توسعه و شبیه سازی مدل انتقال همزمان نمک و رطوبت در پنیر با بررسی اثر دما و نیروهای اسمزی

نمک زنی یکی از مراحل کلیدی در تولید پنیر است که نقش مهمی در ایمنی میکروبی، ماندگاری، بافت و توسعه طعم محصول دارد. در این پژوهش، فرایند جذب نمک در پنیر طی آب نمک گذاری با رویکردی تجربی و مدل سازی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا ترکیب شیمیایی نمونه های پنیر تعیین شد و سپس با استفاده از قانون دوم فیک، ضریب نفوذ موثر نمک در دماهای مختلف محاسبه گردید. همچنین برای توصیف دقیق تر فرایند، یک مدل عددی توسعه یافته با در نظر گرفتن انتقال همزمان نمک و آب و اثر نیروی اسمزی شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که غلظت نمک در پنیر با گذشت زمان افزایش یافته و این افزایش در ساعات ابتدایی سریع تر است، اما به تدریج با کاهش گرادیان غلظت، آهنگ جذب نمک کاهش می یابد. همچنین دما تاثیر قابل توجهی بر فرایند نفوذ داشت؛ به طوری که با افزایش دما از ۶ به ۲۰ درجه سانتی گراد، ضریب نفوذ موثر نمک افزایش یافت و میزان جذب نمک بیشتر شد. بررسی وابستگی دمایی ضریب نفوذ با استفاده از رابطه آرنیوس نشان داد که انرژی فعال سازی فرایند نفوذ نمک برابر با ۳۲/۵۳ کیلوژول بر مول است. نتایج شبیه سازی عددی نیز نشان داد که در نظر گرفتن اثر اسمزی، پیش بینی واقع بینانه تری از کاهش رطوبت و توزیع همزمان نمک و آب در بافت پنیر ارائه می دهد. نقشه های دوبعدی توزیع غلظت نمک نیز بیانگر آن بودند که در دماهای بالاتر، عمق نفوذ نمک در مدت زمان ثابت بیشتر است.

کلیدواژه ها:

آب نمک گذاری پنیر ، ضریب نفوذ ، دما ، نیروهای اسمزی ، شبیه سازی عددی