تعیین رفتار حرکتی و سینتیک خشک شدن ذرت دانه ای در خشک کن های استوانه ای گردان

خشک کردن محصولات کشاورزی برای ذخیره سازی آنها اجتناب ناپذیر است. از بین محصولات کشاورزی ذرت دانه ای یکی از محصولات استراتژیک است. خشک کن های مختلفی مانند بستر سیال، خشک کن دانشگاه لوییزیانا، بستر مداوم و ... برای خشک کردن ذرت دانه ای استفاده می شوند که از معایب آنها بالا بودن توان مصرفی است. در بین انواع خشک کن ها، خشک کن استوانه ای گردان دارای مزایایی مانند ظرفیت، سرعت کاری و کیفیت بالای محصول خشک شده می باشد و برای ذرت دانه ای که در سطح وسیع کشت می شود مناسب است. استوانه های گردان علاوه بر خشک کن های استوانه ای، کاربردهای متنوعی در صنعت و کشاورزی دارند که مخلوط کردن، آسیاب کردن، پوشش دهی مواد و ... از آن جمله اند. عوامل و فاکتورهای متعددی از جمله سرعت دورانی استوانه، قطر استوانه و ضریب پرشدگی استوانه بر رفتار حرکتی و خشک شدن دانه ها در استوانه های گردان تاثیر دارند. بسته به شرایط استوانه و محصول داخل آن مدهای حرکتی مختلفی برای توده مواد بوجود می آید. بطور کلی سه مد حرکتی سرشی، آبشاری و طوفانی که هر کدام نیز به چند زیر شاخه تقسیم می شوند، قابل مشاهده اند. برای افزایش کارآیی خشک کن استوانه ای و کیفیت محصول خشک شده، باید محصول در مد حرکتی مناسب خشک شود. تحقق حاضر را می توان به دو بخش کلی تقسیم کرد. در بخش اول مدهای مختلف حرکتی ذرت دانه ای در استوانه های گردان با در نظر گرفتن عواملی مانند قطر، ضریب پرشدگی و نوع سطح داخلی استوانه تعیین شدند. در این آزمایش ها از سه استوانه با قطرهای داخلی 150 ،180 و 300 میلیمتر و سطوح داخلی فولاد گالوانیزه و کاغذ سنباده استفاده شد. زوایای استقرار دانه های ذرت در استوانه های گردان اندازه گیری شدند. هر سه عامل قطر، ضریب پرشدگی و نوع سطح داخلی استوانه بر زوایای استقرار تأثیر معنی دار داشتند. نمودار رفتار بستر (bbd) دانه های ذرت در استوانه های گردان ترسیم شد و اعداد فرود بحرانی تبدیل مدهای حرکتی با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شدند و مدل های تیوری برای ذرت دانه ای تصحیح شدند. در بخش دوم تحقیق یک خشک کن استوانه ای گردان با قابلیت تغییر دور استوانه طراحی و ساخته شد سپس با توجه به نتایج بدست آمده از بخش تعیین مدهای حرکتی، ذرت دانه ای تحت شرایط سه مد حرکتی غلتشی، آبشاری و طوفانی و در چهار دمای مختلف (50 ، 60، 70 و 80 درجه سانتی گراد) در خشک کن استوانه ای خشک شد. مد حرکتی و دمای آزمایش بر آهنگ خشک شدن ذرت دانه ای در استوانه گردان تاثیر معنی دار نداشتند در حالی که د عامل یاد شده بر زمان خشک کردن و ضریب نفوذ موثر رطوبت (deff)تاثیر کاملا معنی دار داشتند. ضریب نفوذ موثر رطوبت و انرژی فعال سازی دانه های ذرت برای آزمایش های مختلف محاسبه شده و فرآیند خشک شدن دانه ها در خشک کن استوانه ای گردان مدل سازی ریاضی شد. از بین مدل های مختلف مدل نفوذ تقریبی دارای قدرت مدل سازی بیشتر و خطای کمتری بود. اتلاف انرژی و بازده حرارتی خشک کن استوانه ای گردان در سه مد حرکتی مورد آزمایش تعیین شدند. مد حرکتی طوفانی و مد حرکتی غلتشی به ترتیب دارای بیشترین و کمترین بازده حرارتی بودند. از نتایج این تحقیق می توان در طراحی تجهیزات انتقال و فرآوری ذرت دانه ای استفاده کرد.