مدل سازی سینتیک خشک شدن کلزا در خشک کن بستر سیال

در این تحقیق سینتیک فرایند خشک شدن کلزا با روش سیال سازی دانه ها در محدوده دمایی ۳۰ تا ?C ۱۰۰ مورد بررسی و مدل سازی قرار گرفت. برای معرفی بهترین مدل تخمین روند تغییرات رطوبت از مدل های مرسوم در مدل سازی خشک کردن محصولات دانه ای استفاده شد. به منظور تعیین ضریب نفوذ رطوبت و انرژی فعال سازی در دانه های کلزا از حل معادله فیک برای اجسام کروی شکل و رابطه آرینیوس استفاده شد. با استفاده از مدل های رگرسیونی تاثیر دما بر زمان خشک شدن کلزا در محدوده دمایی تحقیق نیز مدل سازی شد. نتایج تحقیق نشان داد که بعد از زمان آستانه سیال سازی فشار استاتیکی دارای افت محسوسی شده و فشار زیر توده محصول در شروع سیال سازی از ۵۹۶ به ۵۸۳ پاسکال تنزل پیدا می کند. در حالت سیال سازی، افزایش دما از ۳۰ به ?C ۱۰۰ زمان خشک شدن کلزا را ۷۴% کاهش می دهد. در بررسی سینتیک خشک شدن کلزا در خشک کن های بستر سیال به ترتیب مدل های دیفیوژن تقریبی و نمایی دوجمله ای نسبت به مدل های دیگر برازش بهتری داشتند. این دو مدل دارای بالاترین ضریب تعیین ( )، و کمترین مربع کای ( ) و ریشه متوسط مربع خطای داده ها (RMSE) بودند. اما با توجه به اختلاف های ناچیز در شاخص های ارزیابی و ضرایب کمتر، کاربرد مدل نیوتن در تخمین روند تغییرات نسبت رطوبت کلزا در حالت بستر سیال قابل توصیه می باشد. با افزایش دما در فرایند خشک شدن دانه های کلزا، ضریب نفوذ موثر رطوبت در دانه یک روند افزایشی دارد. در فرآیند خشک کردن کلزا با روش بستر سیال محدوده دمایی۳۰ تا ?C ۱۰۰ ضریب نفوذ رطوبت کلزا از ۱۱-۱۰×۷۵۹/۳ تا m۲/s ۱۱-۱۰×۴۵۷/۸ تغییر می کند. در این تحقیق با استفاده از رابطه آرینیوس، انرژی فعال سازی نفوذپذیری رطوبت در کلزا kJ/mol ۰۳/۱۱ به دست آمد. به منظور تخمین زمان خشک شدن کلزا در محدوده دمایی تحقیق، معادله نمایی به دست آمده برازش مناسبی با داده های به دست آمده داشت.

Keywords:

انرژی فعال سازی , بستر سیال , خشک کردن , ضریب نفوذ موثر , کلزا , مدل سازی