مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی خشک شدن میوه "به" در خشک کن انجمادی

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده فنی و مهندسی
  • نویسنده شکوفه ادهمی
  • استاد راهنما امیر رحیمی
  • سال انتشار 1390
چکیده

خشک کردن انجمادی فرایندی شناخته شده و حائز اهمیت در صنایع غذایی و دارویی بوده و کاربرد آن بطور عمده در خشک کردن مواد حساس به دما است. این فرایند علاوه بر تولید محصول خشک با حداقل رطوبت مزایای استفاده از دمای پایین فرایند را نیز داراست. فرایند خشک کردن انجمادی فرایندی کند بوده و عملکرد پیوسته پمپ خلاء و سیستم سرماساز در طول زمان خشک کردن این فرایند را به فرایندی پرهزینه تبدیل کرده است. در تحقیق حاضر مطالعه آزمایشگاهی به همراه مدلسازی ریاضی فرایند خشک کردن "به"(cydonia oblonga) در یک خشک کن انجمادی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا در بخش مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه خشک کن انجمادی موجود آزمایش های متعددی در دو بخش انجام شد. بخش اول آزمایش ها به منظور بررسی سینتیک خشک شدن میوه "به" و تأثیر پارامترهای عملیاتی مختلف شامل میزان بار حرارتی اعمالی، زمان شروع اعمال حرارت و میزان رطوبت اولیه بر سرعت خشک شدن میوه مذکور انجام شد. در بخش دوم نیز آزمایش ها با هدف بررسی فرایند خشک شدن انجمادی و به دست آوردن پروفایل دما در طول بستر انجام گرفت. سپس بر اساس داده های تجربی بخش اول، مدل سینتیکی برای مراحل اولیه و ثانویه فرایند خشک شدن انجمادی تعیین شد. در بخش مطالعه مدلسازی، عملکرد فرایند خشک کن انجمادی با دو رویکرد نسبتاً متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. در رویکرد اول پس از توسعه مدل بر اساس قوانین بقاء، از مدل های سینتیکی حاصل برای مراحل اولیه و ثانویه جهت تعیین مقدار تصعید و نرخ کاهش رطوبت جامد استفاده شده است. در رویکرد دوم پس از تبیین معادلات حاکم، از روابط متداول مربوط به محیط های متخلخل به منظور محاسبه نرخ انتقال جرم استفاده شده است. دقت مدل ارائه شده اول در بخش نتایج با مقایسه داده های حاصل از مدل و نتایج آزمایشگاهی در نمودارهای جداگانه بررسی شده است. مدل ریاضی دوم نیز به کمک روشهای عددی در دو حالت شبه پایا و ناپایا حل گردید. نتایج حاصل از حل هر دو مدل با داده های تجربی استخراج شده برای شیر خشک از تحقیق انجام شده توسط لیاپیس و بروتینی (1994) مقایسه و دقت مدل شبه پایا در قیاس با مدل ناپایا تعیین شد. نتایج حاصل از حل هر دو مدل با داده های تجربی استخراج شده برای شیر خشک مقایسه شده است. نتایج حاصل از حل مدل در شرایط ناپایا همخوانی قابل قبولی با داده های تجربی نشان می دهد اما خطای ناشی از حل شبه پایای مدل قابل توجه می باشد. خطای متوسط ناشی از حل شبه پایای مدل برای میزان رطوبت جدا شده در طول مرحله اولیه %35 می باشد.

منابع مشابه

مدلسازی ریاضی فرآیند خشک کن انجمادی

در این کار ابتدا مطالعه جامعی ر مفاهیم، شناخت، مکانیسم و کاربردهای خشک کن انجمادی شده است. سپس مدلهای ریاضی قبلی خشک کن انجمادی بررسی شدند. در بخش اصلی ابتدا برای مقایسه دفع رطوبت پیوندی در مرحله اولیه خشک کردن در شرایط حرارتی مختلف برای اشکال هندسی تیغه ای، استوانه ای و کروی شکل مدلسازی انجام شده است تا اهمیت شکل هندسی و نوع شرایط حرارتی بر مقدار دفع رطوبت پیوندی مشخص شود. در اینحالت نتیجه گرت...

15 صفحه اول

توسعه یک مدل ریاضی برای خشک کن انجمادی

فرایند خشک کردن انجمادی یک روش موثر جهت خشک کردن مواد حساس به حرارت می باشد. در این مقاله یک مدل ریاضی مبسوط برای مراحل دوگانه این فرایند ارائه شده است. به علت بزرگتر بودن ضریب هدایت لایه منجمد نسبت به لایه خشک شده در اینجا تامین حرارت لازم برای خشک شدن تحت مکانیزم هدایت از زیر نمونه فرض شده است. علاوه بر فرایند خشک شدن، فرایند انجماد بخار آب در کندانسور نیز در مدل وارد شده که امکان بررسی  تاثی...

متن کامل

مدلسازی ریاضی خشک کردن شوید و تاثیر شرایط مختلف جوی بر راندمان خشک کن هیبریدی-خورشدی

در این تحقیق، مدلسازی ریاضی سینتیک خشک کردن لایه نازک گیاه دارویی شوید در یک خشک‌کن هیبریدی خورشیدی مدل‌ سازی شد. آزمایش‌ها درچهار دمای40، 50، 60 و70 درجه ‌‌سانتی‌گراد و سه سرعت سرعت هوای 1، 5/1 و 2 متر ‌بر ‌ثانیه انجام گرفت. 5 مدل ریاضی خشک کردن بر داده‌های آزمایشگاهی برازش داده شد. ثابت‌ها و ضرایب مدل‌ها با هم مقایسه شدند. تمام مدل‌های ریاضی خشک کردن بر اساس سه شاخص آماری مربع کای (2χ)، ریشه ...

متن کامل

انتخاب مدل ریاضی مناسب برای کینتیک خشک شدن ماست در خشک کن مایکروویو- خلاء

در مطالعه‌ی حاضر، کینتیک خشک شدن ماست بدون چربی با ضخامت 2/2 میلی متر در توان های 35، 130 و 260 وات و فشارهای مطلق 60، 200، 400، 600 و 800 میلی بار در خشک کن مایکروویو- خلاء مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین برای انتخاب مناسب‌ترین مدل، میزان برازش داده های بدست آمده با 12 مدل تجربی و نیمه تجربی اندازه‌گیری شد. براساس یافته‌های این بررسی، توان مایکروویو تاثیر بسزایی در زمان خشک شدن داشت به طوری که ...

متن کامل

توسعه یک مدل ریاضی برای خشک کن انجمادی

فرایند خشک کردن انجمادی یک روش موثر جهت خشک کردن مواد حساس به حرارت می باشد. در این مقاله یک مدل ریاضی مبسوط برای مراحل دوگانه این فرایند ارائه شده است. به علت بزرگتر بودن ضریب هدایت لایه منجمد نسبت به لایه خشک شده در اینجا تامین حرارت لازم برای خشک شدن تحت مکانیزم هدایت از زیر نمونه فرض شده است. علاوه بر فرایند خشک شدن، فرایند انجماد بخار آب در کندانسور نیز در مدل وارد شده که امکان بررسی  تاثی...

متن کامل

مدلسازی ریاضی خشک شدن مواد در یک خشک کن نوار نقاله ای

تا کنون برای خشک کن های نوار نقاله ای چند گذر مدل سازی ارائه نشده است و بیشتر تحقیقات انجام شده بر روی خشک کن های نوار نقاله ای یک مرحله ای بوده است. در این پروژه مدل سازی ریاضی مناسبی برای خشک کن های نوار نقاله ای چند گذر ارائه شده است. در این مدل سازی از روش های عددی اختلاف محدود و نرم افزار متلب استفاده شده است. در این پروژه انواع خشک کن های نوار نقاله ای معرفی و تشریح شدند و اثر پارامتر های...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده فنی و مهندسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023