پایان نامه محاسبه و ارزیابی اثر پارامترهای مختلف بر نحوه توزیع دما در نان طی فرایند پخت به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

 پایان نامه رشته صنایع غذایی

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد دامغان
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی-صنایع غذایی
عنوان:
محاسبه و ارزیابی اثر پارامترهای مختلف بر نحوه توزیع دما در نان طی فرایند پخت به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

سال تحصیلی1392-1391
 
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده و استاد راهنما در سایت درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده و استاد راهنما موجود است)


 
 
 
فهرست مطالب
چکیده1
فصل اول  مقدمه.2
1-1معرفی .3
1-1-1 تاریخچه نان3
1-1-2 نان در تاریخ4
1-1-3 نان در ایران5
1-1-4 نان در فرهنگهای گوناگون7
1-2 ریز مغذی های موجود در نان7
1-2-1سبوس گندم .9
1-3 انواع نان. 10
1-4 مقایسه انواع نان .11
1-4-1-مقایسه بین نان های حجیم و نیمه حجیم.11
1-4-2 مقایسه انواع نان های سنتی ایرانی.12
1-5 آرد مصرفی در تولید نان.13
1-6 تغییر الگوی تولید نان و کاهش ضایعات .14
1-7 روش های نگهداری نان.14

الف

1-8 نانهای فانتزی حجیم و نیمه حجیم.15
1-9 نان صنعتی15
1-9-1 خط تولید نان صنعتی.16
1-9-2 شرح فرآیند تولید .17
1-10 بررسی نقاط قوت و ضعف تکنولوژیهای مرسوم در فرآیند تولید33
فصل دوم  پیشینه تحقیق.35
2-1 مقدمه36
2-2مروری بر کارهای گذشته37
فصل سوم  آشنای با نرم افزار فلوئنت.44
3-1 مقدمه45         3-2 اهمیت انتقال حرارت و جریات سیال .45
3-3 متد های پیشگویی46
3  -3-1 امتیازات یک محاسبه تئوری47
3-3-2 نارسایی های محاسبه تئوری.48
3-3-3 انتخاب متد پیش گویی49
3-4 CFD چیست؟49
3-4-1 یک برنامه CFD  چگونه کار می کند؟.51
3-4-2 توانایی نرم افزار فلوئنت53
3-5 آشنایی کلی با نرم افزار و قابلیت های آن.54
3-5-1 مقدمه.55
3-5-2 ساختار برنامه.56

ب

3-5-3 قابلیت های  برنامه57
3-5-4 دید کلی از نرم افزار فلوئنت.58
3-5-5 اجرا کردن نرم افزار فلوئنت62
3-5-5-1 محاسبه گر یک دقته و دو دقته62
3-5-5-2 اجرا نرم افزار فلوئنت در سیستم عامل62
3-5-5-3 انتخاب شیوه محاسباتی و فرمول بندی.63
3-5-5-4 وارد کردن شبکه.64
3-5-5-5 تعریف شرایط مرزی68
فصل چهارم فرضیات شبیه سازی و معادلات88
4-1 مقدمه89
4-2 شبکه بندی97
4-2-1 نان سنگک با شبکه بندی نوع اول.97
4-2-2 نان سنگک با شبکه بندی نوع دوم99
4-2-3 نان بربری گرد با حفره های منظم.100
4-2-4 نان بربری گرد با حفره های نا منظم.101
4-2-5 نان بربری دراز با حفره های منظم102
4- 2- 6نان بربری دراز با حفره های نا منظم103
4-3 معادلات 105
4-4 شرایط مرزی.106

ج

4-5 خواص فیزیکی.106
فصل پنجم نتایج شبیه سازی.108
5-1 مقدمه109
5-2 کانتورهای مربوط به نان سنگک.109
5-3 کانتورهای مربوط به نان بربری129
5-3-1 کانتورهای مربوط به نان بربری دراز با شبکه بندی (مش) منظم 129
5-3-2 کانتورهای مربوط به نان بربری دراز با شبکه بندی (مش) نا منظم.138
5-3-3کانتورهای مربوط به نان بربری گرد با شبکه بندی (مش) منظم.149
5-3-4کانتورهای مربوط به نان بربری گرد با شبکه بندی (مش)نا منظم .160
فصل ششم نتیجه گیری.166
ضمائم169
پیوست الف169
پیوست ب172
منابع و ماخذ.180
 
 
 
 
 

د

 
 
 
 
 فهرست جدول ها
جدول 3-1 منوهای مورد استفاده در هر مرحله.61
جدول 3-2تقسیم بندی انواع نواحی69
جدول3-3 پیش فرضهای تنظیم شده در سیستم SI برای شرط مرز ورودی سرعت77
جدول3-4 پیش فرضهای تنظیم شده در سیستم SI برای شرط مرز ورودی جریان جرمی81
جدول الف-1 مقایسه مشخصات نان سنتی و صنعتی170
جدول الف-2 ادامه مقایسه مشخصات نان سنتی و صنعتی.171
جدول ب-1 استاندارد ملی نان177
جدول ب-2 مشخصات نان.179
 
 

ه

 
 
 
 
 
فهرست نمودارها
نمودار 4-1 مقادیر ضریب هدایت حرارتی ارائه شده توسط وونگ و زو107
نمودار 4-2 مقادیر ظرفیت حرارتی ویژه ارائه شده توسط وونگ و زو.107
نمودار5-1 تغییرات درجه حرارت نسبت به زمان پخت نان سنگک127
نمودار5-2 تغییرات درجه حرارت نسبت به زمان پخت نان بربری دراز با شبکه بندی منظم137
نمودار5-3 تغییرات درجه حرارت نسبت به زمان پخت نان بربری دراز با شبکه بندی نا منظم147
نمودار5-4 تغییرات درجه حرارت نسبت به زمان پخت نان بربری گرد با شبکه بندی منظم158
نمودار5-5 تغییرات درجه حرارت نسبت به زمان پخت نان بربری گرد با شبکه بندی نا منظم164
 

و


 
 
 
 
فهرست شکل ها
شکل 1-1 تشریح فرآیند تولید نان صنعتی 17
شکل 1-2 دستگاه اتو ماتیک آماده ساز خمیر غیر پیوسته20
شکل 1-3 دستگاه اتو ماتیک آماده ساز خمیر پیوسته.21
شکل 1-4 دستگاه مخلوط کن دارای تغار دوار23
شکل 1-5 دستگاه چانه گیر اتو ماتیک محفظه ای27
شکل 1-6 نمای شماتیک ذستگاه چانه گیر اتوماتیک محفظه ای.27
.شکل 1-7 فر چند طبقه ای.30
شکل 1-8 فر تونلی.31
شکل1-9 نمایی از فر تونلی با تغییرات درجه حرارت32
شکل2-1 نمایی از فر تونلی شبیه سازی شده توسط میراده.38

ز

 
شکل2-2 نمای شماتیک فر با سینی متحرک مدل شده توسط تردتای.39
شکل2-3 فر نان صنعتی مورد مطالعه ونگ و زو.40
شکل 2-4 فر الکتریکی مورد مطالعه توسط چانول و. آنیشاپروین.41
شکل2-5. نتایج حاصل از شبیه سازی چانول برای درجه ژلاتینه شدن وتغییرات دما داخل نان41
شکل2-6 نمای از فر با سینی های چرخان.42
 
شکل 4-1 نمای شماتیک از نان سنگک مدل شده.90
شکل 4-2 نمای شماتیک ازتنور نان سنگک مدل شده.91
شکل4-3 نمای شماتیک از نان بربری گرد با آرایش حفره های مربعی.92
شکل 4-4 نمای شماتیک ازنان بربری گرد با آرایش حفره های مثلثی.92
شکل 4-5 نمای شماتیک ازنان بربری دراز با آرایش حفره های مثلثی93
شکل 4-6 نمای شماتیک از نان بربری دراز با آرایش حفره های مربعی.93
شکل 4-7 نمای شماتیک از تنورنان بربری94
شکل 4-8 نمای شماتیک از قرار گرقتن نان سنگک درون تنور.95
شکل 4-9 نمای شماتیک از قرار گرفتن نان بربری دراز درون تنور.96
شکل 4-10 نمای شماتیک از قرار گرفتن نان بربری گرد درون تنور.96
شکل 4-11 نمای تنور نان سنگک شبکه بندی هرم های 4 وجهی97

ح

شکل 4-12نمایی از نان سنگک شبکه بندی شده با هرم های 4 وجهی98
شکل 4-13 نمای تنور نان سنگک شبکه بندی منشور های 5 وجهی99
شکل 4-14نمایی از نان سنگک شبکه بندی شده با منشور 5 وجهی.99
شکل 4-15 نمای تنور نان بربری شبکه بندی شده100
شکل 4-16نمای شبکه بندی نان بربری گرد با حفره های منظم101
شکل 4-17نمای نزدیک شبکه بندی نان بربری گرد با حفره های منظم101
شکل 4-18 نمای نان بربری گرد  شبکه بندی شده با حفره های نا منظم102
شکل 4-19 نمای  نردیک از نان بربری گرد  شبکه بندی شده با حفره های نا منظم102
شکل4-20نمای نان بربری دراز شبکه بندی شده با حفره های منظم هرم های 4 وجهی103
شکل 4-21نمای نزدیک نان بربری دراز شبکه بندی شده با حفره های منظم.103
شکل4-22نمای نان بربری دراز شبکه بندی شده با حفره های نا منظم هرم های 4 وجهی104
شکل4-23نمای نزدیک نان بربری دراز شبکه بندی شده با حفره های  نا منظم هرم های 4 وجهی.104
شکل5-1 کانتور توزیع دما در بالای نان در زمان 61 ثانیه.110
شکل5-2 کانتور توزیع دما در پایین نان در زمان 61 ثانیه110
شکل5-3 کانتور توزیع دما مقطع افقی تنور در زمان 61 ثانیه111
شکل5-4 کانتور توزیع سرعت مقطع افقی تنور در زمان 61 ثانیه.111
شکل5-5 کانتور توزیع دما مقطع عرضی تنور در زمان 61 ثانیه.112

ط

شکل5-6 کانتور توزیع دما در بالای نان در زمان 161 ثانیه113
شکل5-7 کانتور توزیع دما درپایین نان در زمان 161 ثانیه.113
شکل5-8 کانتور توزیع دما مقطع افقی تنور در زمان 161 ثانیه113
شکل5-9 کانتور توزیع سرعت مقطع افقی تنور در زمان 161 ثانیه.114
شکل5-10 کانتور توزیع دما مقطع عرضی تنور در زمان 161 ثانیه114
شکل5-11 کانتور توزیع دما در بالای نان در زمان 261 ثانیه.116
شکل5-12 کانتور توزیع دما درپایین نان در زمان 261 ثانیه116
شکل5-13 کانتور توزیع دما مقطع افقی تنور در زمان 261 ثانیه.117
شکل5-14 کانتور توزیع سرعت مقطع افقی تنور در زمان 261 ثانیه.117
شکل5-15 کانتور توزیع دما مقطع عرضی تنور در زمان 261 ثانیه118
شکل5-16 کانتور توزیع دما در بالای نان در زمان 361 ثانیه.119
شکل5-17کانتور توزیع دما در پایین نان در زمان 361 ثانیه119
شکل5-18 کانتور توزیع دما مقطع افقی تنور در زمان 361 ثانیه120
شکل5-19 کانتور توزیع سرعت مقطع افقی تنور در زمان 361 ثانیه.120
شکل5-20 کانتور توزیع دما مقطع عرضی تنور در زمان 361 ثانیه121
شکل5-21 کانتور توزیع دما در بالای نان در زمان 461 ثانیه122
شکل5-22 کانتور توزیع دما در پایین نان در زمان 461 ثانیه.122

ی

شکل5-23 کانتور توزیع دما مقطع افقی تنور در زمان 461 ثانیه.123
شکل5-24 کانتور توزیع سرعت مقطع افقی تنور در زمان 461 ثانیه.123
شکل5-25 کانتور توزیع دما مقطع عرضی تنور در زمان 461 ثانیه124
شکل5-26 کانتور توزیع دما در بالای نان در زمان 561 ثانیه.125
شکل5-27 کانتور توزیع دما در پایین نان در زمان 561 ثانیه.125
شکل5-28 کانتور توزیع دما مقطع افقی تنور در زمان 561 ثانیه126
شکل5-29 کانتور توزیع سرعت مقطع افقی تنور در زمان 561 ثانیه.126
شکل5-30 کانتور توزیع دما مقطع عرضی تنور در زمان 561 ثانیه127
شکل5-31 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 71 ثانیه.129
شکل 5-32 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری دراز در زمان 71 ثانیه129
شکل5-33 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه.130
شکل5-34 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه130
شکل5-35 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 71 ثانیه.130
شکل 5-36 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 121 ثانیه131
شکل 5-37 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری دراز در زمان 121 ثانیه131
شکل5-38 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه.132
شکل5-39 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه132

ک

شکل5-40 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه.132
شکل 5-41 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 171 ثانیه133
شکل 5-42 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری دراز در زمان 171 ثانیه133
شکل5-43 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه.134
شکل5-44 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه134
شکل5-45 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 171 ثانیه.134
شکل 5-46 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 221 ثانیه135
شکل 5-47 کانتور توزیع درجه حرارت درپایین نان بربری دراز در زمان 221 ثانیه.135
شکل5-48 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 221 ثانیه136
شکل5-49 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 221 ثانیه136
شکل5-50 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 221 ثانیه.136
شکل 5-51 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 71 ثانیه138
شکل 5-52 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری دراز در زمان 71 ثانیه138
شکل5-53 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه.139
شکل5-54 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه139
شکل5-55 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 71 ثانیه.139
شکل 5-56 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 121 ثانیه140
شکل 5-57 کانتور توزیع درجه حرارت درپایین نان بربری دراز در زمان 121 ثانیه.140

ل

شکل5-58 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه.141
شکل5-59 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه141
شکل5-60 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 121 ثانیه141
شکل 5-61 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 171 ثانیه.142
شکل 5-62 کانتور توزیع درجه حرارت پایین نان بربری دراز در زمان 171 ثانیه.143
شکل5-63 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه.143
شکل5-64 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه144
شکل5-65 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 171 ثانیه.144
شکل 5-66 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری دراز در زمان 220 ثانیه145
شکل 5-67 کانتور توزیع درجه حرارت درپایین نان بربری دراز در زمان 220 ثانیه.145
شکل5-68 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 220 ثانیه146
شکل5-69 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 220 ثانیه146
شکل5-70 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 220 ثانیه.147
شکل 5-71 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری گرد در زمان 71 ثانیه.148
شکل 5-72 کانتور توزیع درجه حرارت درپایین نان بربری گرد در زمان 71 ثانیه148
شکل5-73 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه.149
شکل5-74 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه149
شکل5-75 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 71 ثانیه.149

م

شکل 5-76 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری گرد در زمان 121 ثانیه.150
شکل 5-77 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری گرد در زمان 121 ثانیه.150.
شکل5-78 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه.151
شکل5-79 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 121 ثانیه151
شکل5-80 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 121 ثانیه.152
شکل 5-81 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری گرد در زمان 171 ثانیه153
شکل 5-82 کانتور توزیع درجه حرارت درپایین نان بربری گرد در زمان 171 ثانیه153
شکل5-83 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه.154
شکل5-84 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه154
شکل5-85 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 171 ثانیه.155
شکل 5-86 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری گرد در زمان 221 ثانیه156
شکل 5-87 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری گرد در زمان 221 ثانیه156
شکل5-88 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 221 ثانیه157
شکل5-89 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 221 ثانیه157
شکل5-90 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 221 ثانیه.158
شکل 5-91 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری گرد در زمان 71 ثانیه159
شکل 5-92 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری گرد در زمان 71 ثانیه.159

ن

شکل5-93 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه.160
شکل5-94 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 71 ثانیه160
شکل5-95 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 71 ثانیه161
شکل 5-96 کانتور توزیع درجه حرارت در بالای نان بربری گرد در زمان 171 ثانیه.162
شکل 5-97 کانتور توزیع درجه حرارت در پایین نان بربری گرد در زمان 171 ثانیه162
شکل5-98 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه163
شکل5-99 کانتور توزیع سرعت هوای داغ تنور در نمای افقی در زمان 171 ثانیه163
شکل5-100 کانتور توزیع در جه حرارت تنور در نمای عرضی در زمان 171 ثانیه164
 
 
 
 
 
 
 
 
 

س

 


چکیده
با توجه به ویژگیهای منطقه ای،فرهنگی،اقتصادی و اجتماعی کشور ما، غلات به ویژه نان از منابع اصلی الگوی غذایی روزانه جامه ایرانی است.
در این تحقیق پخت 2 نوع نان سنتی(سنگک،بربری)با 3 هندسه متفاوت( مثلثی, گرد و دراز) در تنور بوسیله دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است که هدف تعیین وضعیت پخته شدن در قسمتهای بیرونی و درونی نان می باشد.
بعد از توضیح درباره سیستم و نکاتی پیرامون آن،بطور مختصر مروری بر تاریخچه مدل سازی انجام داده و در ادامه مدل بدست آمده از معادلات مربوطه،توسط(CFD) شرح داده می شود.
همچنین اثر شبکه بندی منظم و نا منظم و نیز آرایش حفره ها ونحوه حرکت جریان هوای داغ در داخل تنور مورد بررسی قرار گرفته است.
جهت گسسته سازی فضای سه بعدی برای حل معادلات حاکم از روش شبکه بندی نا منظم استفاده شده است. در این نوع شبکه بندی فضا به هرم های 4 وجهی تقسیم شده است. در نان سنگک برای تحلیل اثر نوع شبکه بندی دو نوع شبکه بندی مختلف تولید شده است که در هر دو نوع نتایج یکسان می باشدو در نان بربری دراز و گرد از دو نوع شبکه بندی متظم و نا منظم اسنفاده شده است
با بررسی کانتورهای سرعت و دما می توان به نتایجی در مورد اندازه نان،ضخامت نان و همچنین شکل و اندازه تنور رسید.
 
 
 
فصل اول
مقدمه
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1-1 معرفی
نان به آن دسته از غذاها اطلاق می شود که با پختن ، بخارپز کردن و یا سرخ کردن خمیر آرد و آب تهیه می شود. در بیشتر خمیرها نمک هم لازم است و اغلب از یک ماده برای ور آمدن خمیر نان استفاده می شود. در تهیه نان به غیر از نمک، مخمر، روغن و آب و گاهی برخی ادویه جات ، از انواع غلات نیز برای تولید آن استفاده می کنند.
نان در سراسر دنیا ، غذای اصلی محسوب می شود . اغلب از آرد گندم خمیری تهیه می کنند که به کمک خمیرمایه ور می آید و حجمش زیاد می شود و در نهایت درون تنور یا فر ، آن را می پزند.
اغلب از آرد گندم در تهیه نان استفاده می کنند چون میزان گلوتن آن بسیار زیاد است که سبب حالت اسفنجی و تردی نان می شود اما گاهی آرد گندم سیاه، جو، ذرت و جوی دوسر هم یا به تنهایی یا مخلوط با آرد گندم در تهیه نان به کار برده می شود.]27[
تعداد صفحه :221
قیمت :37500 تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت  serderehi@gmail.com