طراحی و ساخت خشک کن بستر سیال آزمایشگاهی برای محصولات دانه ای

سرعت انتقال حرارت و جرم و یکنواختی توزیع دما و رطوبت در خشک کن های بستر سیال نسبت به خشک کنهای بستر ثابت بسیار بیشتر است. این موضوع سبب انجام تحقیقی در زمینه خشک کن های بستر سیال گردید. تا ضمن طراحی و ساخت دستگاه براساس خواص فیزیکی محصولات دانه ای، در زمینه سیال سازی مواد، سینیتیک و یکنواختی خشک شدن و تلفات آنها بتوان مطالعاتی انجام داد. در ابتدا برای طراحی دستگاه، افت فشار و دبی مورد نیاز هوا در نقاط حداقل سیال سازی و انتقال دانه های شلتوک، سویا، ارزن و جو محاسبه شد. بیشترین افت فشار و سرعت هوا بترتیب برابر ‏‎1429pa‎‏ و ‏‎11/93m/s‎‏ برابر سویا محاسبه و در طراحی اعمال گردید. با اعمال شرایط فوق یک دمنده سانتریفوژی با پره های جلو گرد باریک و با حداکثر دور ‏‎3000rpm‎‏، فشار استاتیک ‏‎1762pa‎‏ پاسکال و قطر پروانه ‏‎0/22m‎‏ انتخاب شد. برای تامین هوای گرم، یک کوره الکتریکی با 7 المنت با مجموع توان 3100 وات ساخته و در روی دستگاه نصب گردید. محفظه استوانه ای شکل سیال سازی، به ابعاد ‏‎0/144*0/32m‎‏ و صفحه توزیع کننده با ضخامت ‏‎0/001m‎‏ و قطر سوراخهای ‏‎0/004m‎‏ طراحی و ساخته شد. نتایج عملی سیال سازی و خشک کردن محصولات دانه ای، با توجه به معیارهای یکنواختی سیال سازی مواد، حاکی از طراحی و ساخت مناسب دستگاه بود. برای ارزیابی دستگاه، آزمایشهای سیال سازی برای بدست آوردن منحنی مشخصه سیال سازی دانه های فوق انجام گرفت. در آزمایشات یکنواختی خشک شدن از دانه های شلتوک با در نظر گرفتن سه عمق صفر، 1/0 و ‏‎0/20m‎‏ در شرایط بستر ثابت، حداقل سیال سازی و سیال استفاده شد. برای اندازه گیری زمان خشک شدن و ترک دانه ها در سه دمای 40، 60 و ‏‎80c‎‏ و شرایط بستر ثابت، حداقل سیال سازی و بستر سیال بترتیب با اعمال سرعت های 1/0، 1/1 و ‏‎‏‎3/5m/s‎‏ اقدام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که سیال سازی بوسیله ارزن، به علت ریز بودن دانه ها و کرویت بیشتر آنها نسبت به سایر دانه ها یکنواخت تر است. توزیع رطوبت در عمق های مورد آزمایش در شرایط حداقل سیال سازی و سیال، یکنواخت بوده، در حالیکه در شرایط بستر ثابت یکنواخت نمی باشد. میزان تلفات دانه ها (درصد ترک) و زمان خشک کردن در شرایط حداقل سیال سازی، کمترین مقدار و در شرایط بستر ثابت، بیشترین مقدار بود. با توجه به سه معیار ترک دانه ها، زمان و یکنواختی خشک کردن، شرایط حداقل سیال سازی در دمای ‏‎80c‎‏ در محدوده آزمایشات بهترین حالت انتخاب شد.