پایان نامه رایگان درباره صنایع غذایی، مواد معدنی، مواد غذایی

دانلود پایان نامه ارشد

باتیک: در این خشک کن ها ذرات جامد در تماس مستقیم با هوا (عامل خشک کننده ) قرار می گیرد و انتقال حرارت از طریق جابجایی انجام می شود در اینجا خشک کردن جامدات به یکی از صورت های زیر است.
1-خشک کردن با جریان عرضی: در این روش گاز بصورت موازی با سطح جامد جریان می یابد سرعت گاز بسیار کم است و از این سیستم در عملیات ناپیوسته استفاده می شود.

شکل(2-13) حرکت گاز از روی بستر ایستایی از جامدات

داروها و مواد شیمیایی حساس و موادی که باید با دقت خشک شوند را از این طریق خشک می کنند.
2-خشک کردن با جریان سراسری: در این روش گاز بصورت عمود بر بستر جامدات جریان می یابد و مانند جریان عرضی، سرعت گاز را پایین نگه می دارد تا از ماندگی ذرات جلوگیری شود.

شکل (2-14)عبو رگاز از درون بستر مشبک جامدات
اگر ذرات جامد درشت باشند از جریان سراسری استفاده می شود تا سرعت خشک شدن افزایش یابد.

3-جامدات حرکت رو به پایین از درون جریان آرام گاز عبور می کنند

شکل(2-15)عبورگاز ازدرون خشک کن بستر سیال و خشک کن دوار
4-خشک کردن در بستر سیال : در این روش سرعت گاز در حدی است که بستر جامد را بصورت سیال در می آورد البته مقداری ماندگی برای ذرات ریز وجود دارد.
5-ذرات جامد به همراه جریان سریع گاز حمل می شوند و در مرحله ی بعد توسط تفکیک کننده های مکانیکی جدا می شوند.

شکل (2-16)حرکت هم جهت گاز و جامد در خشک کن با نقاله بادی
ب-خشک کن های غیرآدیاباتیک: در این خشک کن ها عامل خشک کننده دیگر هوا یا گاز داغ نیست و انتقال حرارت اغلب از طریق هدایت انجام می شود (البته می توان از انرژی تابشی ،تشعشعی ، دی الکتریک ویا منابع دیگر گرما استفاده کرد) در این خشک کن ها برای خشک کردن جامدات از روش های زیر استفاده می شود:

1-در این روش ذرات جامد بر روی سینی یا یک سطح افقی پخش و خشک می شوند انرژی گرمایی جهت خشک کردن نیز توسط بخار یا الکتریسیته تأمین می شود.
2-در این روش از استوانه هایی که توسط همزن یا نقاله حرکت می کنند ،جهت گرم کردن جامدات استفاده می شود.
3-در این روش جامدات تحت تأثیر نیروی جاذبه روی یک سطح شیبدار داغ می لغزند و به قسمت های دیگر منتقل می شوند از این روش در خشک کن های دوار استفاده می شود.
بطور کل بیش از 200 نوع خشک کن وجود دارد که چند نمونه مهم آنها در زیر بررسی می شود.
2-11معرفی چند نوع خشک کن کاربردی
2-11-1-خشک کن سینی دار یا قفسه ای:
این خشک کن ها شامل اتاقکی دارای سینی های متحرک هستند و جامدات بر روی سینی ها پخش می شوند در این خشک کن جامدات مرطوب و هوای گرم در تماس مستقیم هستند تقریبأ 10 تا 20% هوای مصرفی ، هوای تازه است و بقیه از هوای چرخشی تأمین می شود برای گردش هوا از فن استفاده می شود. معمولأ برای جامدات خمیری شکل مانند کیک های حاصل از فیلتر پرس و جامدات کلوخه ای و همچنین محصولات با ارزشی مانند مواد رنگی و مواد دارویی از این خشک کن استفاده می شود. زمان ماند در این خشک کن ها طولانی و بین 4 تا 18 ساعت در هر مرحله است. بعضی از این خشک کن ها دارا واگن هستند و روی آنها قفسه هایی چیده شده است و در هر قفسه تعدادی سینی کم عمق وجود دارد و هوای گرم از بین سینی ها عبور می کند از آنجاییکه واگن ها را می توان بیرون از خشک کن بارگیری و تخلیه کرد اتلاف زمانی بین چرخه ها وجود ندارد.

شکل (2-17)تصویری از خشک کن سینی دار
2-11-2-خشک کن پاششی:
معمولأ برای خشک کردن دوغابها و محلول ها از این خشک کن استفاده می شود جریان مایع در داخل هوای داغ اسپری می شودو بصورت قطرات ریز درآمده و در مقابل هوا قرار می گیرد به دلیل افزایش سطح تماس میزان انتقال جرم بالا می رود و عمل خشک شدن به سرعت انجام می شود و رطوبت قطرات سریعأ تبخیر شده و جامد خشک از پایین خارج می شود جریان گاز برای جداسازی جامد باقی مانده وارد یک سیکلون می شود. این خشک کن ها در صنایع غذایی (خشک کردن شیر ،قهوه……) و در صنایع شیمیایی ( جهت خشک کردن مواد آلی و غیر آلی ) و در صنایع بهداشتی ( خشک کردن مواد دارویی و شوینده ها ) کاربرد فراوانی دارد. در این نوع خشک کن جریان مایع و گاز بصورت همسو، غیر همسو و یا ترکیبی از این دو در یک واحد صورت می گیرد همچنین در این خشک کن ها باید از برخورد قطرات ( ذرات جامد مرطوب ) با ذرات جامد خشک جلوگیری شود بنابراین محفظه های خشک کننده الزامأ بزرگ هستند و قطر این خشک کن ها در محدوده ی 5/2 تا 9 متر است.

رابطه ی زیر برای محاسبه ی قطر میانگین قطرات خروجی از اتمایزر دیسکی ارائه شده است .
(2-26)
و ضریب انتقال حرارت در هر یک از قطرات از رابطه ی زیر محاسبه می شود:
(2-27)
زمان لازم برای خشک کردن قطره ای با قطر معلوم نه تنها به h بلکه به نحوه ی تماس هم بستگی دارد. زمان خشک شدن برای جریان همسو 3-6 ثانیه و جریان ناهمسو 25-30 ثانیه است بنابراین برای خشک کردن مواد حساس به گرما و تولید ذرات کروی جامد ویا تو خالی از این خشک کن استفاده می شود. از معایب این خشک کن بازده پایین آن است و همچنین گرمای زیادی در گازهای خروجی تلف می شود. بزرگ و حجیم هستند و ارتفاع آنها اغلب 25 متر یا بیشتر است وچگالی کل جامد خشک را که خاصیت مهمی در محصولات بسته بندی شده است را نمی تواند ثابت نگه دارد. در خشک کن پاششی از محلول ، دوغاب یا خمیر رقیق در یک مرحله می توان محصول خشک بدست آورد که آماده بسته بندی است بنابراین در ظرفیت های بالا در هزینه صرفه جویی زیاد می شود.

شکل (2-18)الگوی جریان در خشک کن های پاششی[13]
2-11-3-خشک کن استوانه ای:
این خشک کن ها از یک یا چند غلتک فلزی داغ تشکیل شده اند که دوغاب ها و محلول ها و جامدات خمیری روی سطح بیرونی آن بصورت لایه ی نازکی حرکت کرده و خشک می شوند. جامد خشک شده ضمن غلتیدن آرام از آن خارج می شود. فرایند خشک شدن در این خشک کن ها بصورت غیر مستقیم است. خشک کن استوانه ای برای محلول های رقیق ، محلول های غلیظ ، نمک های بسیار انحلال پذیر و دوغاب های با وزن متوسط کارایی دارد ولی برای دوغاب های جامدات خورنده با انحلال پذیری کم مناسب نیست. زمان تماس در این خشک کن ها بین 6-15 ثانیه است و ضریب انتقال حرارت بالا بین 200-1200 می باشد.
شکل (2-19)تصویری از خشک کن استوانه ای

2-11-4-خشک کن با فیلم نازک:
در این نوع از خشک کن ها خوراک بصورت مایع یا دوغاب و با دبی 100-200 kg/m2.hrوارد می شود این خشک کن معمولأ از دو قسمت ساخته شده است در قسمت اول تبخیر کننده-خشک کن همزن دار قرار دارد و بیشتر مایع از خوراک گرفته می شود و جامد مرطوب به قسمت دوم تخله می شود و در آنجا به جامد خشک تبدیل می شود. بازده ی گرمایی این خشک کن ها زیاد است و تلفات مواد جامد در آن کم است همچنین این دستگاهها در جداسازی و بازسازی حلالها از محصولات جامد مفید است ( مقدار کمی گاز وارد می شود ) و عمل خشک کردن در این خشک کن ها گران است و سطح انتقال کم است.

2-11-5-خشک کن نوار نقاله ای:
در این خشک کن ها ماده ی جامد خشک شونده بر روی الکی فلزی بصورت لایه ای با ضخامت 25-150 میلیمتر قرار داده می شود الک توسط یک نوار نقاله ای با حرکت آرام به درون محفظه ی خشک کن هدایت می شود دما و رطوبت هوا درون محفظه در نقاط مختلف آن متفاوت می باشد تا شرایط مناسب خشک کردن در هر نقطه محفظه بوجود آید زمان خشک شدن در این خشک کن ها معمولأ بین 15-120 دقیقه است. انواع مواد جامد را بطور پیوسته و خیلی آرام خشک می کنند بطوریکه هزینه ی آن معقول باشد.

2-11-6-خشک کن دوار:
یکی از مهمترین انواع خشک کن ها هستند و معمولأ برای جامدات granular و پودری استفاده می شود. این خشک کن از یک استوانه ی بلند در حال چرخش تشکیل شده است که بصورت افقی یا قدری مایل بطرف خروجی قرار گرفته است.
تقسیم بندی زیر شامل انواع این خشک کن ها می باشد:
الف-حرارت دهی مستقیم-جریان معکوس: حرارت دهی مستقیم را برای خشک کردن موادی که نگرانی از جهت آلودگی با تماس وجود ندارد استفاده می شود در این روش گاز داغ مستقیمأ با جامد مرطوب در تماس است و برای خشک کردن موادی که قابلیت گرم شدن تا دمای بالا را دارند ( مانند مواد معدنی ،شن ، سنگ آهک و…. ) کاربرد دارد
ب-حرارت دهی مستقیم-جریان هم جهت: این دسته هم بدون نگرانی از آلودگی ناشی از تماس مستقیم گاز داغ با جامد ،خشک می شوند ( مانند سولفید آهن، زغالسنگ ،کاه و….. )
ج-حرارت دهی غیرمستقیم-جریان معکوس: بعضی از جامدات می توانند تا درجه حرارت بالا گرم شوند ولی نباید در تماس مستقیم با گاز داغ قرار بگیرند. مانند غلات ، شکر ، نمک و…

د-حرارت دهی مستقیم-غیرمستقیم: این روش از لحاظ اقتصادی از خشک کن های مستقیم با صرفه تر است و برای جامداتی که می توانند تا درجه حرارت بالا گرم شوند بکار می رود. بخصوص در حالتی که رطوبت زیادی از جسم باید گرفته شود و هزینه ی سوخت بالاست زغالسنگ و کک در چنین خشک کن هایی در دمای زیاد و بدون خطر خشک می شوند
رابطه ی تجربی زیر برای محاسبه ی ضریب انتقال حرارت حجمی Ua ارائه شده است.
(2-28)
و سرعت انتقال گرما از رابطه ی زیر محاسبه می شود.
(2-29)

2-11-7-خشک کن انجمادی:
موادی که نمی توانند حتی تا دمای متوسط گرم شوند ( ازجمله مواد غذایی یا دارویی ) با فرایند خشک کردن انجمادی خشک می شوند. در این روش ماده ی تر در معرض هوای خیلی سرد قرار گرفته و منجمد می شوند و سپس در اتاق خلاء قرار می گیرند.

شکل (2-20)تصویری از خشک کن انجمادی

2-11-8-خشک کن بستر سیال:
در این روش جامد خشک شونده توسط گاز داغ بصورت سیال در می آید وبر اثر شکسته شدن ذرات در لایه سیال شده گاز خروجی حاوی مقدار قابل ملاحظه ای از این ذرات ریز جامد خواهد بود برای بازیابی این ذرات ریزاز سیلکون ها و یا صافی های کیسه ای استفاده می شود. رابطه ی تجربی زیر برای محاسبه ی ضریب انتقال حرارت ارائه شده است.
(2-30)
در خشک کن بستر سیال اگر سرعت گاز به حد کافی زیاد شود تا بستر مواد جامد از حالت سیالیت به حرکت درآید مواد جامد به همراه جریان گاز حرکت می کنند واین اساس این نوع از خشک کن ها را تشکیل میدهد. سرعت انتقال گرما از گاز به ذرات جامد معلق بسیار زیاد و خشک کردن سریع ( در حدود 3 تا 4 ثانیه ) است دمای گاز نیز بالا و در حدود600 درجه ی سانتی گراد است. زمان تماس آنقدر کوتاه است که دمای جامد در حین خشک کردن به ندرت به بیش از 50 درجه ی سانتی گراد می رسد بنابراین برای مواد حساس به حرارت مناسب است.

2-11-9ـ خشك‌كن‌هاي سيلويي:
اين نوع خشك‌كن‌ها بيشتر براي مواد غذايي كه درصد رطوبتشان در حد پاييني قرار دارد (20-10 درصد ) يعني براي گروه غلات و حبوبات به طور مشخص مورد استفاده قرار مي‌گيرد. هوا از كانال پايين توسط پنكه‌اي دميده مي‌شود.

اين هوا از نظر دما و رطوبت نسبي آن كنترل شده است. هوا از طريق منافذ صفحه مشبك به درون بستر دانه غله كه با ارتفاع قابل توجهي بر روي صفحه مشبك انبار شده راه مي‌يابد. از ميان خلل و فرج اين بستر كانال‌هايي را براي خود ايجاد كرده و به سمت بالا حركت مي‌كند. در طي حركت خود با دانه‌هاي غله تبادل حرارت و رطوبت نموده تا نهايتاً از سمت ديگر بستر خارج شده و توسط پنكه‌اي كه در قسمت بالا تعبيه شده به بيرون مكيده مي‌شود. درصد رطوبت نهايي محصول در چنين سيستمي در حدود 6 درصد بوده و مدت زمان عمليات در حدود 1 تا 3 روز به طور متوسط تنظيم مي‌گردد. فاكتور زمان خشك‌كردن در اين عمليات بر كيفيت محصول نهايي تأثير بسزايي دارد.

2-11-10-خشك‌كن‌هاي كوره‌اي و اتاقكي:
اين سيستم‌ها از واحدي تشكيل شده‌اند كه داراي

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه رایگان درباره نیروی کشش، دو قطبی Next Entries پایان نامه رایگان درباره فشار بخار آب، مواد غذایی