بررسی سینتیک جذب نمک در پنیر سفید با استفاده از مدل های انتقال جرم و شبیه سازی عددی

نمک زنی یکی از مهم ترین مراحل تولید پنیر است که بر ویژگی های رئولوژیک، میکروبی و کیفیت حسی محصول نهایی اثر می گذارد. در پنیر کنترل جذب و توزیع نمک اهمیت ویژه ای دارد، زیرا ساختار متخلخل و رطوبت بالا موجب حساسیت زیاد این محصول به تغییرات اسمزی می شود. برای تحلیل سینتیک جذب نمک، در این پژوهش از شش مدل ریاضی شامل مدل نفوذ، مدل نیمه بی نهایت، آزوارا، پلگ، زوگاراموردی- لوپین و ویبال استفاده شد. آزمایش های نفوذ نمک به صورت یک بعدی طراحی گردید تا با فرضیات مدل های تحلیلی به ویژه مدل نیمه بی نهایت سازگار باشد. اندازه گیری غلظت نمک در فواصل ۴ ساعته و با روش تیتراسیون ولهارد انجام گرفت. نتایج نشان داد مدل نیمه بی نهایت بالاترین دقت را در بین مدل های بنیادی ارائه می دهد (R²=۰.۹۹۹)، در حالی که مدل ویبال دقیق ترین مدل تجربی بود (R²=۰.۹۹۶). مدل نفوذ کلاسیک، به دلیل فرض ضریب نفوذ ثابت و عدم انطباق کامل با هندسه آزمایش، کمترین دقت را داشت. علاوه براین، شبیه سازی عددی با حل معادله دوم فیک در نرم افزار COMSOL نشان داد که جبهه نفوذ نمک از سطح به سمت عمق با گذشت زمان پیشروی کرده و توزیع غلظت به تدریج یکنواخت می شود. این نتایج بیانگر آن است که مدل سازی مناسب می تواند ابزار موثری برای پیش بینی رفتار انتقال نمک و طراحی بهینه فرآیند آب نمک گذاری پنیر باشد.

کلیدواژه ها:

پنیر ، آب نمک گذاری ، انتقال جرم ، مدل سازی سینتیکی ، شبیه سازی عددی