نام پژوهشگر: نیما امامی

بررسی تجربی و مدل سـازی ترمودینامیکی خشک شدن ذرات جامد در خشک کن های بستر ثابت و سیالی ناپیوسته
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه گیلان - دانشکده فنی 1392
  نیما امامی   بهروز عباسی سورکی

در این تحقیق فرایند خشک شدن یک ماده به صورت منفرد و توده ای در خشک کنهای بستر ثابت و سیالی از منظر ترمودینامیکی مدل سازی شده است. مدل پیشنهادی مربوط به ماده منفرد با داده های تجربی حاصل از خشک کردن سیب زمینی کروی و برگ سبز چای و برای توده مواد با داده های حاصل از خشک کردن نخود فرنگی و چای مورد بررسی و اعتبار سنجی قرار گرفت. نمونه های کروی سیب زمینی و نخود فرنگی در سه دمای 40، 50 و 60 درجه سانتیگراد و همچنین برگ های سبز چای در سه دمای 35، 45 و 55 درجه سانتی گراد در داخل یک خشک کن آزمایشگاهی در بازه زمانی 0 تا 140 دقیقه خشک شده و داده های مربوط به محتوای رطوبت، دمای سطح نمونه ها و دمای هوای خروجی از خشک کن استخراج گردیدند. مدل پیشنهادی با برقراری موازنه جرم و انرژی بر پایه معادلات ترمودینامیکی، تغییرات دمای نمونه، دمای هوای خروجی، رطوبت نمونه ها، رطوبت هوای خروجی و همچنین آنتروپی تولید شده و اکسرژی را پیش بینی می کند. نتایج نشان می دهند که تغییرات سرعت هوای ورودی تاثیر کمی بر سرعت خشک کردن مواد دارد اما افزایش قطر و مقدار جرم نمونه اولیه مدت خشک کردن را طولانی تر می نماید. دمای سطح نمونه ها در ابتدا سریعاً افزایش یافته سپس در انتهای فرایند به دمای گاز می رسد. دمای هوای خروجی نیز با خشک شدن مواد و گذشت زمان افزایش و به دمای هوای ورودی میرسد. نتایج نشان می دهند که رطوبت هوای خروجی با گذشت زمان ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و در انتهای فرایند به رطوبت هوای ورودی می رسد. آنتروپی تولیدی ابتدا به سرعت افزایش یافته و سپس با خشک شدن ماده سیر نزولی پیدا می کند. اکسرژی همانند انرژی در طول زمان خشک کردن افزایش می یابد. مقایسه نتایج مدل با داده های تجربی نشان دهنده اعتبار مدل پیشنهادی است. درصد خطای نسبی متوسط مدل ماده منفرد نسبت به داده های تجربی برای برگ چای (رطوبت و دما) به ترتیب برابر 6/5 و 1/3 برای رطوبت و دمای پیش بینی شده و برای سیب زمینی برابر 3 و 9/3 بدست آمد. مقدار خطای نسبی مذکور برای توده نخود فرنگی (بستر سیال) به ترتیب 6/4 و 1/6 و برای چای (بستر ثابت) 1/3 و 7/2 حاصل شد.