%36تخفیف

دانلود پروژه:مطالعه ی فرایند خشک کردن سبزیجات با اندازه گیری ضریب انتقال جرم

تعداد168 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد (M.Sc.)

گرایش :

مهندسی شیمی

مطالعه ی فرایند خشک کردن سبزیجات با اندازه گیری ضریب انتقال جرم

چکیده

كمتر از دو قرن است كه تهيه و توزيع غذا به صورت تجاري وبه تدريج به صورت نوين امروز در آمده است تا جائيكه هر نوع فرآورده يا محصول در هر فصلي قابل خريد گشته است  ولي از آنجا كه غذا ماده اي فاسد شدني است روش هاي متفاوتي براي نگهداري طولاني مدت از مواد غذايي بوجود آمده است.بر اساس اطلاعات و آمار داده شده در ايران به علت نبود امكانات كافي جهت نگهداري يك سوم توليد ميوه ها وسبزي ها ازبين مي رود.خشك كردن محصولات كشاورزي مخصوصا سبزيجات يكي از قديمي ترين روش ها براي نگهداري غذاهاست كه بشر مي شناسد.در واقع خشك كردن جدا كردن رطوبت از محصولات تا زمانيست كه از فساد دور شوند و ارزش غذايي آنها نيز حفظ گردد محصولات به روش هاي مستقيم ویا سنتی (باانرژي خورشيدي) و روش هاي غير مستقيم(روشهای صنعتی و دستگاهی) خشك مي شوند. روش‌های سنتی خشک کردن بر کیفیت محصول تاثیرات منفی می‌ گذارد، مانند افزایش چروکیدگی بافت، سخت شدن سطح محصول، تغییرات نامطلوب در رنگ، عطر، ‌طعم،وکاهش ارزش غذایی آن همچنین در مزرعه و در فضای باز احتمال آلوده شدن محصولات به گرد وغبار وایجاد آلودگی توسط حشرات و پرندگان وجود دارد بنابراین خشک کردن به روش غیر مستقیم نسبت به روش مستقیم  نتایج مطلوب تری بر محصولات دارد پس لازم است که خشک کردن با روش غیر مستقیم و استفاده از خشک کن های صنعتی توسعه پیدا کنند. در این تحقیق، اثر انتقال حرارت جابجایی، دما و نوع سبزی روی ضریب انتقال جرم در فرآیند خشک کردن سیب زمینی، کدو و پیاز توسط خشک کن آزمایشگاهی (آون) بررسی شد و ضریب انتقال جرم اندازه گیری و محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که افزایش دما باعث افزایش ضریب انتقال جرم می شود و این ضریب در حالت جابجایی اجباری از طبیعی بیشتر است و نوع سبزی فقط در حالت انتقال حرارت جابجایی طبیعی بر ضریب انتقال جرم موثر است. افزایش دما و نوع انتقال حرارت جابجایی بر روی هم اثر متقابل داشته و نوع انتقال حرارت جابجایی نسبت به دما در افزایش انتقال جرم موثرتر است.در تحقیق حاضر می توان اظهار کرد که بهتر است از جابجایی اجباری با تهویه مناسب استفاده شود که در طراحی خشک کن نوع سبزی دخالت نداشته باشد و نیز از انرژی کمتری استفاده شود.

کلمات کلیدی: خشک کردن ، ضریب انتقال جرم ، سبزیجات

فهرست

     عنوان                                                                                             صفحه

چکیده…………………………………………………………………………………………………1

مقدمه ………………………………………………………………………………………………..2

فصل اول : روش های مستقیم خشک کردن

1-1استفاده از انرژی خورشید در خشک کردن…………………………………………………. 6

1-2 خشک کن های خورشیدی……………………………………………………………………..7

1-3 طبقه بندی خشک کن های خورشیدی ………………………………………………………. 9

فصل دوم:مفاهیم اساسی در روش های غیر مستقیم خشک کردن

2-1 اهمیت خشک کردن در صنایع………………………………………………………………11

2-2عملیات رطوبت زدایی ……………………………………………………………………….11

2-3 اصول خشک کردن………………………………………………………………………… 12

2-4 مفاهیم کاربردی در خشک کردن……………………………………………………………13

2-4-1-فشار بخار آب……………………………………………………………………………..13

2-4-2 دمای حباب خشک…………………………………………………………………………13

2-4-3 دمای حباب مرطوب ……………………………………………………………………..14

2-4-4 حرارت مرطوب ………………………………………………………………………….14

2-4-5 نقطه ی شبنم ………………………………………………………………………………15

2-4-6 فعالیت آبی…………………………………………………………………………………15

2-4-7 جذب ایزوترمی……………………………………………………………………………15

2-4-8 انواع آب در مواد غذایی………………………………………………………………….16

2-5 انواع رطوبت…………………………………………………………………………………17

2-5-1 رطوبت اولیه………………………………………………………………………………17

2-5-2 رطوبت ماکزیمم…………………………………………………………………………..17

2-5-3 رطوبت سطحی……………………………………………………………………………17

2-5-4 رطوبت تعادلی…………………………………………………………………………….18

2-5-5 رطوبت آزاد……………………………………………………………………………….18

2-5-6 رطوبت پیوندی …………………………………………………………………………..18

2-5-7 رطوبت غیرپیوندی……………………………………………………………………….18

2-5-8 رطوبت نمودار بیشینه…………………………………………………………………….19

2-5-9 رطوبت بحرانی……………………………………………………………………………19

2-5-10 رطوبت نهایی……………………………………………………………………………19

2-6 پارامترهای موثر در طراحی خشک کن ها………………………………………………..21

2-6-1 مشخصات مواد……………………………………………………………………………21

2-6-2 خواص ترمودینامیکی هوا………………………………………………………………..21

2-6-3 وضعیت آب درون ماده…………………………………………………………………..22

2-6-4 نحوه ی حرارت دهی به ماده…………………………………………………………….22

2-7 تعیین تجربی سرعت خشک کردن………………………………………………………….24

2-8 مکانیسم حرکت رطوبت در جامدات………………………………………………………..28

2-9 دسته بندی خشک کن ها……………………………………………………………………..37

2-10 بررسی خشک کن ها بر اساس نحوه ی تماس گاز جامد…………………………………38

2-11 معرفی چند نوع خشک کن کاربردی……………………………………………………..40

2-11-1 خشک کن سینی دار…………………………………………………………………….40

2-11-2 خشک کن پاششی………………………………………………………………………. 41

2-11-3 خشک کن استوانه ای……………………………………………………………………43

2-11-4 خشک کن با فیلم نازک …………………………………………………………………44

2-11-5 خشک کن نوارنقاله ای………………………………………………………………….45

2-11-6 خشک کن دوار………………………………………………………………………….45

2-11-7 خشک کن انجمادی………………………………………………………………………46

2-11-8 خشک کن بستر سیال……………………………………………………………………47

2-11-9 خشک کن سیلویی……………………………………………………………………….48

2-11-10 خشک کن کوره ای و اتاقکی…………………………………………………………48

2-11-11 خشک کن تونلی……………………………………………………………………….49

2-12 انتخاب خشک کن…………………………………………………………………………..51

فصل سوم : فرایند خشک کردن و اندازه گیر ضریب انتقال جرم

3-1 نفوذ و انتقال جرم ……………………………………………………………………………54

3-2 نفوذ در جامدات………………………………………………………………………………57

3-2-1 نفوذ مطابق قانون فیک……………………………………………………………………57

3-2-2 نفوذ ناپایا…………………………………………………………………………………..57

3-3ضرائب انتقال جرم……………………………………………………………………………59

3-4 مقدمه ای بر انتقال حرارت………………………………………………………………….63

3.5 اصول انتقال حرارت جابجایی……………………………………………………………….65

3-5-1 انتقال حرارت با جابجایی طبیعی…………………………………………………………66

3-5-2 انتقال حرارت با جابجایی اجباری………………………………………………………..68

3-6 انتقال همزمان جرم و حرارت……………………………………………………………….69

فصل چهارم: خواص مهندسی غذاها

4-1 خواص مهندسی غذاها……………………………………………………………………….72

4-1-1 خواص دمایی………………………………………………………………………………72

4-1-2 گرمای مخصوص…………………………………………………………………………73

4-1-3 نفوذ دمایی………………………………………………………………………………….74

4-2 خواص فیزیکی در مواد غذایی……………………………………………………………..76

4-2-1 دانسیته……………………………………………………………………………………..76

4-2-2 تخلخل………………………………………………………………………………………77

4-2-3 چروکیدگی…………………………………………………………………………………78

4-3 تغییر ساختار میوه ها وسبزی ها در مدت خشک شدن با هوا…………………………….78

4-3-1 تآثیر خشک کردن بر تغییرات ماکروسکوپی……………………………………………78

4-3-2 تآثیر خشک کردن بر چروکیدگی………………………………………………………..78

4-3-3 تآثیر خشک کردن بر خواص فیزیکی……………………………………………………79

4-3-4 تآثیر خشک کردن بر تخلخل……………………………………………………………..79

4-3-5 تآثیر خشک کردن بر دانسیته ی جرئی………………………………………………….79

4-3-6 تآثیر خشک کردن بر دانسیته ی ظاهری………………………………………………..80

4-3-7 تآثیر خشک کردن بر بافت……………………………………………………………….80

فصل پنجم:مواد و روش ها

5-1 مواد و روش ها………………………………………………………………………………81

5-2 مشاهدات………………………………………………………………………………………83

فصل ششم:محاسبات

6-1 آنالیز آماری………………………………………………………………………………….96

6-2 تعاریف مفاهیم در آنالیز آماری……………………………………………………………..97

6-3 تست ANOVA……………………………………………………………………………….100

6-4 محاسبات…………………………………………………………………………………….103

6-4-1 اندازه گیری مقدار حجم و سطح………………………………………………………..103

6-4-2محاسبه ی مقدارme……………………………………………………………………….104

6-4-3 محاسبه ی مقدار ماده ی خشک…………………………………………………………102

6-4-4 محاسبه ی مقدار ضریب انتقال جرم……………………………………………………117

6-5محاسبات آنالیز آماری………………………………………………………………………124

6-6 تست (ANOVA) برای مقایسه ی شرایط…………………………………………………132

فصل هفتم:بحث درنتایج،نتیجه گیری و پیشنهادات

7-1نتایج ………………………………………………………………………………………..136

منابع ……………………………………………………………………………………………..145

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………155

فهرست جدول ها :

2-14.جدول  : معیار دسته بندی خشک کن ها…………………………………. …………………….37

3-2.جدول  : روابط بین ضرائب انتقال جرم………………………………………………………….62

5-2.جدول  :مشخصات فنی خشک کن آزمایشگاهی………………….. ……………………………..82

5-15.جدول : نتایج بدست آمده از خشک کردن کدو………… ……………………………………….90

5-16.جدول : نتایج بدست آمده از خشک کردن پیاز…………………………….. …………………..91

5-17.جدول  : نتایج بدست آمده از خشک کردن سیب زمینی ………………………………………..92

6-1.جدول: جدول نتایج برای( one-way anova)  …………………………………………………..100

6-2.جدول : جدول نتایج برای( two-way anova)………………………………………………….102

6-3.جدول  : جدول محاسبات آنالیز آماری برای(two-way anova)……………………………….103

6-4.جدول  : نسبت حجم به سطح برای محاسبه ضریب انتقال جرم………………………………..104

6-5.جدول: مقادیر دما،رطوبت ورطوبت تعادلی در زمان آزمایش…………………………………105

6-6.جدول  : مقادیر رطوبت برای کدو با روشن بودن فن دمای 90……………………………….106

6-7.جدول  : مقادیر رطوبت برای کدو بدون روشن بودن فن دمای 90……………………………107

6-8.جدول  : مقادیر رطوبت برای کدو با روشن بودن فن دمای 80……………………………….108

6-9.جدول: مقادیر رطوبت برای کدو با روشن بودن فن دمای 80…………………………………109

6-10.جدول  : مقادیر رطوبت برای پیاز با روشن بودن فن دمای 80……………………………..110

6-11.جدول  : مقادیر رطوبت برای پیاز بدون روشن بودن فن دمای 80……………………….111

6-12.جدول  : مقادیر رطوبت برای پیاز با روشن بودن فن دمای 90……………………………..112

6-13.جدول  : مقادیر رطوبت برای پیاز با روشن بودن فن دمای 90……………………………..113

6-14.جدول  : مقادیر رطوبت برای سیب زمینی با روشن بودن فن دمای 80…………………….114

6-15.جدول  : مقادیر رطوبت برای سیب زمینی بدون روشن بودن فن دمای 80………………..115

6-16.جدول  : مقادیر رطوبت برای سیب زمینی با روشن بودن فن دمای 90…………………….116

6-17.جدول: مقادیر رطوبت برای سیب زمینی بدون روشن بودن فن دمای 90………………….117

6-18.جدول: مقادیر حاصل ازریگراسیون خطی برای کدو باروشن بودن فن و دمای90 درجه…118

6-19.جدول  : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای کدو بدون روشن بودن فن و دمای 9…118

6-20.جدول  : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای کدو با روشن بودن فن و دمای80…….119

6-21.جدول  : مقادیرحاصل از ریگراسیون خطی برای کدو بدون روشن بودن فن ودمای 80 …119

6-22.جدول  : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز با روشن بودن فن و دمای 80 …..120

6-23.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز بدون روشن بودن فن و دمای80….120

6-24.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز با روشن بودن فن و دمای 90 ……121

6-25.جدول : مقادیر حاصل از ریگراسیون خطی برای پیاز بدون روشن بودن فن و دمای 90...121

6-26.جدول :مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی برای سیب زمینی باروشن بودن فن ودمای 80..122

6-27.جدول :مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی  سیب زمینی بدون روشن بودن فندمای 80…..122

6-28.جدول : مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی  سیب زمینی باروشن بودن فن و دمای90…….123

6-29.جدول :مقادیرحاصل ازریگراسیون خطی سیب زمینی بدون روشن بودن فن  دمای 90…..123

6-30.جدول : مقادیر hmبرای کدو……………………………………………………………………124

6-31.جدول : مجموع hm ها برای کدو………………………………………………………………125

6-32.جدول : جدول محاسبات آنالیز آماری برای (two-way anova)……………………………126

6-33.جدول : مقادیر hmبرای پیاز……………………………………………………………………127

6-34.جدول : مجموع hm ها برای پیاز………………………………………………………………127

6-35.جدول : جدول محاسبات آنالیز آماری برای(( two-way anova……………………………..128

6-36.جدول : مقادیرhm برای سیب زمینی…………………………………………………………. 129

6-37.جدول : مجموع hm ها برای سیب زمینی……………………………………………………..130

6-38.جدول : محاسبات آنالیز آماری برای( two-way anova)……………………………………131

6-39.جدول : جدول متوسط ضرائب انتقال جرم…………………………………………………….131

6-40.جدول: مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت فن دار دمای 80………………..132

6-41.جدول :مقایسه  تست ANOVAبرای سه نوع سبزی حالت فن دار دمای90………………..133

6-42.جدول : مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت بدون فن  دمای 80…………….134

6-43.جدول :مقایسه تست ANOVA برای سه نوع سبزی حالت بدون فن  دمای90………………135

فهر ست شکل  ها :

2-1.شکل : منحنی های جذب ایزوترمی……………………………………………………………….16

2-2.شکل : مقایسه ی گرافیکی انواع رطوبت…………………………………………………………20

2-3.شکل : میزان رطوبت تعادلی بعضی جامدات در دمای 25……………………………………..20

2-4.شکل : منحنی مقدار رطوبت آزاد نسبت به زمان…………………………………………………24

2-5.شکل : منحنی شدت خشک شدن برحسب مقدار رطوبت آزاد……………………………………25

2-6.شکل : منحنی های شدت خشک شدن……………………………………………………………..27

2-7 .شکل : مقایسه تأثیر ضخامت جسم در ناحیه تبخیر با شدت نزولی……………………………..31

2-8.شکل : اثر مویینگی در خشک کردن………………………………………………………………33

2-9.شکل :توزیع رطوبت در یک فرایند خشک شدن در ناحیه ی اول مرحله شدت نزولی………..34

2-10.شکل :توزیع رطوبت در یک فرایند خشک شدن در ناحیه ی دوم مرحله شدت نزولی………35

2-11.شکل :توزیع رطوبت در انتهای یک فرایند خشک شدن……………………………………….36

2-13.شکل : حرکت گاز از روی بستر ایستایی از جامدات…………………………………………..38

2-14.شکل : عبو گاز از درون بستر مشبک جامدات…………………………………………………38

2-15.شکل :عبورگاز ازدرون خشک کن بستر سیال و خشک کن دوار……………………………39

2-16.شکل : حرکت هم جهت گاز و جامد در خشک کن با نقاله بادی……………………………….39

2-17.شکل : تصویری از خشک کن سینی دار………………………………………………………..41

2-18.شکل : الگوی جریان در خشک کن های پاششی……………………………………………….43

2-19.شکل : تصویری از خشک کن بشکه ای………………………………………………………..44

2-20.شکل : تصویری از خشک کن انجمادی…………………………………………………………47

2-21.شکل : تصاویری از خشک کن تونلی…………………………………………………………..50

3-1.شکل : نفوذ غیرمداوم در یک قطعه……………………………………………………………….58

3-3.شکل : انتقال حرارت هدایتی از دیوار…………………………………………………………….64

3-4.شکل : اثر انتقال جرم بر انتقال حرارت…………………………………………………………..70

5-1.شکل : تصویری از خشک کن آزمایشگاهی به کار رفته………………………………………..81

5-3.شکل : سیب زمینی خشک شده در 80درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………84

5-4.شکل :سیب زمینی خشک شده در 90درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………84

5-5.شکل :سیب زمینی خشک شده در 90درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن………………..85

5-6.شکل :سیب زمینی خشک شده در 80درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن………………..85

5-7.شکل :پیاز خشک شده در 80درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………..86

5-8.شکل :پیاز خشک شده در 90درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………..86

5-9.شکل : پیاز خشک شده در 90درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن…………………………87

5-10.شکل :پیاز خشک شده در 80درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن……………………….87

5-11.شکل :کدو خشک شده در 80درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………88

5-12.شکل :کدو خشک شده در 90درجه سانتی گراد با روشن بودن فن……………………………88

5-13.شکل :کدو خشک شده در 90درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن……………………….89

5-14.شکل :کدو خشک شده در 80درجه سانتی گراد بدون روشن بودن فن……………………….89

پ نمودار رطوبت سنجی ……………………………………………………………………………..141

پ

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo