柔軟なパッケージ内の食品のオーミック加熱のモデル化と最適化

要約 脈動オーミック加熱システムと食品の再加熱および滅菌用の柔軟なパッケージが、長期間の宇宙ミッション中の同等システム質量を最小化するために開発されました。柔軟なポーチ素材から作られたパッケージは、外に延びる金属箔電極を通じて電力供給されました。オーミック加熱のエンクロージャ内のパッケージの予備試験により、鶏肉ヌードルスープや黒豆などの国際宇宙シャトルのメニューアイテムが脈動オーミック加熱技術を用いて加熱できることが示されました。選択したサンプルの電気伝導率は0.01から0.03 S/cmの範囲でした。電極の設計と配置を最適化し、材料の均一加熱を確保するために、商用CFDソフトウェアFluentを使用して2D熱電モデルが開発されました。微小重力環境において流体運動がないという仮定の下で静的システムが実装されました。無冷区を総面積の2%に最小化しながら均一加熱に最も適していることが確認されたのは、無次元幅0.147のV字型電極を持つパッケージ構成でした。電極エッジ付近のフィールドオーバーシュートの影響は、加熱の均一性を決定する上で重要であると予想されます。