بخشی از مقاله
چکیده
دراین تحقیق با توجه به اهمیت بهینه سازي در واحدهاي صنعتی غذایی و تکنولوژي پس از برداشت، یک خشک کن چرخشی با سیکل بسته طراحی و ساخته شده است. در طراحی این خشک کن ابتدا تمام محاسبات مربوط به موازنه جرم و انرژي ،انتقال حرارت زمان وقفه، ابعاد خشک کن و توان مورد نیاز آن به شکل کلی صورت گرفته است. در مرحله ي بعدي یک سیکل بسته براي این خشک کن ایجاد گردید، که به همین دلیل برج جذب رطوبت و سیستم کنترل رطوبت، دما ، سرعت چرخش استوانه و سرعت جریان هوا در راستاي استفاده مجدد از هواي مصرفی وبهینه سازي در مصرف انرژي، طراحی شده است.این خشک کن براي گیاهان دارویی ،محصولات دانه اي و بسیاري از محصولات غذایی مختلف قابل استفاده خواهد بود.
-1 مقدمه
فرآیند خشک کردن از مهم ترین فرآیندها در تکنولوژي پس از برداشت می باشد، که در سطحی گسترده با آن سر و کار داریم .این فرایند که در واقع خارج نمودن آب از ماده تر می باشد ، یک از قدیمی ترین روش هاي نگهداري محصولات کشاورزي محسوب می شود. انتقال همزمان جرم از سطح و حرارت به داخل ماده ، هیدرودینامیک حرکت ذرات در خشککن ها، مکانیسم هاي مختلف انتقال و رطوبت در بدنه جسم جامد ، تغییر شکل ماده تر ، خواص ذاتی محصولات و ... همگی مسائلی هستند که در مبحث طراحی با آن روبرو هستیم . - C.Strumilo,T.Kudra,1986 - از طرف دیگر طراحی این فرآیندها نیاز به تحلیل دقیق از انتقال جرم و حرارتی دارد که در ساختار محصول اتفاق میافتد و فقط از طریق درك و تحلیل فرآیندهاي انتقال میتوان به حداکثر بازده رسید.
انتخاب روش مناسب جهت خشک کردن و رسیدن به یک خشککن مناسب جهت بهینه سازي و انجام فرایند با حداکثر بازده انتقال حرارت، یکی از مباحث مهم در طراحی میباشد. محصولات بسیار زیادي وجود دارند که لازم است فرایند خشک کردن روي آن انجام گیرد که خواص فیزیکی و شیمیایی کاملا متمایزي دارند، از طرف دیگر طرق مختلفی وجود دارند که بتوان به ماده مورد نظر حرارت را انتقال دهیم. تنوع زیاد محصولاتی که در صنایع مختلف باید خشک شوند موجب طراحی انواع مختلفی از خشککن ها شده است . - R.B.keey,1972 -
در این بین خشککن چرخشی یکی از خشککن هایی می باشد که براي خشک کردن در مقیاس بالا، به دلیل بازده حرارتی بالاي آن، مورد توجه قرار گرفته است.اغلب خشک کن هاي چرخشی موجود در صنایع تولیدي داراي سیکل حرارتی باز بوده، که این سیکل بازده حرارتی را به طور چشمگیري کاهش می دهد.امروزه مطالعات زیادي براي ایجاد سیکل هاي حرارتی مختلف در خشک کن ها به منظور افزایش بازده آن در حال انجام است - Magdalini .krokida,2006 - در این پژوهش با ایجاد سیکلی نوین در مقایسه با مدل هاي آزمایشگاهی مشابه ، توانستیم بازده حرارتی خشککن را در مقیاس آزمایشگاهی به مقدار قابل توجهی افزایش دهیم.
-2 مواد و روش ها
از میان انواع خشککن هاي چرخشی مطالعات بیشتري بر روي خشککن هاي چرخشی - شکل - 1 حرارت مستقیم مجهز به پره انجام شده است. این خشککن در مدل آزمایشگاهی بوده و شامل استوانه اي میباشد که در جهت مناسب میچرخد وداراي 6 پره بوده - شکل - 2 و به طور معمول با افق زاویه ي کم به سمت خروجی محصول میسازد. طول استوانه1 متر و قطر آن 0/2متر میباشد - . مواد جامد به انتهاي هر سیلندر وارد شده و به واسطه سه خاصیت حرکت چرخشی توسط سیستم چرخ زنجیر - شکل - 3 ، اختلاف ارتفاع و شیب استوانه ، محصول تغذیه شده از قسمت دیگر تخلیه میشود. هنگامی که استوانه می چرخد پره هاي بالا برنده مواد جامد را بالا میبرند و به داخل هواي داغ در حال جریان می پاشد و در نتیجه سطح مواد جامد به طور کامل در معرض هواي داغ قرار گرفته و عمل خشک شدن به طور موثرتري انجام میگیرد.
در محیط هاي مرطوب لازم است که هواي خنک ورودي تا حدي رطوبت زدایی شود که این کار را میتوان توسط برج جذب و در مجاورت کلسیم کلراید انجام داد، ولی در طراحی این سیستم از یک سیکل بسته استفاده شده است که رطوبت محصول و هواي داخل سیکل ، با آزمایشات انجام گرفته بر روي محصولات مختلف ،پس از طی چند سیکل توسط سیستم برج جذب گرفته شده و در سیکل هاي بعدي رطوبت جذب شده توسط برج ، رطوبت خالص محصول می باشد، که بایستی از آن خارج شود و از جذب مجدد رطوبت ممانعت به عمل می آید - شکل. - 4 دستگاههاي فرعی این خشککن عبارتند از: گرمکن هوا ، کانال تنظیم کردن مقدار هوا، سیستم توزیع یکنواخت هوا ، سیستم تزریق رطوبت - جهت تنظیم رطوبت نهایی محصول خشک شده - و سنسورهاي کنترل رطوبت و دما میباشند.
