مدلسازی/ شبیه سازی
سیامک رهبری؛ حمید توکلی پور؛ احمد کلباسی اشتری
چکیده
در این پژوهش، نانوذرات ایزولۀ پروتئین شیر (MPI) به روش الکترواسپری تولید شدند. بهمنظور بهینهسازی شرایط الکترواسپری نانوذرات MPI، غلظت محلول MPI (برحسب درصد وزنی)، ولتاژ فرایند (برحسب کیلوولت)، فاصلۀ حرکتی ذرات بین نوک سوزن و جمعکننده (برحسب سانتیمتر) و سرعت جریان پمپ (برحسب میلیلیتر بر ساعت) در قالب طرح مرکب مرکزی (CCD) بررسی و به روش ...
بیشتر
در این پژوهش، نانوذرات ایزولۀ پروتئین شیر (MPI) به روش الکترواسپری تولید شدند. بهمنظور بهینهسازی شرایط الکترواسپری نانوذرات MPI، غلظت محلول MPI (برحسب درصد وزنی)، ولتاژ فرایند (برحسب کیلوولت)، فاصلۀ حرکتی ذرات بین نوک سوزن و جمعکننده (برحسب سانتیمتر) و سرعت جریان پمپ (برحسب میلیلیتر بر ساعت) در قالب طرح مرکب مرکزی (CCD) بررسی و به روش سطح پاسخ (RSM) مدلسازی و تجزیهوتحلیل شدند. نتایج بررسیها نشان داد که غلظت محلول MPI بیشترین تأثیر و فاصله بین نوک سوزن و جمع کننده کمترین تأثیر را بر قطر نانوذرات دارند. بر طبق نتایج بهدست آمده، با بهینهسازی غلظت محلول MPI (2.5 درصد وزنی)، سرعت جریان پمپ (0.2 میلیلیتر بر ساعت)، فاصلۀ بین نوک سوزن و جمعکننده (15 سانتیمتر) و ولتاژ (17.5 کیلوولت) میتوان نانوذرات یکنواخت MPI تولید کرد. تصویرهای حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) موفقیت روش الکترواسپری را در تولید نانوذرات کروی با میانگین قطر 204.3 نانومتر و حداکثر یکنواختی در توزیع اندازۀ ذرات تأیید کردند. آنالیز طیفسنجی فروسرخ با تبدیل فوریه (FTIR) چگونگی ساختار شیمیایی نانوذرات را بیان کرد.
مهندسی صنایع غذایی
آزاده رنجبر ندامانی؛ جعفر هاشمی
چکیده
کنترل پارامترهای عملیات خشککردن طی حذف آب از مواد غذایی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه، از روش سطح پاسخ برای مطالعه اثر فاکتورهای مهم عملیات خشککردن استفاده شد. ابتدا با کمک دادههای تجربی مدلهای تجربی مربوط به خشککردن و چروکیدگی نمونهها به دست آمدند. سپس تیمارهای بهینهسازی توسط نرمافزار دیزاین اکسپرت در ...
بیشتر
کنترل پارامترهای عملیات خشککردن طی حذف آب از مواد غذایی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه، از روش سطح پاسخ برای مطالعه اثر فاکتورهای مهم عملیات خشککردن استفاده شد. ابتدا با کمک دادههای تجربی مدلهای تجربی مربوط به خشککردن و چروکیدگی نمونهها به دست آمدند. سپس تیمارهای بهینهسازی توسط نرمافزار دیزاین اکسپرت در غالب طرح غربالگری فاکتور روش سطح پاسخ طراحی شدند. فاکتورهایی مانند دمای خشککردن (60-40 درجه سلسیوس)، سرعت هوای خشککردن (2.5- 0.5 متر بر ثانیه)، ضخامت نمونهها (7- 3 میلیمتر)، قطر نمونهها (6- 4 سانتیمتر) و زمان خشککردن (10000- 6000 ثانیه) در این مرحله مورد بررسی قرار گرفتند. این تیمارها در نرمافزار کامسول شبیهسازی شدند. اساس این محاسبات، عبور یک جریان آرام در درون یک محیط متخلخل بود. در این مرحله تغییرات مش در ابعاد x، y، و z که برای تعیین میزان چروکیدگی تعریف شده بودند، بر اساس معادلات تجربی انجام شد. نتایج نشان دادند دمای اولیه و برهمکنشهای آن با سایر فاکتورهای مورد مطالعه، ضخامت نمونه و سرعت هوای ورودی روی دمای متوسط نمونه اثر معنادار داشت. نرخ رطوبت و مقدار رطوبت وابسته به زمان عملیات بودند. همچنین چروکیدگی نمونه یک رابطه لگاریتمی و تابع دمای هوای ورودی، ضخامت و زمان و مجذور ضخامت و زمان عملیات بود. این نشان میدهد با یافتن مدلی برای پیشگویی وضعیت خشکشدن نمونه میوه، امکان کنترل شرایط عملیات برای کاهش میزان چروکیدگی وجود دارد. به طوری که مشخص شد در ضخامت 0.7 سانتیمتر، قطر 5.45 سانتیمتر و زمان عملیات 9938 ثانیه، کمترین میزان چروکیدگی در سیب دیده میشود.
مدلسازی/ شبیه سازی
آذر نقوی گرگری؛ نارملا آصفی؛ لیلا روفه گری نژاد
چکیده
در پژوهش حاضر مدلسازی دو بعدی انتقال حرارت طی فرایند سرخ کردن عمیق بررسی شد. در مرحلۀ اول سه سطح دمایی 160،150 و 170 درجه سلسیوس برای سرخ کردن انتخاب و با ترموکوپل نوع کا تعیین و ثبت شد . به منظور ثبت تغییرات دمای نمونه حین فرایند سرخ کردن، ترموکوپل سه کانالۀ تی در مرکز، سطح و بین این دو نقطه قرار گرفت. سپس دمای ترموکوپلها با فاصلههای ...
بیشتر
در پژوهش حاضر مدلسازی دو بعدی انتقال حرارت طی فرایند سرخ کردن عمیق بررسی شد. در مرحلۀ اول سه سطح دمایی 160،150 و 170 درجه سلسیوس برای سرخ کردن انتخاب و با ترموکوپل نوع کا تعیین و ثبت شد . به منظور ثبت تغییرات دمای نمونه حین فرایند سرخ کردن، ترموکوپل سه کانالۀ تی در مرکز، سطح و بین این دو نقطه قرار گرفت. سپس دمای ترموکوپلها با فاصلههای زمانی 10 ثانیه به وسیله دیتالاگر ثبت گردید. در مرحلۀ بعد براساس نمودار زمان_دما در پنج بازۀ زمانی حین سرخ شدن، مقدار رطوبت و میزان روغن نمونهها در هر سه دمای روغن اندازهگیری شد. با افزایش دمای روغن، کاهش مقدار روغن و میزان رطوبت سیبزمینیها مشاهده گردید. سپس پارامتر انتقال حرارت شامل ضریب جابه جایی روغن در بازۀ 578 /83-97/4 وات بر متر مربع کلوین محاسبه و تعیین شد. نتایج بررسیها نشان داد که ضریب انتقال حرارت جابهجایی در دماهای بالا به دلیل افزایش شدت خروج رطوبت و ایجاد توربولانسی در روغن بالاتر است و سرخ کردن عمیق به شدت توسط این ضریب کنترل میشود. از این رو ضریب جابهجایی به عنوان مهمترین پارامتر در مدلسازی انتقال حرارت مطرح گردید و از آن در شبیهسازی با نرمافزار استفاده شد. هندسۀ برش سیبزمینیها دیسکی بود. معادلات ریاضی انتقال حرارت به کمک قانون فوریه حل شد و نتایج به دست آمده از حل معادلات در مدلسازی توسط نرمافزار کامسول نسخه 5.3.1 بهکار گرفته شد و توزیع دما در سطح و داخل برش با این نرمافزار مدلسازی گردید. نهایتاً توزیع دمای به دست آماده نیز ارائه شد.
مدلسازی/ شبیه سازی
محسن آزاد بخت؛ محمد جواد محمودی؛ رضا قزاق جاهد؛ محمد واحدی ترشیزی
چکیده
هدف از این تحقیق بررسی تأثیر پیش تیمارهای اهمیک و بلانچینگ (آنزیمبری) بر تغییرات خواص بیوشیمیایی هویج در فرآیند خشککردن با استفاده از روش سطح پاسخ است. نمونههای هویج بریدهشده در ولتاژ 40، 60 و 80 ولت و به مدت 3، 5 و 7 دقیقه در پیش تیمار اهمیک باقی ماندند. در پیش تیمار بلانچینگ نیز نمونههای هویج تحت هوای داغ ناشی از آب مقطر در حال جوشیدن، ...
بیشتر
هدف از این تحقیق بررسی تأثیر پیش تیمارهای اهمیک و بلانچینگ (آنزیمبری) بر تغییرات خواص بیوشیمیایی هویج در فرآیند خشککردن با استفاده از روش سطح پاسخ است. نمونههای هویج بریدهشده در ولتاژ 40، 60 و 80 ولت و به مدت 3، 5 و 7 دقیقه در پیش تیمار اهمیک باقی ماندند. در پیش تیمار بلانچینگ نیز نمونههای هویج تحت هوای داغ ناشی از آب مقطر در حال جوشیدن، به مدتزمان 5، 10 و 15 دقیقه قرار گرفتند تا فرایند پیش تیمار به صورت کامل طی شود. در این تحقیق در سه توان 360، 600 و 900 وات با استفاده از یک خشککن مایکروویو نمونههای اسلایس شده هویج خشک شد و پس از آن مقدار آنتیاکسیدان، فنل کل و فلاونوئید آزمایش و سپس با استفاده از روش سطح پاسخ نتایج بهدستآمده تحلیل شد. نتایج بررسیها نشان داد هرچه ولتاژ و زمان در پیش تیمار اهمیک و زمان در پیش تیمار بلانچینگ بیشتر باشد مقدار آنتیاکسیدان طی فرآیند خشک شدن کمتر کاهش پیدا کرده است. کمترین مقدار آنتیاکسیدان زمانی به دست آمد که ولتاژ و زمان کمترین مقدار در نظر گرفته شده بود. افزایش توان مایکروویو سبب کاهش مقدار آنتیاکسیدان شد و هرچه توان خشککردن کمتر باشد مقدار آنتیاکسیدان بیشتری از نمونههای خشکشده به دست میآید. برای مقدار فنل کل و فلاونوئید در پیش تیمار اهمیک نیز زمان و ولتاژ پیش تیمار سبب کاهش مقدار آنها شده و افزایش توان مایکروویو سبب افزایش مقدار فنل کل و فلاونوئید در نمونهها میشود. بر اساس بهینهسازیها، بهترین توان مایکروویو 360 وات، ولتاژ اهمیک 40 ولت و زمان پیش تیمار 3 دقیقه به دست آمده است.
کنترلهای غیرمخرب
رضا صیاد حق شمار؛ رضا محمدی گل؛ بابک وکیل زاده کاجی
چکیده
در تحقیق حاضر، طیفسنجی بازتابی مرئی/ فروسرخ نزدیک موج کوتاه (Vis/SWNIR) در محدوده 950-425 نانومتر بهمنظور پیشبینی شاخص مزه و سفتی بافت میوه انجیر بررسی شد. علاوه بر این، عملکرد طبقهبندهای LDA و QDA در تفکیک انجیرهای رسیده، نیمهرسیده و نرسیده بر پایه ترکیب روشهای مختلف پیشپردازش طیفی بررسی گردید. تعداد 167 میوه انجیر پس از ...
بیشتر
در تحقیق حاضر، طیفسنجی بازتابی مرئی/ فروسرخ نزدیک موج کوتاه (Vis/SWNIR) در محدوده 950-425 نانومتر بهمنظور پیشبینی شاخص مزه و سفتی بافت میوه انجیر بررسی شد. علاوه بر این، عملکرد طبقهبندهای LDA و QDA در تفکیک انجیرهای رسیده، نیمهرسیده و نرسیده بر پایه ترکیب روشهای مختلف پیشپردازش طیفی بررسی گردید. تعداد 167 میوه انجیر پس از حذف دادههای پرت برای تدوین و اعتبارسنجی مدلها انتخاب شدند. از تکنیک تحلیل مؤلفههای اصلی برای استخراج مؤلفههای اصلی طیفها استفاده شد. عملکرد مدل حداقل مربعات جزئی (PLS) و روشهای رایج پیشپردازش دادههای طیفی با شاخصهای: انحراف پیشبینی باقیمانده (RPD)، ضریب همبستگی تخمین (rp) و ریشه میانگین مربعات خطای پیشبینی (RMSEP) ارزیابی شد. کارآمدی طبقهبندها به همراه روشهای پیشپردازش نیز با درصد دقت تفکیک درست دسته نمونههای آزمون اعتبارسنجی شد. بیشترین شاخص RPD در پیشبینی سفتی بافت و شاخص مزه به ترتیب برابر 1.79 (0.845=rp و 1.64= RMSEP) و0.89 (0.215=rp و 10.90= RMSEP) در پیشپردازش ترکیبی میانگینگیری متحرک (MA) و De-trending به دست آمد. دقت تفکیک درست طبقهبندهای LDA و QDA نیز برابر 93.33 درصد (بدون پیشپردازش طیفها) به دست آمد.
مدلسازی/ شبیه سازی
فرزاد گودرزی
چکیده
میزان افت فشار استاتیک هوای در حال گذر از خلال توده محصولات کشاورزی یکی از دادههای اساسی برای انتخاب دمنده مورد استفاده در سیستمهای هوادهی یا خشک کردن آنها است. در این مطالعه با استفاده از یک دستگاه شبیهساز که متشکل از بخشهای کمپرسور هوا، دبیسنج جریان هوا، مخزن استوانهای شکل و یک فشار سنجU شکل بود، میزان افت فشار استاتیک ...
بیشتر
میزان افت فشار استاتیک هوای در حال گذر از خلال توده محصولات کشاورزی یکی از دادههای اساسی برای انتخاب دمنده مورد استفاده در سیستمهای هوادهی یا خشک کردن آنها است. در این مطالعه با استفاده از یک دستگاه شبیهساز که متشکل از بخشهای کمپرسور هوا، دبیسنج جریان هوا، مخزن استوانهای شکل و یک فشار سنجU شکل بود، میزان افت فشار استاتیک هوا در تودههایی از دو رقم سیب زمینی آگریا و مارفونا اندازهگیری و در قالب مدل ریاضی Shedd ، روابط رگرسیونی آنها با سنجههای عمق توده، ابعاد غده، درصد ناخالصی و درصد رطوبت توده تعریف شد. بر این اساس با افزایش سرعت جریان هوا، میزان افت فشار استاتیک هوا افزایش مییابد.با افزایش هر 25 سانتیمتر به عمق توده محصولات سیبزمینی اگریا، مارفونا، افت فشار استاتیک به ترتیب 1.49 و 1.53 برابر میشود. با افزایش هر2 درصد خاک و دیگر ناخالصیهای همراه توده محصول، میزان افت فشار هوا در توده سیبزمینی اگریا و مارفونا به ترتیب 1.36 و 1.33 برابر میشود. در دبی یکسان جریان، تودههای سیبزمینی با محتوای رطوبت بالاتر، افت فشار استاتیک هوای کمتری را نشان میدهند. در شرایط یکسان، افت فشار هوا در توده سیبزمینی رقم آگریا 4 تا 6 درصد بیشتر از مارفونا است.
مدلسازی/ شبیه سازی
احمد رضا حسینی؛ سید محمد علی رضوی؛ مسعود تقی زاده
چکیده
در این پژوهش، صمغ دانه مرو بر اساس روش خشک (مبتنی بر اصطکاک) استخراج شد و شرایط استخراج با استفاده از روش سطح پاسخ و در قالب طرح باکس بهنکن بهینهیابی گردید. روش استخراج خشک با هدف دستیابی به روشی اقتصادی، سریع، دوستدار محیط زیست (تکنولوژی سبز)، پیوسته، با کاربری آسان و خودکار به کار گرفته شد. متغیرهای مستقل این پژوهش شامل: سرعت روتور ...
بیشتر
در این پژوهش، صمغ دانه مرو بر اساس روش خشک (مبتنی بر اصطکاک) استخراج شد و شرایط استخراج با استفاده از روش سطح پاسخ و در قالب طرح باکس بهنکن بهینهیابی گردید. روش استخراج خشک با هدف دستیابی به روشی اقتصادی، سریع، دوستدار محیط زیست (تکنولوژی سبز)، پیوسته، با کاربری آسان و خودکار به کار گرفته شد. متغیرهای مستقل این پژوهش شامل: سرعت روتور (750، 825 و 900 دور بر دقیقه)، زاویه سایش (0، 10، 20 درجه) و فاصله سایش (1.5، 2 و 2.5 میلیمتر) بودند. تأثیر متغیرهای مستقل بر بازده استخراج، مقدار پروتئین و ویسکوزیته ظاهری (نرخ برش 46 بر ثانیه) بررسی شدند. نتایج بررسیها نشان داد که مدلهای چند جملهای درجه دوم تغییرات دادهها و تأثیر آنها را بر پاسخها بهخوبی توصیف میکند. بهینه شرایط استخراج با معیار بیشترین بازده، ویسکوزیته ظاهری و کمترین مقدار پروتئین در سرعت روتور 900 دور بر دقیقه، زاویه سایش 6.9 درجه و فاصله 2.2 میلیمتر حاصل شد که در این شرایط بازده استخراج، مقدار پروتئین و ویسکوزیته ظاهری به ترتیب برابر با 10.61 درصد، 7.02 درصد و 112 میلی پاسکال ثانیه دست آمد.
مهندسی صنایع غذایی
هادی عظیمی نژادیان؛ محمود محمودی اشکفتکی
چکیده
در تحقیق حاضر، تأثیر توان مایکروویو و ضخامت نمونهها بر ضریبهای انتقال جرم ورقههای سیبزمینی بررسی شدهاست. دادههای تجربی از خشک کردن ورقههای سیبزمینی با ضخامتهای 3.5، 5، 7 و 9 میلیمتر با چهار سطح توان مایکروویو 200، 400، 600 و 800 وات به دست آمد. از مدل تحلیل دینسر و داست برای مدلسازی فرآیند خشک کردن و تخمین ضریبهای انتقال ...
بیشتر
در تحقیق حاضر، تأثیر توان مایکروویو و ضخامت نمونهها بر ضریبهای انتقال جرم ورقههای سیبزمینی بررسی شدهاست. دادههای تجربی از خشک کردن ورقههای سیبزمینی با ضخامتهای 3.5، 5، 7 و 9 میلیمتر با چهار سطح توان مایکروویو 200، 400، 600 و 800 وات به دست آمد. از مدل تحلیل دینسر و داست برای مدلسازی فرآیند خشک کردن و تخمین ضریبهای انتقال جرم در نمونهها استفاده شد. عدد بایوت در محدود 1.299 تا 4.096 به دست آمد و با افزایش توان مایکروویو و کاهش ضخامت نمونهها بهبود یافت. ضریبهای انتشار رطوبت و انتقال جرم سطحی ورقههای سیبزمینی به ترتیب از 8-10*2.389 تا 8-10*14.681 متر مربع بر ثانیه و از 5-10*2.246 تا 5-10*7.116 متر بر ثانیه متغیر و بهطور معنیداری (در سطح احتمال 5 درصد) با افزایش توان مایکروویو و ضخامت نمونهها افزایش یافتند. انرژیهای فعالسازی انتشار رطوبت و تبخیر رطوبت سطحی به ترتیب در محدودههای 1.451-1.746 وات بر گرم و 0.712-1.323 وات بر گرم به دست آمدند.
مدلسازی/ شبیه سازی
مرتضی کاشانی نژاد؛ سید محمد علی رضوی
چکیده
در این تحقیق، اثر چربی (در دامنه 0.2 تا 5.8 درصد) و دما (در دامنه 5 تا 35 درجه سلسیوس) بر ویسکوزیته، دانسیته، رنگ و افت فشار ناشی از اصطکاک به ازای واحد طول لوله خط جریان شیر شتر بررسی و با استفاده از روش سطح پاسخ (در قالب طرح مرکبمرکزی) مدلسازی شد. نتایج آنالیز دادههای دانسیته نشان داد که با افزایش میزان چربی، دانسیته نمونهها در همه بازههای ...
بیشتر
در این تحقیق، اثر چربی (در دامنه 0.2 تا 5.8 درصد) و دما (در دامنه 5 تا 35 درجه سلسیوس) بر ویسکوزیته، دانسیته، رنگ و افت فشار ناشی از اصطکاک به ازای واحد طول لوله خط جریان شیر شتر بررسی و با استفاده از روش سطح پاسخ (در قالب طرح مرکبمرکزی) مدلسازی شد. نتایج آنالیز دادههای دانسیته نشان داد که با افزایش میزان چربی، دانسیته نمونهها در همه بازههای دمایی مورد آزمون کاهش یافته است. افزایش دما نیز منجر به کاهش دانسیته نمونههای حاوی چربی بالا شد، ولی بر نمونه حاوی 0.2 درصد چربی اثر چندانی نداشت. نتایج بررسی ویسکوزیته نشان داد که افزایش دما منجر به کاهش ویسکوزیته نمونههای حاوی چربی بالا شد. با افزایش میزان چربی، ویسکوزیته نمونهها افزایش یافت که البته افزایش ویسکوزیته ناشی از افزایش چربی در دماهای پایین بسیار بیشتر بود تا در دماهای بالا. نتایج حاصل از اندازهگیری رنگ نیز نشان داد که با افزایش چربی، تنها شاخص *b نمونهها به طور معنیدار افزایش یافته است و دما اثر معنیداری بر سایر شاخصهای رنگی نداشت. بر اساس نتایج آنالیز واریانس، هیچ یک از اثرهای خطی، درجه دوم و متقابل چربی و دما بر افت فشار ناشی از اصطکاک طول لولهنمونهها معنیدار (p> 0.05) نبود.
مدلسازی/ شبیه سازی
آسیه محمدی؛ احمد غضنفری مقدم؛ شهین نوربخش
چکیده
در این پژوهش میوه زیتون تلخ به دو صورت پوستگیری شده و پوستگیری نشده تهیه و خصوصیات سیالی آنها شامل میانگین قطر هندسی، ضریب کرویت، چگالی ظاهری، زاویۀ اصطکاک ایستایی، زاویۀ اصطکاک داخلی اندازهگیری شد. چگونگی حرکت و مقدار جریان خروجی آنها درون مخزن مکعب مستطیلی نیز بررسی و مدلسازی شد. در این بررسی، حداقل قطر خروج ...
بیشتر
در این پژوهش میوه زیتون تلخ به دو صورت پوستگیری شده و پوستگیری نشده تهیه و خصوصیات سیالی آنها شامل میانگین قطر هندسی، ضریب کرویت، چگالی ظاهری، زاویۀ اصطکاک ایستایی، زاویۀ اصطکاک داخلی اندازهگیری شد. چگونگی حرکت و مقدار جریان خروجی آنها درون مخزن مکعب مستطیلی نیز بررسی و مدلسازی شد. در این بررسی، حداقل قطر خروج از مخزن برای میوه پوستگیری شده و پوستگیری نشده بهترتیب 4/4 و 3/6 سانتیمتر بهدست آمد. مقایسه مقدار جریان خروجی از دهانهای با قطر 5/5 سانتیمتر نشان میدهد که سرعت جریان خروجی میوه پوستگیری شده و پوستگیری نشده بهترتیب برابر با 586 و 554 سانتیمتر مکعب در ثانیه است. در مخزن سه منطقه افزایش سرعت، کاهش سرعت و افزایش مجدد سرعت از یکدیگر قابل تمایز بود. برای بیان موقعیت افقی دانه بهصورت تابعی از زمان یک تابع نمایی و برای بیان موقعیت عمودی و سرعت لحظهای بهصورت تابعی از زمان دو رابطه درجه سه پیشنهاد شد که با ضریب تبیین بالا از دادههای آزمایشگاهی عبور کردند. سرعت جریان در دهانه خروجی بهصورت تابعی از قطر دهانه با استفاده از دو مدل بورلو و گرگوری بررسی شد. مقایسه این دو نشان میدهد که مدل بورلو با 997/0=R2 بهتر از مدل گرگوری در دادههای آزمایشگاهی برازش شده است.