ارزیابی سینتیک خشک شدن برگ‌های نعنا و مصرف انرژی در خشک کن های حرارتی مجهز به نانوجاذب

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استاد گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری استاد گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 استادیار گروه علوم مهندسی صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.22092/amsr.2022.357853.1412
چکیده

در این تحقیق، عملکرد یک خشک‌کن حرارتی با سامانۀ گردش هوای بسته، مجهز به سیستم چارچوب­ های فلز - آلی (MOF) ارزیابی شد. بخش­های خشک­کن شامل محفظۀ خشک کردن محصول، محفظۀ حاوی مواد نانوجاذب MOF و سامانه‌های اندازه‌گیری و کنترل است. عملکرد خشک‌کن روی گیاه نعنا و در سه سطح دمایی (40، 50 و 60 درجة سلسیوس) مقایسه و انرژی مصرفی و خشک شدن برگ‌های نعنا ارزیابی شد. نتایج تحقیق نشان داد، سامانۀ گردش هوای بسته، سبب کاهش زمان خشک بین 27 تا 50 درصد می‌شود، ضریب نفوذ برگ‌های نعنا با افزایش دما افزایش نشان داد و مقدار آن در استفاده نشدن و استفاده شدن از صفحات نانوجاذب به ترتیب برابر (11-10×0569/4) و (11-10×8215/2) مترمربع بر ثانیه تعیین شد. انرژی فعال­سازی در دو روش استفاده­ کردن و استفاده نکردن از نانوجاذب به ترتیب برابر 72/45 و 96/51 کیلوژول بر مول به ­دست آمد که با نتایج بررسی­های محققان هم‌خوانی دارد. ضریب عملکرد و میزان تبخیر رطوبت و میزان تبخیر رطوبت ویژه نشان‌دهندۀ اثرگذاری استفاده از نانوجاذب در سیستم خشک‌کن و کاهش مصرف انرژی است. شاخص رنگ کل (ΔE)، با افزایش دما از 40 به 50 درجة سلسیوس، تغییر چندانی نشان نداد ولی از 50 به 60 درجة سلسیوس، شاخص رنگ کل افزایش یافت اما اختلاف آشکاری در شاخص رنگ کل، بین دو روش استفاده کردن و استفاده نکردن از نانوجاذب وجود نداشت.