پایان نامه رایگان درباره فشار بخار آب، مواد غذایی، نمونه برداری

دانلود پایان نامه ارشد

نوع مختلط ترکیبی از هر دو نوع مستقیم و غیر مستقیم است. خشک کن خورشیدی می تواند از جهت دیگر به دو نوع فعال و غیر فعال تقسیم بندی شود اصول کار نوع غیر فعال بر اساس اختلاف دما و نتیجتأ اختلاف دانسیته ی هوای بیرون و درون اتاقک خشک کن است این اختلاف دانسیته باعث ایجاد نیروی شناوری محرک برای هوا شده تا در طول بستر خشک کن به حرکت درآید به عبارت دیگر این سیستم نیاز به فن الکتریکی جهت راه اندازی هوا در طول بستر محصول نداشته و جریان هوا بصورت جابجایی آزاد است در حالیکه نوع فعال برای به راه انداختن هوا در طول بستر محصول نیازمند فن الکتریکی است.
تحقیقات زیادی درمورد خشک کردن توسط خورشید و خشک کن های کابینتی انجام گرفته است.در تحقیقی که توسط مرادی و زمردیان انجام گرفت از یک دستگاه خشک کن خورشیدی کابینتی به منظور خشک کردن لایه ی نازک زیره ی سبز استفاده شد.ان خشک کن خورشیدی در چهار دبی مختلف هوای خشک کننده (سه جریان فعال به همراه جریان غیر فعال ) در حالت تابش غیرمستقیم به کار برده شد. آزمایشات در قالب طرح ساده ی کاملأ تصادفی در سه تکرار انجام گرفت مقدار رطوبت زیره ی سبز در هر زمان نمونه برداری در طول زمان یکسان خشک شدن (90 دقیقه برای همه ی آزمایشات ) برای این آزمایشات مورد ارزیابی قرار گرفت متوسط رطوبت اولیه ی دانه های زیره 5/43 % بر پایه ی خشک بود و قرار بود نمونه ها در مدت 90 دقیقه داخل دستگاه قرار داده شوند تا خشک گردند (متوسط 8 بر پایه ی خشک ) فاکتور دبی هوای خشک کننده اثر معنی داری بر این درصد رطوبت داشت و در نهایت جریان غیرفعال هوای خشک کننده به عنوان بهترین حالت برای خشک کردن زیره ی سبز انتخاب گردید. بلا و زامان خشک کردن لایه ی نازک برنج را در محیط روباز ، نوع کابینتی و نوع مختلط گزارش کردند و نتایج نشان داد که نوع مختلط از نظر زمان خشک شدن نسبت به دو نوع دیگر ارجحیت دارد.یالزید و ارتکین یک خشک کن خورشیدی غیر مستقیم با جابجایی اجباری طراحی کردند از این خشک کن برای خشک کردن کدوتنبل ، فلفل سبز ، لوبیا سبز و پیاز بصورت لایه ی نازک استفاده شدبرای مطالعه ی تأثیر دبی هوا بر سرعت خشک شدن از سه جریان مختلف هوا استفاده شد و همچنین مقداری از محصول بصورت طبیعی خشک شد سرعت خشک شدن به شکل معنی داری تحت تأثیر سرعت هوای خشک کننده بود. با افزایش سرعت هوا سرعت خشک شدن فلفل سبز و لوبیای سبز افزایش یافت و سرعت خشک شدن پیاز و کدو تنبل کاهش یافت در کلیه ی نمونه ها در حالت خشک شدن طبیعی زیر نور خورشید ودر فضای باز سرعت خشک شدن افزایش یافت. يكي از روشهاي افزايش ظرفيت خشك كن، بدون افزايش مساحت آن، استفاده از سيني ها يا قفسه هاي چند طبقه است. لايه هاي نازكي از ميوه ها، سبزي ها و غيره جهت خشك شدن روي قفسه هاي مشبك پهن مي شوند. جريان هوا از طريق جابجايي طبيعي از ميان كلكتور و مواد موجود در قفسه ها عبور كرده و هواي مرطوب از دريچه هاي بالا خارج مي شود.

1-3طبقه بندي خشك كن هاي خورشيدي:

اين خشك كن ها بر حسب روش گرمايي يا طريقي كه گرما از تشعشعات خورشيدي مشتق گردد طبقه بندي ميشوند.
– خشك كن هاي خورشيدي طبيعي:
كه از تشعشع طبيعي در محيط و از درجه حرارت و رطوبت و حركت هوا در محيط طبيعي براي خشك كردنمحصولات استفاده مي كنند.
– خشك كن هاي خورشيدي به طريق مستقيم:
در اين روش موادي كه بايد خشك شوند در يك فضاي بسته قرار داده مي شوند كه داراي يك پوشش شفاف مانند شيشه مي باشد؛ حرارت ناشي از تشعشع خورشيد توسط سطح مواد داخل محفظه جذب مي شوند. اين حرارت موجب تبخير رطوبت مي گردد. و همچنین باعث انبساط هواي درون محفظه و در نتيجه آن تخليه رطوبت مي گردد.
– خشك كن هاي خورشيدي غير مستقيم:
هوا توسط كلكتور خورشيدي گرم شده به داخل اتاقي كه محصولات درون آن قرار دارند وارد مي شود تا عمل خشك شدن را انجام دهد در روش غير مستقيم هوا در اطراف محصول بخصوص در خشك كن هاي سيني دار به گردش در مي آيد و براي غذاها با حجم رطوبت بالا بسيار كارآمد تر است.با برش دادن و پخش يكنواخت محصولات و افزايش سطح تماس با هواي داغ، خشك كردن بهتر و آسان تر انجام مي شود. انتخاب گرماي متوسط و پايا، افزايش چرخش هوا در اطراف محصول، جدا كردن مساحتي كه در معرض منبع گرمايي نيست و اجتناب از گرماي مستقيم باعث ايجاد ظاهر و كيفيت مناسبي در محصولات خواهد شد.
– خشك كن هاي خورشيدي تركيبي:
در اين روش از اثر مستقيم تشعشع انرژي خورشيدي استفاده مي گردد و در ضمن هوا قبلا توسط يك كلكتورمجزاپيش گرمايي مي شود تا عمل گرم شدن تسريع گردد.

خشك كن هاي خورشيدي –تكنيكي روشي بسيار مناسب در نواحي گرمسير است. زيرا در اين نواحي، نور خورشيد زياد٬ حرارت بالا و در طول سال نسبتا ثابت است . (هابر 1996) بيشتر از 200روش مختلف را براي خشك كردن بيان كرد كه حدود 20 روش اصلي و كاربردي تر است. در استفاده از خشك كن ها بايد سرعت مطلوب خشك كردن و محدوديت هاي كيفيتي محصولات خشك شده در نظر گرفته شود.

فصل دوم
مفاهیم اساسی در روش های غیر مستقیم خشک کردن

مفاهیم اساسی در روش های غیر مستقیم خشک کردن
2-1اهمیت خشک کردن در صنایع
اکثر فرایندها نیازمند خشک کردن هستند و خشک کردن اغلب آخرین مرحله فرایند محسوب می شود.
1-جلوگیری از فساد: باکتری ها در محیط مرطوب به سرعت رشد می کنند و به همین دلیل باید مواد غذایی زیر 10% رطوبت داشته باشد تا میکروبها قدرت رشد نداشته باشند.
2-کاهش مصرف انرژی: اگر مواد غذایی خشک نشود باید در یخچال نگهداری شود که انرژی و هزینه ی زیادی مصرف می شود.
3-سادگی حمل و نقل: کاهش وزن آب در مواد باعث آسانی حمل ونقل می شود
2-2عملیات رطوبت زدایی
اگر عملیات رطوبت زدایی از یک جسم جامد انجام شود به آن خشک کردن می گویند. مکانیسم های مهم حذف آب از جامدات بصورت زیر تقسیم می شود.
1-گرفتن آب از طریق روش ها مکانیکی مانند اعمال فشار و سانترفیوژ
2-گرفتن آب از طریق تبخیر (drying)
3-گرفتن آب به کمک مواد جاذب از طریق شیمیایی
در خشک کردن عامل انتقال انرژی هواست زمانیکه هوا گرم می شود پتانسیل رطوبت گیری آن بالا می رود ( رطوبت نسبی کاهش می یابد ) بنابراین در مبحث خشک کردن بطور همزمان انتقال جرم و انرژی مورد بحث قرار می گیرند.
2-3اصول خشك كردن
همانطور كه مي دانيم خشك كردن فرايند حذف رطوبت از طريق انتقال همزمان جرم و حرارت است. انتقال حرارت به دماي هواي خشك، رطوبت هوا، سرعت جريان هوا (دبي هوا) ، سطح ماده ي غذايي كه در معرض جريان هوا قرار دارد و فشار وابسته است. همچنين ماهيت فيزيكي ماده ي غذايي مانند درجه ي حرارت، تركيب، مقدار رطوبت تعيين كننده ي ميزان انتقال رطوبت هستند. ماده ي غذايي تا دماي خشك كردن حرارت داده مي شود سپس رطوبت از سطح محصول با سرعتي متناسب با مقدار رطوبت تبخير مي شود و زمانيكه به رطوبت بحراني نزديك مي شود سرعت خشك شدن كاهش مي يابد. رطوبت بحراني تابعي از سرعت خشك كردن است سرعت بالاي خشك كردن رطوبت بحراني را افزايش و سرعت خشک کردن را کاهش مي دهد.

در فرايند خشك كردن نكات زير قابل توجه مي باشد:

-وقتيكه هواي داغ در پايين غذاي مرطوب جريان دارد بخار آب از ميان لايه ي مرزي هوايي كه غذا را احاطه كرده است نفوذ پيدا مي كند و با حركت هوا حمل مي شود.
– گراديان فشار بخار براي رطوبت دروني غذا به هواي خشك ثابت است.
– لايه مرزي يك سدي براي انتقال حرارت و جدا كردن بخار آب در مدت خشك كردن است و اگر سرعت هوا بالا باشد ضخامت لايه ي مرزي نازك تر است و سرعت خشك شدن سريع تر است.
– خصوصيات هواي مورد نياز براي خشك كردن موفقيت آميز غذاي مرطوب داشتن دماي حباب خشك معتدلانه، سرعت هواي بالا و RH پايين.

2-4 مفاهیم کاربردی در خشک کردن
2-4-1فشار بخار آب(VP):
برای هر هواي مرطوب مي‌توان فشار بخار آب را همراه با تعداد مولكول‌هاي هواي خشك در نظر گرفت كه هر يك به طور مستقل فشاري را بوجود مي‌آورند كه مجموعه اين فشارها، فشار كل هواي مرطوب را تشكيل مي‌دهد. به عبارت ديگر مولكول‌هاي كل موجود در هواي مرطوب، فشار بخار آب معادل VP را در كل حرارت توليد مي‌كند. مولكول‌هاي هواي خشك موجود در هواي مرطوب نيز فشار هواي خشك aP را بوجود مي‌آورند.بنابراين فشار بخار آب به طور مستقيم به تعداد مولكول‌هاي موجود به هوا مرتبط است و هر چقدر اين تعداد افزايش يابد فشار بخار آب بيشتر مي‌شود. تا حدي كه در يك درجه حرارت ثابت هوا قادر به پذيرش مولكول‌هاي بيشتري نباشد. در اين شرايط هوا به شرايط اشباع خود رسيده است و تعداد مولكول‌هاي بخار آب موجود در هوا معرف فشار بخار اشباع آن در آن درجه حرارت خواهند بود كه آنرا با علامت VSP نمايش داده. مقدار VSP در هر هوا بستگي به درجه حرارت آن دارد بطوريكه هر چقدر دماي هوا افزايش يابد، عملاً ظرفيت پذيرش مولكول‌هاي بخار آب براي آن هوا بيشتر مي‌شود.

براي سهولت اين كار از اين رابطه رياضي و بررسي ساده‌تر چگونگي تاثير تغييرات دما بر روي فشار بخار اشباع هوا نتايج حاصل از اين رابطه رياضي را در جدولي به نام جدول فشار بخار اشباع وارد مي‌كنند. اگر هواي غير اشباع را با ثابت نگه داشتن ميزان فشار بخار آب آن يا ميزان رطوبت موجود در آن سرد كنيم هوا به شرايط اشباع خود نزديك خواهد شد. به گونه‌اي كه باتوجه به جدول فشار بخار اشباع نهايتاً در درجه حرارت حدود بيست درجه سانتي‌گراد به شرايط اشباع خود خواهد رسيد. اين درجه حرارت اشباع جديد كه درجه حرارت اشباع شدن هوا مي‌باشد به نام نقطه شبنم (dpT) خوانده مي‌شود و اگر هوا را در اين دما نيز سردتر كنيم طبيعي است به دليل كاهش بيشتر ظرفيت پذيرش بخار آب در اين هوا بخشي از مولكول‌هاي بخار آب موجود در آن از فاز هوا يا فاز گازي به صورت قظرات مايع جدا مي‌شود و سيستم يك پارچه هواي مرطوب به صورت دو فازي تبديل مي‌گردد. نكته مهم در اندازه‌گيري و مفهوم نقطه شبنم ثابت ماندن فشار بخار آب در طي سردكردن هوا مي‌باشد.
2-4-2دماي حباب خشك:
دمايي كه با دماسنج معمولي اندازه گيري مي شود.

2-4-3دماي حباب مرطوب:
با گذر سريع گاز از روي يك دماسنج، دماي حباب مرطوب اندازه گيري مي شود.[10]
2-4-4حرارت مرطوب:
مقدار BTU لازم براي اينكه درجه حرارت مخلوط هوا و بخار آب را در يك پوند هواي خشك يك درجه ي فارانهايت بالا ببرد.

درجه حرارت خشك و مرطوب هوا:
براي درك بهتر مفهوم اين دو فاكتور بهتر است به سيستم اندازه‌گيري اين دو فاكتور توجه شود. اين عمل داخل يك كانال كاملاً ايزوله از محيط اطراف انجام مي‌گيرد كه در داخل اين كانال در ابتداي مسير يك ترمومتر معمولي قرارداده شده و در ادامه كانال ترمومتر ديگري تعبيه شده كه اطراف حباب آن توسط يك پارچه كاملاً مرطوب شده و اشباع از رطوبت احاطه گرديده است. هواي مورد نظر با سرعت مشخصي به داخل كانال دميده مي‌شود. هنگاميكه اين هوا در مجاورت ترمومتر اول قرار مي‌گيرد پس از برقراري شرايط تعادلي دمايي را كه اين ترمومتر نشان مي‌دهد به نام درجه حرارت خشك هوا يا درجه حرارت حباب خشك يا درجه حرارتي كه توسط ترمومتري با حباب خشك اندازه‌گيري مي‌شود مي‌خوانند. هواي مورد نظر در ادامه مسير خود به ترمومتر دوم با حباب مرطوب مي‌رسد. بديهي است رطوبت موجود در پارچه تمايل به تبخير شدن به درون هوا را دارد و براي اين تبخير يا انتقال جرم نياز به انرژي حرارتي موجود دارد. باتوجه به ايزوله بودن سيستم اين انرژي حرارتي تنها بوسيله اجزاي سيستم يعني ترمومتر و هوا قابل تأمين شدن است. به دليل آنكه ترمومتر بخشي از انرژي حرارتي خود را در اختيار مي‌گذارد بتدريج با تبخير رطوبت دمايي را كه نشان مي‌دهد كاهش مي‌يابد و اين كار آنقدر ادامه مي‌يابد تا تبخير رطوبت از پارچه به درون جريان هوا به شرايط تعادلي خود برسد. يعني تعداد مولكول‌هاي تبخير شده از پارچه در واحد زمان با تعداد مولكول‌هايي كه از هوا به درون پارچه در واحد زمان وارد مي‌شود يكسان مي‌باشد. توجه به اين نكته

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه رایگان درباره مواد غذایی، انرژی خورشیدی، محدودیت ها Next Entries پایان نامه رایگان درباره رطوبت نسبی، دینامیکی، فشار بخار آب