بخشی از مقاله
چکیده:یکی از عواملی که سبب ضایعات قابل ملاحظه نان در کشور ایران شده، و کمتر به آن توجه می شود ضایعات ناشی از فرآیند پخت درنانوایی هاست.به منظور بدست آوردن معادلات حاکم بر تنور های متحرک پخت نان فانتزی، اولین گام بررسی مکانیزم های انتقال حرارت و انتقال جرم ،وپارامتر های موثر در تسریع پدیده های انتقال، درنان می باشد.
در این پروژه سعی بر این است با استفاده از اصول انتقال حرارت و جرم، شیبه سازی ریاضی تنورهای تونلی پخت نان فانتزی انجام شود ،تا از این طریق بتوان با حل عددی معادلات حاکم بر دستگاه و بهینه سازی پارامتر های حاکم بر آن، همانند سرعت تسمه نقاله در مصرف سوخت وانرژی صرفه جویی کرد و در عین حال نانی با کیفیت مطلوب داشت.
.1مقدمه1
نان سهم زیادی در سبد غذایی انسانها دارد وجود مصرف کنندگان نان در سراسر دنیا نشان دهنده نقش مهم آن در تغذیه بین الملل می باشد.تهیه و تولید نان های مسطح و نازک وسایر نان ها بدون کاربرد تکنولوژی نمی تواند در طویل المدت ادامه یابد . تاریخچه ی تولید و مصرف نان در جهان نشان داده است که ابتدا نان به صورت نازک و مسطح تولید می گردید لیکن به مرور، حجیم و در کشور های پیشرفته جهان به شکل کاملا حجیم درآمده است .
اصولا تولید نان های نازک و مسطح به دلیل آنکه سریعا خشک و بیات شده و دارای ضایعات زیادی می باشند صرفه اقتصادی ندارد کوره های تونلی یکی از انواع کوره هایی هستند که برای پخت کیک، بیسکوءیت و نان بکار برده می شوند. این کوره ها نگرانی های عمده نانوایان اعم از مصرف بی رویه انرژی در تولید انبوه را برطرف می کنند.
تحقیقات انجام شده بر روی تنور های پخت کیک می توان به مقاله نوشته شده توسط بیک و همکاران در سال 1999 میلادی ،اشاره کرد.[1]این مقاله شرایط پخت کیک درون تنور های تونلی نوع الکتریکی و نوع گازی را بررسی کرده است. در ادامه می توان به تلاش های مای رید و همکاران در سال2003 میلادی اشاره کرد که در آن دما و سرعت هوا و دمای دیواره های تنور های تونلی برای پخت بیسکوءیت توسط شبیه سازیCFD پیش بینی شده است ودر نهایت نزدیکی نتایج تجربی و نتایج عددی مشاهده شده است.[2] در تحقیقاتی که توسط فهلول و همکاران - - 1993صورت گرفته است
انتقال حرارت بر روی تنور های پیوسته پخت بیسکوئیت رانشان می دهد که در این تحقیق واحد محفظه پخت شامل نوار نقاله ،دیواره های جانبی وفضای داخلی محفظه پخت و بیسکویت ها می باشد.نوار نقاله با حرکت خود از داخل این محفظه، بیسکویت ها را باخود حمل می کندکه حرارت لازم برای پخت راتوسط واحد دیواره های داخلی از واحد منبع حرارت دریافت و جذب می کند [3].
این مدل حالت پایدار دارد و انتقال حرارت در یک جهت انجام می شود و اجسام درون فر اجسام خاکستری در نظر گرفته میشوند.[3] ازجمله مطالعات انجام گرفته ی دیگر میتوان به تحقیقات - طاهری نجف آبادی و همکاران، - 1387 در مقاله مطالعه تئوری و تجربی فرآیند پخت نان در دستگاه های پخت به روش حرارت دهی غیر مستقیم اشاره کرد.
در این تحقیق یک دستگاه تونلی پخت نان بوسیله مدل ریاضی شبیه سازی شده و صحت این مدل با با توجه به داده های تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در تحقیق حاضرسعی شده با استفاده از اصول انتقال جرم و انتقال حرارت شبیه سازی ریاضی کوره های تونلی متحرک پخت نان فانتزی انجام شود و معادلات حاکم بر این دستگاه بدست آورده شود.باتوجه به حجیم بودن نان های فانتزی معادلات حاکم بر این دستگاه باید در دو راستا بررسی شود واین ویژگی است که تحقیق حاضر را از پژوهش های موجود متمایز می سازد.
.2 فرضیات
تنور مورد نظر بصورت یک مکعب مستطیل می باشد که درون آن یک تسمه نقاله حرکت می کند. در سقف و کف این تنور مشعل هایی وجود دارد که از سوخت شهری برای شعله ور شدن آنها استفاده می شود،جلوی مشعل ها در سقف و کف این تنور صفحه هایی وجود دارد که بصورت سپر کشیده شده وخمیر بطور پیوسته بر روی یک تسمه نقاله که در طول تنور کشیده شده و بایک سرعت ثابت حرکت می کند میریزد.
در تنور های پخت نان دو معادله اصلی ،که عبارتند از معادله انتقال جرم و معادله انتقال حرارت ،حاکم هستند. 69 درصد حرارت جذب شده توسط خمیر از طریق تشعشع،28 درصد از طریق جابجایی و3درصد از طریق هدایت صورت می گیرد که مقدار درصد هدایت به نوع نوار نقاله بستگی دارد.[4] هنگامی که نان درون فر قرار می گیرد دمای سطح نان به سرعت شروع به افزایش می کند در حالی که در نقاط داخلی آن این تغییرات کندتر است.
با افزایش دما فشار بخار جزئی در منافذ افزایش یافته و بدین معنی است که فشار بخار جزئی در نزدیک سطح در نقاط داخلی و سردتر نان بیشتر است و رطوبت به شکل بخار به نقاط داخلی منتقل می شود تا فشار بخار به نقاط تعادلی برسد .[5]به دلیل انتقال همزمان گرما و جرم درون نان،توجه به هر دو مکانیزم در مدل سازی لازم است .چرا که انتقال گرما از طریق ترم تبخیر رطوبت در معادله گرما به انتقال جرم وابسته می شود.
مدت زمان پخت به شرایط داخل تنور بستگی دارد در طراحی این تنور فرضیات زیر در نظر گرفته شده است: مدل حالت پایدار دارد.توزیع دمادر دو جهتr وz انجام می گیرد و در جهت ناچیز در نظر گرفته شده است.سرعت و دمای تسمه نقاله در سرتاسر فرآیند ثابت است.دمای گاز در سرتاسر تنور ثابت می باشد.اجسام درون تنور بصورت جسم خاکستری در نظر گرفته شده اند و انتقال حرارت در دوجهت صورت می گیرد.
