Computational Fluid Dynamics Applications in Food Processing

دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به طور گسترده برای مزایای زیادی در بخش پردازش مواد غذایی استفاده شده است. کاربردهای متعدد آن عبارتند از: پیش بینی الگوی جریان گاز و تاریخچه ذرات، مانند دما، سرعت، زمان ماند و موقعیت ضربه در طول خشک کردن با اسپری. مدل سازی کوره ها برای ارائه اطلاعات در مورد دما و الگوی جریان هوا در سراسر محفظه پخت به منظور افزایش انتقال حرارت و در نتیجه کیفیت محصول نهایی. طراحی کوره های گرمایش هیبریدی، مانند اجاق های مایکروویو مادون قرمز، مادون قرمز-الکتریکی یا مایکروویو-الکتریکی برای پخت سریع؛ مدل‌سازی پویایی محتویات دستگاه گوارش در طول هضم بر اساس پاسخ حرکتی دستگاه گوارش و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی محتویات مجرا. پردازش مجدد مواد غذایی جامد و مایع کنسرو شده برای درک و بهینه سازی فرآیندهای انتقال حرارت. این مختصر کاربردهای مختلف مدل‌سازی CFD را مرور می‌کند، پیشرفت‌های اخیر در این زمینه را مورد بحث قرار می‌دهد و نقاط قوت و ضعف CFD را هنگام استفاده در صنایع غذایی شناسایی می‌کند.

Computational Fluid Dynamics (CFD) has been applied extensively to great benefit in the food processing sector. Its numerous applications include: predicting the gas flow pattern and particle histories, such as temperature, velocity, residence time, and impact position during spray drying; modeling of ovens to provide information about temperature and airflow pattern throughout the baking chamber to enhance heat transfer and in turn final product quality; designing hybrid heating ovens, such as microwave-infrared, infrared-electrical or microwave-electrical ovens for rapid baking; model the dynamics of gastrointestinal contents during digestion based on the motor response of the GI tract and the physicochemical properties of luminal contents; retort processing of canned solid and liquid foods for understanding and optimization of the heat transfer processes. This Brief will recapitulate the various applications of CFD modeling, discuss the recent developments in this field, and identify the strengths and weaknesses of CFD when applied in the food industry. ​