عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت خشک کن ترکیبی مادون قرمز هوای داغ
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 620;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55298
- تاریخ دفاع
- ۰۳ آبان ۱۳۹۱
- دانشجو
- رسول سادین
- استاد راهنما
- غلامرضا چگینی
- چکیده
- چکیده ترکیب دو مکانیسم انتقال حرارت همرفتی و تابشی از اهمیت فراوانی در افزایش راندمان حرارتی خشک‌کن‌ها برخوردار است. با ترکیب دو روش گرمایش مادون قرمز و هوای داغ، می‌توان به کیفیت بالاتر محصول نهایی و راندمان انرژی بیشتری در خشک کردن دست پیدا کرد. از طرفی خشک کردن با هوای داغ یک روش تجاری برای محصولات بیولوژیکی است و در طی خشک شدن، دمای فرایند تأثیر عمده بر کیفیت محصول دارد. به طوری که محدودیت عمده‌ی خشک کردن با هوای داغ طول کشیدن فرایند خشک شدن است که باعث تخریب کیفیت محصول می‌شود. هدف از این تحقیق طراحی و ساخت خشک‌کن ترکیبی مادون قرمز با هوای داغ می‌باشد. خشک‌کن ترکیبی مادون قرمز با هوای داغ به صورت ترکیبی از دو خشک‌کن مادون قرمز و هوای داغ ساخته شد. به منظور بررسی سینتیک خشک شدن ورقه‌های گوجه¬فرنگی آزمایش‌های خشک شدن در سه خشک‌کن ترکیبی، مادون قرمز و هوای داغ، آزمایش‌ها در سه سطح دما (60، 70 و 80 درجه سلسیوس) و سه سطح ضخامت (3، 5 و 7 میلی‌متر) و با سه تکرار به صورت فاکتوریل در پایه طرح کاملاً تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد که خشک¬کن ترکیبی نسبت به خشک‌کن مادون قرمز کاهش تقریبی 30 درصدی و نسبت به خشک‌کن هوای داغ کاهش 50 درصدی زمان خشک شدن را دارا بود. همچنین نتایج نشان داد که زمان خشک شدن با ضخامت محصول و فاصله از لامپ مادون قرمز (10، 40 و 70 سانتی¬متر) نسبت مستقیم و با دمای محفظه خشک‌کن، دمای (45 و 65 درجه سلسیوس) و سرعت هوای ورودی (6/0 و 1/1 متر بر ثانیه) نسبت عکس داشت. از لحاظ مصرف انرژی الکتریکی خشک‌کن ترکیبی نسبت به خشک‌کن مادون قرمز کاهش تقریبی 20 درصدی و نسبت به خشک‌کن هوای داغ کاهش 50 درصدی را دارا بود. به منظور پیش بینی روند خشک شدن از پنج مدل میدیلی، لگاریتمی، هندرسون پابیس، دو جمله¬ای و لوئیس استفاده شد برازش این مدل‌ها بر داده‌های به دست آمده از خشک کردن با سه معیار ضریب همبستگی R2)، با بیشترین مقدار 9999/0)، مجموع مربعات خطا SEE)، با کم‌ترین مقدار 7-E038/3) و ریشه میانگین مربعات خطا RMSE)، با کم‌ترین مقدار 0005512/0) با هم مقایسه شد که مدل میدیلی به عنوان مدلی مناسب برای پیش بینی نسبت رطوبت انتخاب گردید. کلمات کلیدی: خشک‌کن مادون قرمز، خشک‌کن هوای داغ، سینتیک خشک شدن، گوجه‌فرنگی
- Abstract
- Abstract The combination of both mechanisms of convective and radiative heat transfer is of great importance in increasing the thermal efficiency of dryers. By combining both methods of infrared heating and hot air drying, higher quality in final product and more energy efficiency can be achieved. On the other hand, hot air drying is a commercial method for biologic products, and the process temperature during drying has a great effect on product quality. As the main limitation in hot air drying is the length of drying process which causes poor product quality. The purpose of this study is developing and manufacturing a combined infrared and hot air dryer. The combined dryer of infrared-hot air was produced as a combination of both infrared and hot air dryers. In order to study kinetic drying of tomato slices, drying experiences were done completely random in three dryers of combinative, infrared and hot air at three temperature levels (60, 70, and 80 degree centigrade) and three cross sections (3, 5, and 7 mm) with three repetitions as a factorial in design base. The results showed that the combinative dryer the drying time decreased 30% and 50% in compared with infrared and hot air dryer respectively. Also, the results indicated that there is a direct relationship between drying duration and the product thickness and its distance (10, 40 and 70 cm) from the infrared lamp, and there is an inverse relationship between drying duration and the temperature of dryer chamber and also temperature (45 and 65°C) and speed of input air (0/6 and1/1 m/s). As in combinative dryer the electrical energy consumption decreased 20% and 50% in compared with infrared and hot air dryer respectively. In order to predict the trend of drying five models of Midilli, logarithmic, Henderson Pubis, Tow term and Lewis were used, the predictability of models were compared using correlation coefficient (R2, with max 0/9999), sum of square error and (SSE, with min 3/038E-7) and sum of mean square error (RMSE, with min 0/0005512) that the Midilli model selected as proper model to predict the moisture ratio. Keywords: Infrared dryer, Hot air dryer, Drying kinetics, Tomato.
