Design Improvement of Wafer Baking Molds: A Thermo-mechanical Approach

Abstract

In this study, thermal stress analyses of three cooking molds with different geometries used in wafer baking ovens in the food sector will be conducted. Using the finite element method, the heat distribution and material deformation of each mold will be examined, and the effects of thermal stresses occurring during this process will be compared. The results obtained aim to provide important data for the optimization of mold design, enhancing production efficiency and improving product quality.

Keywords

• Wafer baking die
• Design enhancement
• Thermo-mechanical stress

Gofret Pişirme Kalıplarının Tasarım İyileştirmesi: Termo-mekanik Yaklaşım

Abstract

Bu çalışmada, gıda sektöründe gofret pişirme fırınlarında kullanılan farklı geometrilere sahip üç pişirme maşasının ısıl gerilme analizleri yapılacaktır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak her bir maşanın ısı dağılımı ve malzeme deformasyonu incelenecek, bu işlem sırasında meydana gelen ısıl gerilme etkileri karşılaştırılacaktır. Elde edilen sonuçların maşa tasarımının optimizasyonu, üretim verimliliğinin artırılması ve ürün kalitesinin iyileştirilmesi için önemli veriler sağlaması hedeflenmektedir.

Keywords

• Gofret pişirme maşası
• Tasarım geliştirme
• Termo-mekanik gerilme

References

1. Boley, B. A. & Weiner, J. H. (2012). Theory of Thermal Stresses. Wiley, ISBN:0-486-69579-4, New York, ABD.
2. Carzino, M., Stanescu, G. & Errera, M. (2022). Finned wafer baking plates for heat transfer and distribution. Seatific Journal, 2(2), 80-89.
3. Galanakis, C.M. (2024). The future of food. Foods, 13, 506.
4. Sundara, R. (2012). The science behind the flat wafer baking process. New food Magazine, 15(4), 56-60. https://hdl.handle.net/10779/lincoln.24362278.v3
5. Şahin, O. S., Aksoy, M. H. & Tazegul, A. S. (2020). Numerical investigation of thermal and mechanical behavior of wafer mold. X International Conference Industrial Engineering and Environmental Protection,08-09 October 2020, Zrenjanin, Serbia.
6. Steinbach, J., Jadachowski, L., Kugi, A. & Steinböck, A. (2023). Optimal design of baking plates for an inductive wafer baking oven, COMSOL 2023 Conference, 25-27 October 2023, Munich, Germany.
7. Tazegül, A.S. & Mayda, M. (2020). Gofret fırınlarındaki şaselerin sonlu elemanlar yöntemi ile hafifletilmesi, 6th International Congress on Engineering, Architecture and Design, 17-18 December 2020, İstanbul, Türkiye.
8. Vijayalakshmi, P. S., Veereshi, A. S., Jayade, V. P., Dinesh, M. R. & Kumar, M. (2012). Finite element analysis of stress and strain distribution in the bone around the implants used for orthodontic anchorage. Journal of Indian Orthodontic Society, 46(4), 175-182.