بررسی آزمایشگاهی رفتار صعود قطره روغن‌های خوراکی زیتون و کلزا در حضور یک پایدار کننده غذایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، خوزستان

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، ایران

3 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، خوزستان، ایران

4 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، ایران

10.22104/ift.2023.6250.2140

چکیده

امروزه با افزایش چشم‌گیر کاربرد صنایع غذایی در زندگی روزمره، بررسی رفتار هیدرودینامیک انواع مختلف روغن‌ها در حضور پایدارکننده‌های غذایی اهمیت زیادی پیدا کرده است. در مطالعه حاضر رفتار دو قطره روغن خوراکی زیتون و کلزا درون سیال ساکن حاوی سورفکتانت تویین80 به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. به منظور تزریق قطره روغنی به درون سیال، از سوزن تزریق با قطر 9/0 میلی‌متر استفاده شد که قطر معادل قطره‌ی آن در حدود 4 میلی‌متر بود. در ابتدا با اندازه‌گیری سرعت حرکت حد قطره در سیال خالص آب نتایج و محاسبات اعتبارسنجی شد، سپس اثر غلظت پایدارکننده بر قطر معادل قطره، سرعت حد آن و وابستگی ضریب دراگ بر عدد رینولدز در هر کدام از روغن‌ها به طور جداگانه بررسی شد. نتایج نشان داد که حضور سورفکتانت بر قطر معادل قطره تأثیر چشم‌گیری ندارد و با افزایش غلظت سورفکتانت، قطر معادل در حدود 4 میلی‌متر ثابت باقی می‌ماند. همچنین با توجه به اینکه تمام غلظت ها بالای غلظت بحرانی مایسلی قرار دارند، در حضور سورفکتانت، میزان سرعت تغییر محسوسی نداشت. علاوه بر آن، نتایج مربوط به وابستگی ضریب دراگ به عدد بی‌بعد رینولدز گزارش شد که نشان داد با افزایش عدد رینولدز، ضریب دراگ به طور تدریجی کاهش می‌یابد. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت که غلظت سورفکتانت و نوع روغن چندان تعیینکننده اندازهی قطرات نیستند. همچنین در صورت نیاز به کاهش مقاومت هیدرودینامیکی در سیستمهای مشابه افزایش رینولدز به شیوه‌هایی چون افزودن سورفکتانت و یا ایجاد اغتشاش جریانی میتواند یک راهکار پیشنهادی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of droplet rising behavior of edible olive and canola oils in the presence of a food stabilizer

نویسندگان [English]

  • Safoora Karimi 1
  • Fatemeh Takhtaei 2
  • Habib Abbasi 3
  • Ana Abiri 4
  • Mojtaba Shafiei 4
1 Department of Chemical Engineering, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran
3 Department of Chemical Engineering, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Khuzestan, Iran
4 Department of Chemical Engineering, Jundi-Shapur University of Technology, Dezful, Iran
چکیده [English]

Today, with the dramatic increase in the use of food industries in daily life, investigating the hydrodynamic behavior of different types of oils in the presence of food stabilizers has become very important. In the present study, the behavior of two drops of olive oil and rapeseed oil in a still fluid containing Tween 80 surfactant was investigated in a laboratory. In order to inject an oil drop into the fluid, an injection needle with a diameter of 0.9 mm was used, and the equivalent diameter of the drop was about 4 mm. At first, the results and calculations were validated by measuring the movement speed of the droplet limit in pure water fluid, then the effect of stabilizer concentration on the drop equivalent diameter, its limit speed and the dependence of the drag coefficient on the Reynolds number in each of the oils were investigated separately. The results showed that the presence of surfactant does not have a significant effect on the equivalent diameter of the drop, and with the increase in surfactant concentration, the equivalent diameter remains constant at about 4 mm. Also, due to the fact that all concentrations are above the critical concentration of micelles, in the presence of surfactant, the rate did not change significantly. In addition, the results related to the dependence of the drag coefficient on the dimensionless Reynolds number were reported, which showed that as the Reynolds number increases, the drag coefficient decreases gradually. In general, it can be concluded that the concentration of surfactant and the type of oil do not determine the droplet size. Also, if there is a need to reduce the hydrodynamic resistance in similar systems, increasing the Reynolds number can be a suggested solution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oil drop
  • surfactant
  • rising drop
  • drag coefficient
  • Tween 80

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 19 شهریور 1402
  • تاریخ دریافت: 16 اردیبهشت 1402
  • تاریخ بازنگری: 17 شهریور 1402
  • تاریخ پذیرش: 19 شهریور 1402
  • تاریخ اولین انتشار: 19 شهریور 1402