بخشی از مقاله
چکیده:
شبیهسازی انتقال حرارت در پخت مواد غذایی کاربرد وسیعی در راستای شناخت فرآیند پخت، بهبود کیفیت پخت و سایر پارامترهای طبخ این مواد دارد. سهم عمدهای از وعدههای غذایی را گوشت قرمز تشکیل میدهد که این امر توجه به روشهای پخت مطبوع و لذیذ آن را حائز اهمیت کرده است، در تحقیق پیشرو پخت گوشت قرمز مورد بررسی قرار گرفته است، دو نمونه گوشت، با شکل نامنظم - گوشت ران و گوشت بوقلمون - به عنوان نمونه آزمایشی بررسی شده و با استفاده از روش عددی المان محدود و حل معادله انرژی پخت محصول، توزیع دمای درون گوشت حاصل شده است.
توزیع دما در زمانهای مختلف پخت و در نقاط متفاوت از نمونه آزمایشی، استخراج شده و برای دو نمونهی گوشت ران و بوقلمون با هم مقایسه شده است در نتیجه مشخص شد بهدلیل اینکه متوسط ضریب نفوذ حرارتی گوشت بوقلمون از ران بیشتر است، زمان پخت گوشت بوقلمون 920 ثانیه بهدست آمد که در مقایسه با گوشت ران کمتر میباشد.
-1 مقدمه
گوشت پخته شده از ابتدا تا به امروز یکی از اصلیترین غذاهای انسان به شمار میرود. پختن گوشت به نحوی مطبوع و لذیذ همواره مورد توجه انسان و آشپزان بوده است. شیبه سازی پخت انواع گوشت توسط محققان زیادی با فرضیات مختلف بررسی شده است. یکی از پارامترهای موثر در کیفیت پخت گوشت زمان نگهداری آن در معرض حرارت میباشد که درگذشته آشپزان با تجربه یا سعی و خطا به زمانی مناسب دست پیدا میکردند. از دیگر پارامترهای مهم پخت گوشت نحوهی توزیع دما در قسمتهای مختلف آن است.
انتقال گرما بخاطر تغییر جهت است که یکی از شرایط مهم تلقی میشود و برای مدلسازی پردازش گرمایی محصولات گوشتی استفاده میشود. تغییر جهت شامل حرکت انرژی گرمایی میان سیال - آب،هوا - است. - آذین آتشزر و همکاران، - 1394 در این مطالعه نحوه توزیع دما و زمان مناسب پخت گوشت مورد بررسی قرار گرفته است. توزیع دما در یک تکه گوشت به پارامترهای مختلفی بستگی دارد. نحوهی حرارتدهی و دمای منبع حرارتی از عوامل موثر در توزیع دما و زمان پخت به شمار میروند.
نحوه حرارتدهی به گوشت تنوع زیادی دارد: قرار دادن گوشت در آب جوش، حرارتدهی با آتش مستقیم که منشا آتش نیز متنوع است، حرارت در مایکروفر و غیره. که در این جا حرارتدهی و پخت گوشت در آب جوش صورت میگیرد. نوع گوشت و ترکیب درصد اجزای آن - چربی، پروتئین و... - نیز از عوامل مهم در زمان پخت و توزیع دما به شمار میروند. فرایندهای پختن و سرخ کردن با افت جرمی همراه است. آب در طی فرایند گرمایی مواد جامد با مکانیسمهای مختلف مانند انتشار مولکولی،جریان فشار آب،انتشار مویی، انتشار گرمایی انتقال داده میشوند.
سرعت تبخیر یکی از متغیرهایی میباشد که میزان افزایش گرمایی و سرعت آب را نشان میدهد و بدان معنی است که در طی فرایند گرمایی مواد غذایی در دماهای بالا این تبخیر صورت میپذیرد.قدرت نفوذپذیری مواد غذایی در طی پخت منجر به تغییرات در میکرو ساختار میشود. - منیره نیسانی و همکاران، - 1394نوع گوشت از آنجا که در ضریب نفوذ حرارتی هدایتی، ظرفیت گرمایی ویژه و دانسیته گوشت تاثیر دارد،موثر خواهد بود. در این مطالعه از رابطههای مارکوتی و همکاران برای محاسبه ضریب انتقال حرارت هدایتی، ظرفیت گرمایی ویژه و دانسیته استفاده شده است. - هولتز و همکاران،1986؛ ابز و همکاران - 2002
روشهای عددی نیز در سالهای اخیر به مراتب در صنابع غذایی جهت تحلیل رفتار پخت غذا استفاده شده است برای مثال پترو و همکاران از این روش در تحلیل رفتار خشک شدن زردآلو استفاده کردند. - پترو و همکاران ، - 2017 و یا چیرا و همکاران از روش المان محدود جهت بررسی ایزوله کردن سبزیجات استفاده کردند. - چیرا و همکارن ، - 2017
-2 تئوری:
روش پخت گوشت در نظر گرفته شده برای بررسی در این مطالعه، قرار دادن آن درون آب جوش 100 c است. در اینجا از نفوذ آب به درون گوشت صرفنظر شده است. - Tran et. al., 2002; Siripon et. al., 2002 - بنابراین انتقال حرارت به درون گوشت از طریق توده آب نداریم. در رابطه 2، 0دمای اولیه گوشت و نیز دمای مرجع فرض شده است.
ضریب نفوذ حرارتی ،x طول مشخصه،g شتاب گرانشی ، دمای سطح، ∞ دمای محیط اطراف و ویسکوزیته سینماتیکی میباشد. - فرزاد معیار برای پختن گوشت طبق نظر پورلیس و سالوادوری - پورلیس و سالوادور، - 2010 رسیدن دمای مرکز گوشت به 71 c است. فرضیات حل معادلهی بالا به صورت زیر است: از تغییرات حجم گوشت صرفنظر شده است فرض شده است که گوشت تا آخر شکل خود را حفظ میکند. -1آب به درون گوشت نفوذ نمیکند.
1گوشت- کاملاً همگن است.
-2شرایط مرزی در تمام اطراف گوشت یکسان است.
-3ضریب انتقال حرارت جابجایی آب در حال جوش نسبت به ضریب انتقال حرارت هدایتی گوشت خیلی بزرگتر است بنابراین شرط مرزی دما ثابت - - 100 c در اطراف گوشت در نظر گرفته شده است.
-4ضریب انتقال حرارت هدایتی، ظرفیت گرمایی ویژه و دانسیته گوشت تابع دما و ترکیب درصد اجزا است.
5گوشت- کاملاً در آب غوطهور است.
-6 از تولید یا مصرف حرارت در گوشت صرفنظر شده است.
