بررسی تجربی و مدل سازی ریاضی فرایند آبزدایی اسمزی توده مواد در یک اسموراکتور ناپیوسته

در این تحقیق، فرایند آبزدایی اسمزی توده مواد در یک اسموراکتور ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا انتقال جرم در فرایند آبزدایی اسمزی ساقه کرفس در محلول آب و نمک (nacl) مورد بررسی تجربی قرار گرفت. آزمایش ها در سه غلظت10، 18 و 25 درصد وزنی/ وزنی و سه دمای 35، 45وc ?55 انجام گرفتند. به منظور انجام آزمایشات، سه برش با ابعاد متفاوت از ساقه کرفس در نظر گرفته شد. برای هر یک از برش ها، آزمایشات در نسبت حجمی ماده به محلول اسمزی برابر 1:3 انجام شد. به منظور مدلسازی ریاضی فرایند، نیاز به فرض شکل های هندسی مشخص برای برش های مذکور بود. به این ترتیب برش اول که به صورت نازک تهیه شده بود، با هندسه تیغه نامحدود در نظر گرفته شد. با توجه به ساختار نامتقارن ساقه کرفس، در نظر گرفتن یک شکل هندسی خاص برای دو برش دیگر ممکن نبود؛ به این ترتیب دو هندسه فرضی استوانه ای و مکعب مستطیلی برای هر دو برش در نظر گرفته شد. مدل دو پارامتری آزورا برای محاسبه مقادیر تعادلی حذف آب و جذب نمک استفاده شد. تعیین مقادیر ضرایب نفوذ رطوبت و نمک و پیش بینی سینتیک انتقال رطوبت و نمک، با استفاده از حل تحلیلی قانون دوم فیک صورت گرفت. تمامی مدل ها توسط مقایسه ی گرافیکی و آماری با داده های تجربی اعتبار سنجی شدند. نتایج نشان داد که مقادیر پیش بینی شده آب از دست رفته و جامد جذب شده، توسط مدل های مورد نظر و برای برش های مختلف، هماهنگی خوبی با داده های تجربی دارند. همچنین با افزایش دما، غلظت محلول اسمزی، زمان و کاهش نسبت حجمی ماده به محلول، مقادیر تعادلی اّب از دست رفته و جامد جذب شده و ضرایب نفوذ آنها افزایش پیدا می کند. شایان ذکر است که ضرایب نفوذ رطوبت و نمک در جهت های متفاوت دارای مقادیر متفاوتی بوده و در جهت سطوح برش خورده (در محدوده 9-10×972/0-9-10×663/3 متر مربع بر ثانیه) بیشتر از سایر جهت ها (در محدوده 10-10×031/1-10-10×919/ 6 متر مربع بر ثانیه) بدست آمد.