بخشی از مقاله
چکیده:
گوجه فرنگی یکی از مهمترین مواد غذایی در صنعت مواد غذایی جهان می باشد. در کشور ایران نیز سطح زیر کشت قابل توجهی را به خود اختصاص داد است. این محصول پس از برداشت هنوز در حال تنفس بوده و در زمان حمل ونقل و انبار دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی می شود، بنابراین در انبار گوجه فرنگی باید توزیع یکنواخت هوای خنک وجود داشته باشد تا ضایعات به حداقل برسد.
به منظور بررسی عبور جریان هوا در توده گوجه فرنگی یک توده از این محصول از مزارع منطقه فریدن اصفهان به طور تصادفی انتخاب شد. سپس خواص فیزیکی آنها با استفاده از کولیس، ترازوی دیجیتال و استوانه مدرج مشخص شد. سپس با دستگاه ساخته شده میزان عبور هوا از توده گوجه فرنگی بررسی شد، در پایان این مراحل توسط نرم افزار فلوئنت و روش دینامیک سیالات محاسباتی - - CFDشبیه سازی شد. نتایج نشان داد با استفاده از نرم افزار فلوئنت میتوان جریان هوای انبار های نگهداری گوجه فرنگی را شبیه سازی نمود.
.1 مقدمه
گوجه فرنگی یکی از مهمترین مواد غذایی در صنعت مواد غذایی جهان می باشد. در کشور ایران نیز سطح زیر کشت قابل توجهی را به خود اختصاص داده وحتی درباغچه های خانگی نیز کشت می شود. این محصول پس از برداشت هنوز در حال تنفس بوده و در زمان حمل و نقل و انبارداری دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی می شود. از طرفی کاهش آب موجود درآن باعث تغییر کیفیت محصول می شود. موارد فوق بیشتر به شرایط محیطی انبار گوجه فرنگی مثل دما ورطوبت نسبی بستگی دارد
انبار داری گوجه فرنگی در دماهای پایین باعث حفظ کیفیت گوجه فرنگی نسبت به دماهای بالا می باشد واین به خاطر کاهش در میزان تنفس، تعرق وتولید اتیلن می باشد. دمای انبار دارای نقش مهمی در حفظ کیفیت این محصول پس از برداشت می باشد
بهترین دمای نگهداری گوجه فرنگی در انبار 10 تا 15 درجه سانتیگراد وبهترین میزان رطوبت نسبی 85 تا 95 درصد می باشد. در این شرایط آسیبهای ناشی یخ زدگی محصول به حداقل می رسد.[3] چوراسی با استفاده از نرم افزار فلوئنت به شبیه سازی انبار سیب زمینی پرداخت و از نتایج آن برای طراحی انبار سیب زمینی استفاده کرد.
برای نگهداری یکنواخت دما در تمام توده محصول، هوای ورودی به جعبه های حاوی محصول با ید به طور یکنواخت تقسیم شود تا تمام توده گوجه فرنگی به طور یکنواخت خنک شود.بنابراین شرایط عبور هوا از یک توده گوجه فرنگی مورد آزمایش قرارگرفت ونتایج با نرم افزار فلوئنت ورژن 6-3-26 شبیه سازی شد .
.2 مواد وروشها - 1- 2 نمونه های آزمایشی وخواص فیزیکی آنها
به منظور بررسی عبور جریان هوا در توده گوجه فرنگی یک توده از این محصول از مزارع منطقه فریدن اصفهان به طور تصادفی انتخاب شد. شکل - . - 1 سپس خواص فیزیکی آنها با استفاده از کولیس، ترازوی دیجیتال و استوانه مدرج مشخص شد. سپس برای تعیین درصد تخلخل از رابطه - 1 - استفاده شد
از این رابطه میتوان نتیجه گرفت به هر میزان گوجه فرنگی های داخل سبد درشت تر باشند درصد تخلخل بیشتری دارند وهوا به راحتی از داخل آنها عبور می کند وسریعتر خنک می شوند ولی هرچه درصد تخلخل کمتر باشد مقاومت به عبور هوا بیشتر است وباید سیستم خنک کننده با فشار بیشتری کار کند.
- 2-2 دستگاه تعیین افت فشار استاتیک
دستگاهی که برای سنجش میزان افت فشار استاتیک جریان هوا به کارگرفته شد درشکلهای - 2 - و - - 3نشان داده شده است
شکل - 1 - نمونه های آزمایشی گوجه فرنگی
هوا توسط یک کمپرسورمدل c-20 ساخت شرکت ناکامورای ژاپن به داخل مخزن دمیده شد. دامنه کاری این کمپرسور بین 144 تا 360 متر مکعب بر ساعت وقدرت آن 200 وات بود. برای یکنواخت شدن جریان هوا، مخزن ورودی هوا با ارتفاع 70 سانتیمتر وقطر40 سانتیمتر در نظر گرفته شد. ارتفاع مخزن محصول 130 سانتیمتر و قطر آن نیز40 سانتیمتر در نظر گرفته شد. بین مخزن ورودی هوا و مخزن محصول یک صفحه مشبک قرار داده شد تا علاوه بر نگهداری محصول - به عنوان کف مخزن - به یکنواختی توزیع جریان هوا در محصول کمک کند.
انتهای فوقانی مخزن اصلی باز بود وهوا در انتهای مسیر خود از آن خارج می شد. روی بدنه مخزن نیز دو شیر خروجی به فاصله100 سانتیمتر تعبیه شد. شیر پایینی در ارتفاع 5 سانتیمتری کف مخزن اصلی قرارگرفت وبه عنوان نقطه مبنا در نظر گرفته شد برای اندازه گیری اختلاف فشار در ارتفاع1 متری محصول ازیک فشارسنج Uشکل استفاده شد.
شکل - 2 - دستگاه به کاررفته برای اندازه گیری
شکل - 3 - شمای دستگاه به کاررفته برای اندازه گیری افت فشار هوا در توده گوجه فرنگی افت فشار هوا در توده گوجه فرنگی
- 3- 2 اندازه گیری مقاومت توده گوجه فرنگی به عبور جریان هوا
برای اندازه گیری افت فشار استاتیک هوای عبوری از داخل توده گوجه فرنگی آزمایشهایی در سه تکرار انجام شد. هر تکرار شامل توزین توده گوجه فرنگی، پر کردن مخزن دستگاه، اندازه گیری اختلاف فشار استاتیک محصول - میلیمتر آب - در چهار سرعت جریان هوا 0/06 0 /04 - ،0/08 وm 3 0/1 - وتخلیه مخزن بود. برای اندازه گیری سرعت جریان هوا از بادسنج مدل sAVM -05 ساخت شرکت پروای تایون استفاده شد. در تمام آزمایش ها اختلاف فشار برای 1 متر از ارتفاع محصول اندازه گیری شد. مانومتر نیزتوسط لوله های رابط به دو شیر خروجی مخزن متصل می شد.
- 4-2 شبیه سازی توده گوجه فرنگی توسط نرم افزار فلوئنت
پس از انجام آزمایش نمونه های گوجه فرنگی با دستگاه ساخته شده، جهت مقایسه نتایج با نتایج شبیه سازی از نرم افزار فلوئنت ورژن6-3استفاده شد. این نرم افزار توانایی انجام کارهای مختلفی از قبیل شبیه سازی جریانهای تراکم پذیر1 وتراکم ناپذیر2 شبیه سازی ساختارهای دورانی یا ثابت 3، شبیه سازی جریانهای غیر لزج، لزج آرام ولزج آشفته داخلی یا خارجی وشبیه سازی محیطهای متخلخل مثل توده گوجه فرنگی وسایر محصولات کشاورزی را دارد
