Προσομοίωση και βελτιστοποίηση της θερμικής επεξεργασίας αλλαντικών (σαλαμιού γαλοπούλας) με τη χρήση υπολογιστικής ρευστοδυναμικής σε βιομηχανικό επίπεδο

Abstract

Η υπολογιστική ρευστοδυναμική είναι ένα πολύτιμο εργαλείο στη μελέτη της προσομοίωσης και της βελτιστοποίησης διαφόρων παραγωγικών διαδικασιών στα πλαίσια μια βιομηχανίας τροφίμων. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η χρήση της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής σε βιομηχανικό επίπεδο, στη μελέτη της θερμικής επεξεργασίας καπνιστών αλλαντικών με βάση τη γαλοπούλα, κατά την οποία θα προσομοιωθεί σε τρισδιάστατο περιβάλλον η λειτουργιά ενός βιομηχανικού φούρνου. Ειδικότερα με τη χρήση του λύτη Fluent προσομοιώθηκε το προφίλ λειτουργιάς ενός βιομηχανικού φούρνου θέρμανσης αλλαντικών που χρησιμοποιούταν από μια βιομηχανία αλλαντικών και παράλληλα προταθήκαν εναλλακτικά προφίλ λειτουργιάς με σκοπό την εύρεση της χρυσής τομής μεταξύ θερμικής επεξεργασίας, από μικροβιολογικής άποψης, των αλλαντικών και οικονομικότερης λειτουργιάς του φούρνου. Τα αποτελέσματα της μελέτης καταδεικνύουν ότι μεταξύ των προφίλ λειτουργιάς του φούρνου (σταθερά προφίλ και εναλλασσόμενο) , πιο αποτελεσματικό από πλευράς καταπολέμησης της Salmonella spp. στο σύνολο των αλλαντικών του φούρνου και οικονομικότερης λειτουργιάς ήταν εκείνο στο οποίο μεταξύ των δυο σειρών ακροφυσίων του φούρνου υπήρχε εναλλαγή ταχύτητας ώστε το συνολικό άθροισμα λειτουργιάς των δυο σειρών κάθε στιγμή να παραμένει σταθερό έναντι αυτών με σταθερή.

Computational fluid dynamics is a precious tool in the study of simulation and the optimization of various processes in food industry. Aim of present study is the use of computational fluid dynamics in industrial level, in the study of thermal treatment of smoked turkey baloney, in which the operation of an industrial oven will be simulated in a fully three-dimensional environment. More specific with the use of a computational fluid dynamics solver, which in that case is Fluent®, the profile of operation of the industrial oven (used by the specific industry in which the experimental part of the study took place) was simulated and a also a variety of alternative operating profiles were proposed in order the most beneficial combination of thermal procedure and energy consumption to be found. The results of the study show that between the oven operating profiles (industry profile, regular profiles and the profile in which the airflow between the two blower ducts is going from high to low reversely and at any moment the airflow sum remains steady), the one that combines effectiveness in the thermal reduction of Salmonella spp. and normal energy consumption is the profile with reversely airflow between the two blower ducts.