه به روش تفاضل محدود بر روی نرم افزار matlab توسعه داده شد. مقدار بالای ضریب همبستگی (99/0) و ریشه مربعات میانگین خطای کم (5427/1=rmse) مابین نتایج پیش بینی شده توسط مدل با داده های تجربی (پروفیل های دما طی فرایند حرارتی) نشان داد که مدل مذکور قادر است به خوبی تغییرات دما در هر نقطه در داخل قوطی را در دماهای متفاوت پیش بینی نماید و برای کنترل فرایند و تولید محصولی با کیفیت بالا بکار رود.