12579

12579

مطالعه و بهينه‌سازي آزمايشگاهي فرايند خشك كردن در خشك كن بستر سيال جريان متقاطع

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرايند

آذر ماه 1392

آذر ماه 1392

دكتر محمدامين ثباتي - دكتر شاهرخ شاه حسيني

چكيده خشك كردن از جمله فرايندهاي مهم و حياتي در صنعت مي باشد، امروزه طيف وسيعي از خشك كن ها در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد. از جمله خشك كن هاي صنعتي، خشك كن بستر سيال جريان متقاطع مي باشد كه با توجه به ويژگي هاي آن در بسياري از صنايع از جمله صنايع غذايي مورد توجه قرار گرفته است. اين نوع خشك كن مي تواند در محدوده‌ي گسترده اي از شرايط عملياتي كار كند، بنابراين به دست آوردن شرايط عملياتي بهينه براي آن حائز اهميت مي باشد. از مهمترين پارامترهاي موثر روي عملكرد خشك‌كن‌هاي بستر سيال جريان متقاطع مي توان به دما و سرعت هواي ورودي، دبي و رطوبت جامد ورودي اشاره كرد. در اين پژوهش خشك كردن دانه هاي گندم در يك خشك كن بستر سيال جريان متقاطع به صورت آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفت. محدوده پارامترهاي مورد مطالعه براي دما بين 45 تا 65 درجه سانتي‌گراد، براي سرعت هوا 9/1 تا 7/3 متر بر ثانيه، براي دبي جامد 500 تا 1000 گرم بر دقيقه و براي رطوبت جامد 12 تا 20 درصد وزني بر مبناي جامد خشك انتخاب شد. جهت طراحي آزمايشات از دو روش، يكي روش تاگوچي و ديگري روش OFAT استفاده گرديده است. پس از تعيين تأثير هر يك از پارامترها روي عملكرد خشك كن، شرايط عملياتي بهينه در اين محدوده مورد مطالعه بر اساس ميزان خشك كردن و بازدهي انرژي به دست آمد. جهت رسيدن به بيشترين رطوبت زدايي اين شرايط بهينه دماي 65 درجه سانتي‌گراد، سرعت هواي 8/2 متر بر ثانيه، دبي جامد 500 گرم بر دقيقه و رطوبت جامد 20 درصد به دست آمد. همچنين جهت رسيدن به بيشترين بازدهي انرژي شرايط بهينه دماي 55 درجه سانتي‌گراد، سرعت هواي 9/1 متر بر ثانيه، دبي جامد 1000 گرم بر دقيقه و رطوبت جامد 20 درصد به دست آمد. در ادامه مدلسازي خشك كن با بهره‌گيري از يك مدل در دو حالت يكي با ساده‌ترين فرضيات و ايده آل در نظر گرفتن جريان و ديگري با در نظر گرفتن پراكندگي محوري به عنوان پارامتري موثر در غير ايده آل بودن سيستم، انجام شده است. پيش بيني مدل با در نظر گرفتن پراكندگي محوري تطابق بيشتري با نتايج تجربي داشت به نحوي كه درصد خطاي پيش بيني مدل ايده ال در حدود 25% و مدل با درنظر گرفتن اختلاط محوري در حدود 11% مي باشد. واژه‌هاي كليدي: بستر سيال، خشك كن بستر سيال، بهينه‌سازي آزمايشگاهي، پراكندگي محوري، ضريب پراكندگي محوري، روش تاگوچي، روش OFAT، مدل سازي.