تحلیل مکانیزم‌های انتقال‌حرارت در پخت نان‌های سنتی مسطح به‌منظور بهبود کیفیت نان و کاهش مصرف سوخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کاشان-کیلومتر 6 بلوار قطب راوندی-دانشگاه کاشان-دانشکده مهندسی- گروه مهندسی مکانیک

2 دانشگاه کاشان، دانشکده مهدسی مکانیک

3 دانشگاه کاشان، دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

با برآورد سهم مکانیزم‌های مختلف انتقال‌حرارت در پخت نان‌های مختلف می‌توان راهکارهایی برای بهبود کیفیت نان و کاهش مصرف انرژی ارائه نمود. در این مطالعه، با انجام آزمایش و اندازه‌گیری، روابط تحلیلی و محاسبات ریاضی، سهم مکانیزم‌های مختلف انتقال‌حرارت در پخت نان‌های مختلف سنتی مسطح دست‌پز (سنگک، بربری و تافتون) تعیین می‌شود و سپس با توجه به نتایج، برای تنورهای مربوطه برآورد بهینه‌سازی انجام می‌شود. این بهنه‌سازی شامل اصلاح هندسه تنور، کنترل سهم هوای اضافی، بهبود خواص ترموفیزیکی کف تنور و خواص تشعشعی دیواره‌ها و سقف تنور می‌شود. هدف بهینه‌سازی در مطالعه حاضر ابتدا بهبود کیفیت نان (با کنترل پخت یکنواخت تمام قسمت‌های نان) و سپس کاهش مصرف انرژی (با کاهش زمان مناسب پخت نان) است. نتایج نشان داد که در نانوایی‌های سنگک و بربری سهم مکانیزم انتقال‌حرارت جابه‌جایی (طبیعی و اجباری) در مقایسه با مکانیزم‌های هدایت و تشعشع حرارتی قابل صرف‌نظر است. نتایج بهینه‌سازی ضریب‌های نفوذ حرارتی و صدور دیواره‌های تنور نشان داد که می‌توان مصرف سوخت نانوایی‌های سنگک، بربری و تافتون را به‌ترتیب در حدود 26%، 28% و 8% کاهش داد. همچنین در شرایط بهینه برای تمامی نانوایی‌ها، کاهش درصد هوای اضافی از مقادیر موجود تا 10% منجر به کاهش بیش از 90% از تلفات هوای اضافی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of Different Heat Transfer Mechanisms Portions during Traditional Flatbreads Baking to Improve Quality of Breads and Reducing Fuel Consumption

نویسندگان [English]

  • seyed abdolmehdi hashemi 1
  • Mohammad Estajloo 2
  • Soroush Sadripour 3
2 University of Kashan, Department of Mechanical Engineering
3 University of Kashan, Department of Mechanical Engineering
چکیده [English]

Accurate cognition of the portions of different mechanisms of heat transfer during the baking process is important and it can introduce useful solutions to improve quality of breads and reduce energy (fuel) consumption of oven. In this study, by experimental measurements and mathematical equations, portions of different mechanisms of heat transfer during the baking process of traditional hand-baking flatbreads are calculated. Then, based on results optimization is carried out for ovens. The optimization includes modification of geometry of oven, control of excess air, and improvement of thermo-physical and radiant properties of oven walls. The obtained results showed that in Sangak and Barbari bakeries portions of convection heat transfer mechanism (natural and forced convection) and volume radiation are negligible against of conduction and surface radiation mechanisms. The results of thermal diffusivity and emissivity optimization illustrated that fuel consumption for Sangak, Barbari and Taftun bakeries can be reduced about 26%, 28% and 8% respectively. Also in optimal conditions for all bakeries, reduction of excess air from current values to 10% is leading to reduction of more than 90% of excess air losses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mathematical and analytical study
  • Flatbread
  • heat transfer
  • optimization
  • Fuel saving