بررسی عملکرد خشک کن انجمادی به کمک شبیه سازی عددی

یک مدل ریاضی برای فرایند خشک کن انجمادی توسعه یافته­است که در آن برای نخستین بار ابعاد و مشخصات چگالنده نیز در­نظر گرفته شده­است.  براساس این مدل نرم­افزار شبیه­ساز در محیط MATLAB نوشته شد و کارائی آن در مقایسه با داده های تجربی خشک کردن سوسپانسیون ۲۰درصد جامدات شیر به­دست آمده از یک خشک­کن انجمادی آزمایشگاهی با موفقیت، مورد آزمایش قرار گرفت.  از این نرم­افزار برای تعیین تاثیر مشخصات خشک کن بر مدت­های مراحل اول و دوم خشک شدن استفاده شد.  براساس نتایج شبیه­سازی، مدت زمان مرحله اول با توان دوم ضخامت لایه خشک شونده متناسب است در حالی­که مدت مرحله دوم وابستگی ضعیف­تری به ضخامت دارد.  اثر دمای چگالنده بر مدت­های مراحل اول و دوم، ناخطی است.  این تاثیر، با افزایش دمای محفظه خشک کن کاهش یافت به­طوری­که در دمای بالاتر از ۲۵۵ درجه کلوین در مرحله اول و بالاتر از ۳۳۰ درجه کلوین در مرحله دوم مدت خشک شدن، مستقل از دمای چگالنده می­شود.  همچنین در شرایط شبیه­سازی، کاهش سطح انتقال گرمای چگالنده از ۲ به ۵/۰ متر­مربع به ازای هرکیلوگرم آب جداشده در مرحله دوم، موجب افزایش مدت خشک شدن از ۱۱ ساعت به ۱۲ ساعت می­شود. 

کلیدواژه ها:

چگالنده ، خشک کن انجمادی ، شبیه ساز ، شیر ، مدل ریاضی ، نرم افزار