Daha iyi çorba yapmanın yolu: Matematik
Isı değiştiricisi tasarlayanlar genel olarak, partikül içermeyen gıdalarda kullanılan geleneksel hesaplama araçlarını partiküllü gıdalar için de kullanır. Buradaki sorun, partiküllerin ısı değiştiricideki akışı ve ısı dinamiklerini büyük oranda değiştirmesidir. Tetra Pak tarafından yapılan yeni bir araştırmada, tam olarak partiküllerin ısı iletimini nasıl etkilediği araştırıldı.
Araştırma, bazı geleneksel formüllerin, hesaplanan çıkış sıcaklığı ile ısı değiştiriciden çıkan partiküllü gıdanın gerçek ölçülen sıcaklığı arasında 12 °C'ye kadar sapmaya yol açabildiğini gösterdi. Bunu önlemek için genelde ısı değiştiricinin boyutu fazla büyütülür.
Diğer yandan, gerçek sıcaklık beklenenden çok yüksekse partiküllü gıda, aroma ve renk kaybıyla kısmen bozulabilir. Yatırım maliyetleri açısından bakıldığında, ısı değiştiricinin bu amaçla büyük boyutlu olması, para ve alan israfına yol açar.
Tetra Pak'ın Lund, İsveç'teki Ürün Geliştirme Merkezi'nde iki yıldan uzun süredir yürütülen araştırmada, şirket dışından bir profesör ve Lund Üniversitesi'nde ısı iletimi alanında çalışan araştırma görevlileri dahil, yaklaşık on uzmandan oluşan bir grup yer aldı. Araştırmada mango preparatları, çorba konsantreleri, hint sosu karışımları ve havuç ezmeleri gibi farklı türdeki partiküllü gıdalar test edildi.
Bulgular, partikül olması durumunda ısı iletimi kat sayısının farklılık gösterdiğini açıkça ortaya koydu. Beklendiği gibi, partiküllerin gerçekten de tüplerde karışımı iyileştirerek sıvı aşamasındaki genel ısı iletimi kat sayısını artırdığı görüldü.
Proses tasarımını optimize etmek için bir araç
Partiküllerin etkisi artık niceliksel olarak belirlenmiş durumda, Tetra Pak da buna göre partiküller için yeni ısı iletimi kat sayı formülünü ve partiküllü gıdalar için yeni bir hesaplama aracını geliştirebildi. PartCalc olarak adlandırılan yeni araç deneysel verilerle de doğrulandı. Araç, halihazırda müşterilerin partiküllü gıdalar için proses tasarımlarını optimize etmelerine yardımcı olmak amacıyla kullanılıyor.
Tetra Pak deneyleri, PartCalc ile yapılan hesaplara göre, ısı değiştiriciden çıkan çeşitli partiküllü gıdaların taşıyıcı sıvı sıcaklığının, gerçek sıcaklıktan ortalama olarak 3 °C'den daha az saptığını gösterdi. Bu, geleneksel hesaplamalara kıyasla önemli bir iyileştirmedir ve gerçek sıcaklıklarla iyi bir korelasyon sağlar. Sonuç olarak Tetra Pak'ın partiküllü gıdalar için ısı değiştirici sistemleri daha doğru boyutlandırmasına olanak tanır.
Gıda prosesi sektörüne getireceği sayısız faydalardan bazıları aşağıdaki gibidir:
» Garantili gıda güvenliği ile artırılmış gıda kalitesi
» Azalan işletim ve bakım maliyetleri
» Daha az ürün kaybı
» Azalan çevresel ayak izi
Partiküllü gıdaların ısıl işlemini optimize etme
Partiküllü gıdaların ısıl işlemini optimize etme
İşi tahmine bırakmayın
Arph, "Isının duvardan sıvıya ne kadar verimli bir şekilde iletildiğini ifade eden ısı iletimi kat sayısı biliniyordu ancak sıvı ve partikül arasındaki ısı iletimi kat sayısı bilinmiyordu" diye ekliyor ve şunları söylüyor: "Bu konuda bilgiye dayalı tahminlerde bulunmak gerekiyordu veya bu hesaplamaların işe yaraması için her partiküllü ürünle ayrı ayrı denemeler yapmak zorunda kalıyorduk. Ancak yakın zamanda yaptığımız ve teknik bir rapor sunduğumuz araştırma sayesinde, artık bu ısı iletimi kat sayısının partikül boyutuna, partikül yoğunluğuna ve sıvının viskozitesine bağlı olarak nasıl değiştiğini gösteren modellere sahibiz."
İşin iç yüzünü buradan öğrenin.
Tetra Pak'ın yeni bulgularını içeren "Partiküllü gıdalarda ısıl işlemin iç yüzü, Ocak 2016" başlıklı teknik raporumuzu indirin ve Tetra Pak'ın ısı iletimi katsayısını hesaplamaya yönelik yeni formülü hakkında daha fazla bilgi edinin.
