حل تحلیلی جریان سیال غیرنیوتونی توانی در راکتور حلقوی فرابنفش

حل تحلیلی جریان سیال غیرنیوتونی توانی در راکتور حلقوی فرابنفش

پاستوریزاسیون و استرلیزاسیون مواد غذایی از فرآیندهای لازم برای از بین بردن میکروارگانیسم های مضر و تضمین کننده سلامت مصرف کننده هستند. امروزه اشعه فرابنفش بدلیل مصرف انرژی کمتر، کاربرد ساده تر و عدم تغییر رنگ و طعم مواد غذایی حساس به حرارت به عنوان جایگزین مناسبی برای روش های حرارتی شناخته می شود. معمولا طول موج فرابنفش استفاده شده در صنایع غذایی برای پاستوریزاسیون و استرلیزاسیون در بازه 280 -100 نانومتر است.

در این کار از راکتور حلقوی فیلم نازک فرابنفش برای نابودی میکروارگانیسم ها در سیال غیرنیوتنی توانی استفاده شده است. فاصله بهینه بین دو سیلندر راکتور فرابنفش به روش تحلیلی و با استفاده از نرم افزار متلب نسخه r2016b محاسبه گردیده و همچنین تاثیر عواملی مانند ضریب جذب سیال، نوع و توان سیال توانی بر فاصله بهینه و نابودی میکروارگانیسم ها بررسی گردیده است.

نتایج نشان می دهند نرخ از بین رفتن میکروارگانیسم ها در سیال غیرنیوتونی نرم شونده برشی در ضریب جذب های تقریبا کوچکتر ازcm 4/2  با کاهش توان سیال توانی و افزایش شدت رفتارغیرنیوتنی کاهش یافته و برای ضریب جذب های تقریبا بزرگتر از cm5 با کاهش توان سیال توانی و افزایش شدت رفتار غیرنیوتنی افزایش می یابد.

در سیال سخت شونده برشی در ضریب جذب های کوچکتر ازcm 3.13 افزایش توان سیال توانی میزان از بین رفتن میکروارگانیسم ها را افزایش می دهد. ولی در ضریب جذب های بزرگتر از cm 3.32 افزایش توان سیال توانی منجر به کشته شدن میکروارگانیسم های به میزان کمتری می گردد.

برای هر دو نوع سیال نرم شونده برشی و سخت شونده برشی افزایش ضریب جذب سیال منجر به کاهش نرخ ازبین رفتن میکروارگانیسم ها می گردد. همچنین فاصله بهینه بین دو سیلندر در راکتور فرابنفش، برای سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی نرم شونده و سخت شونده برشی با افزایش ضریب جذب کاهش می یابد. در صورتی که توان سیال توانی تاثیری بر مقدار فاصله بهینه ندارد. درنهایت، تاثیر توان سیال توانی بر نرخ کشته شدن میکروارگانیسم ها به ضریب جذب سیال و فاصله بین دو سیلندر بستگی دارد.