طراحی، ساخت و مدل سازی خشک کن بستر سیال آزمایشگاهی کلزا و بررسی خواص کیفی دانه‏های خشک شده

یک خشک کن بستر سیال مجهز به سامانه تنظیم رطوبت ساخته شد. رفتار خشک کردن دانه‏های کلزا ، واریته rgs003، مورد مطالعه قرار گرفت. پارامتر‏های مورد بررسی عبارت بودند از دمای هوای ورودی به خشک کن در سه سطح،40، 50 و 60 درجه سانتیگراد، سرعت هوای ورودی به بستر در سه سطح، 1(بستر ثابت)، 3 و 5/4 متر بر ثانیه، رطوبت نسبی هوای ورودی به محفظه در سه سطح 20، 40 و 60 درصد که آزمایشات در سه تکرار انجام شد. مشاهده شد که هر سه فاکتور فوق تاثیر معنی داری بر روی زمان خشک کردن کلزا داشتند. از میان عوامل فوق تاثیر دما بیشترین و تاثیر رطوبت نسبی هوا کمترین میزان بود. به طوری که با افزایش دما از 40 به 60 درجه سانتیگراد زمان خشک کردن به کمتر از نصف کاهش یافت. جهت مدل‏سازی رفتار خشک کردن کلزا، 9 مدل ریاضی معروف در زمینه خشک کردن برای برازش داده‏های به دست آمده مورد استفاده قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده، مدل تقریب پخش در بیشتر موارد بهترین برازش را از داده‏های خشک کردن کلزا ارایه داد. مدلسازی داده‏های خشک کردن با شبکه‏های عصبی مصنوعی نیز انجام شد. میزان خطای mse برای شبکه پس انتشار پیشخور با تابع آستانه تانژانت با دو لایه و تعداد ده نرون در لایه میانی پنهان کمترین مقدار و برابر با 00012575/0 بود و این شبکه با ضریب تعیین 9994/0 به خوبی داده‏های خشک کردن را پیشگویی کرد. برای توضیح انتقال رطوبت از نمونه‏های کلزا، مدل فیک پخش مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد مقدار ضریب پخش موثر در نمونه‏های خشک شده در دماهای بین 40 تا 60 درجه سانتیگراد، از 10-10× 7754/2 تا 10-10× 1532/6 متر مربع بر ثانیه تغییر می‏‏کند. با استفاده از رابطه آرنیوس مقدار انرژی فعال‏سازی بین 651/29 تا 349/41 کیلوژول بر مول در سرعت‏ها و رطوبت‏های نسبی مختلف هوا متغیر بود. شاخص‏های کیفی روغن و بذر از جمله درصد، اسیدیته و رنگ روغن استحصالی و همچنین قوه نامیه بذر برای تیمارهای آزمایش شده در دستگاه و شرایط خشک کردن آفتابی به عنوان شاهد تعیین شدند. مشخص شد که تغییرات دما بر روی پارامترهای درصد، اسیدیته و رنگ روغن استحصالی همچنین قوه نامیه بذر دارای تاثیر معنی دار می‏‏باشد. در حالیکه تغییر سرعت هوای ورودی به محفظه و ایجاد حالت بستر سیال تاثیری بر روی درصد روغن نداشته و فقط بر روی اسیدیته و رنگ روغن موثر است. رطوبت نسبی هوا هم بر روی فاکتورهای کیفی بی اثر بود. مدل رگرسیون حاصل از برازش نتایج اندازه گیری شده زمان خشک کردن، درصد، اسیدیته و رنگ روغن و همچنین قوه نامیه بذر کلزا برای هر کدام از متغیرها به کمک روش سطح پاسخ به دست آمد نتایج نشان داد همه مدل‏ها با ضرایب همبستگی بالایی معنی دار بوده و با نتایج آزمایش‏ها به خوبی برازش شده اند. بنابراین برای پیشگویی مقادیر متغیرهای تابع در سطوح مختلف متغیرهای فرایند خشک کردن، می‏‏توان از مدلهای رگرسیون مذکوراستفاده نمود. نقطه بهینه فرایند نیز با استفاده از روش سطح پاسخ به دست آمد.