همان گونه که در فصل دوم نیز ذکر شد، خشک کردن لایه ضخیم مخزنی محصولات کشاورزی معایب عمده ای دارد، از جمله:
عدم یکنواختی رطوبت محصول در طول بستر دانه ها
شکستگی برخی از دانه ها(دانه هایی که نزدیک قسمت ورودی خشک کن هستند).
به این دلیل تصمیم بر آن شد که از یک خشک کن جریان پیوسته جریان مخالف محصولات دانه ای استفاده شود. زیرا رطوبت محصول در طول بستر یکنواخت تر می شود. ضمن این که احتمال شکستن دانه های نزدیک به محل ورود هوای گرم، کمتر می شود. زیرا بستر محصول، در حال حرکت بوده و همه دانه ها به گونه یکنواخت تری در معرض هوای خشک کننده قرار می گیرند.
از طرفی همان گونه که در فصل دوم بیان شد، از ذرات بی اثر به دلیل مزایای متعدد در تحقیقات مختلفی طی فرایند خشک شدن دانه ها استفاده شده است (Hatamipour and Mowla, 2003). از این رو در این تحقیق، تصمیم بر آن شد که تاثیر کاربرد ذارت بی اثر بر نرخ خشک شدن دانه های ذرت به شکل آزمایشگاهی بررسی گردد. بنابراین برای انجام تحقیق از ساچمه های فولادی به قطر ۴ میلی متر استفاده گردید.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۳-۱- ساختمان خشک کن و متعلقات
خشک کن مزبور از قسمت های زیر ساخته شده است:
۳-۱-۱-مخزن خشک کن[۱۲۳]
مخزن در ابعاد آزمایشگاهی و به ارتفاع حدود یک متر و قطر ۲۵ سانتیمتر، از جنس فولاد ضدزنگ ساخته شد. از آنجایی که استیل دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی و پوسیدگی می باشد، به عنوان جنس مخزن انتخاب گردید. جهت جلوگیری از اتلافات حرارتی، اطراف مخزن با دو لایه عایق حرارتی از جنس پشم شیشه به ضخامت ۵ سانتیمتر پوشانده شد (شکل ۳-۲).
۳-۱-۲- نقاله های ورودی
در این دستگاه از سه نقاله مارپیچ برای ورود و خروج مواد جامد (دانه های ذرت و ساچمه ها) استفاده گردید. گام نقاله های مورد استفاده برای ورود ساچمه ها و دانه ها به داخل مخزن به ترتیب برابر ۲/۱ و ۴ سانتی متر انتخاب شدند. همچنین گام نقاله خروج مواد از مخزن۴ سانتی متر بودند. قطر همه نقاله ها ۱۰ سانتیمتر در نظر گرفته شد. البته برای ایجاد تطابق بین نقاله های ورودی و نقاله خروج مواد، شافت نقاله خروجی دارای قطر ۵ سانتیمتر و شافت نقاله های ورودی دارای قطر ۲ سانتیمتر بود. برای کنترل مقدار ورود و خروج مواد جامد،
۴
۱
۳
محل ورود هوای گرم
خروج هوا
۲
۵
۶
۷
۲
شکل۳-۲- خشک کن پیوسته ساخته شده برای خشک کردن دانه های ذرت
محل ورود دانه های مرطوب ۲- محل ورود ذرات بی اثر
مخزن خشک کن ۴- محل های نمونه گیری از دانه ذرت
۵- محل های اندازه گیری دمای هوای خشک کننده ۶- الک لرزاننده
۷- موتور محرک نقاله مواد خروجی
سرعت دورانی موتورهای محرک نقاله های مارپیچ متغیر بود. برای تغییر دور موتورهای D.C از جعبه دنده های ۱ به ۸۰ و کاهنده های دور نصب شده در داخل تابلو برق دستگاه استفاده شد (شکل۳-۳).
سه کاهنده دور نصب شده در تابلو برق
کلیدهای تعیین کننده حداکثر جریان در هر مدار
فیوزهای تابلو برق
شکل۳-۳- تابلو برق و کاهنده های دور مورد استفاده برای موتورهای DC
۳-۱-۳-موتور و گیربکس مورد استفاده
در خشک کن مذکور از سه عدد موتور D.C برای کنترل ورود و خروج دانه و ذرات بی اثر استفاده شد. همان گونه که ذکر گردید، برای داشتن حالت های مختلف تغذیه مواد جامد به درون مخزن و تخلیه آنها از درون مخزن، این موتور ها مجهز به کاهنده دور الکتریکی بودند. البته برای این که گشتاور موتور زیاد افت نکند، بلافاصله بعد از موتورهای الکتریکی از جعبه دنده های مکانیکی با نسبت ۱ به ۸۰ استفاده شد (شکل۳-۴).
آزمایش ها مختلفی برای بررسی اثر پارامترهای متفاوت بر روی درصد رطوبت دانه های ذرت بررسی شد. در این آزمایش ها نسبت جرمی ساچمه ها به دانه ها در چهار سطح (صفر، ۱، ۲و ۳)، سرعت متوسط حرکت دانه های ذرت در طول مخزن در سه سطح (۰۲/۰±۶۶/۱۶، ۰۲/۰±۴۴/۸ و ۰۲/۰±۵۵/۵ میلی متر بر دقیقه)، سه دمای مختلف هوای خشک کننده(۵۰، ۶۰ و ۷۰ درجه سلسیوس)، سه سرعت مختلف هوای خشک کننده در قسمت ورودی (۱، ۲ و ۳ متر بر ثانیه) به کار گرفته شد (قطر لوله ورود هوا به مخزن، ۱۰ سانتی متر بود).
شکل ۳-۴- موتور D.C و گیربکس ۱ به ۸۰ مورد استفاده در دستگاه خشک کن
۳-۱-۳- شاسی دستگاه[۱۲۴]
در این خشک کن از شاسی فلزی مطابق شکل ۳-۲ استفاده گردید. این شاسی به گونه ای طراحی و ساخته شد که بتواند با ضریب اطمینان بالایی وزن دستگاه را تحمل کرده، و در اثر لرزش های احتمالی، به دلیل کارکرد فن و موتورهای محرک، دچار تزلزل نشده و به خوبی مقاومت نماید.
۳-۱-۴- الک لرزاننده[۱۲۵]
در این طرح برای جداسازی دانه های ذرت از ساچمه ها از یک الک لرزشی استفاده گردید (شکل۳-۲ و ۳-۵).
همان گونه که در شکل ۳-۵-ب نشان داده شده است، لرزاننده در زیر الک نصب شد. در این لرزاننده از یک وزنه نامتعادل در محیط محور موتور استفاده شده است. با چرخش موتور الکتریکی لرزاننده، حرکات لرزشی تولید شده به الک منتقل می شود. ابعاد الک عبارتند از: ۵/۶۰ ₓ۳۰سانتیمتر مربع. فرکانس لرزشی الک ثابت و برابر ۲۰۰ هرتز و دامنه ارتعاشات ۷/۰ سانتیمتر بودند. همان گونه که در ۳-۵-الف نشان داده شده است، مواد جامد خروجی از مخزن بر روی این الک ریخته شده و در اثر لرزش حاصله از لرزاننده به سمت جلو حرکت می کنند. ساچمه ها از سوراخ های الک عبور کرده ولی دانه ها بر روی الک می لغزند، تا جداسازی انجام گیرد. برای تکمیل حرکت نوسانی، پایه های این الک بر روی فنرهای پیچشی قرار داده شدند.
شکل ۳-۵-الف- الک لرزشی به کار رفته برای جدا سازی ساچمه ها از دانه های ذرت
شکل۳-۵- ب- لرزاننده نصب شده در زیر الک به همرا پایه فنری
۳-۱-۵- فن دمنده[۱۲۶]
در خشک کن مذکور از یک فن دمنده برای دمیدن هوای خشک کننده به داخل مخزن دانه ها استفاده گردید(شکل ۳-۶). این فن یک موتور محرک سه فاز داشته که مجموعه فن و موتور محرک بر روی پایه چرخ دار نصب شده اند. برای تامین سرعت های مختلف هوای خشک کننده از تعویض پولی های محرک و اینورتور استفاده گردید. از این فن دمنده برای تولید جریان هوا در طول بستر پیوسته محصول استفاده گردید. به عبارت دیگر دمنده مذکور، سه سطح مختلف دبی حجمی هوای خشک کننده به مقادیر ۴۷/۰، ۹۴/۰ و ۴۱/۱ متر مکعب بر دقیقه برای خشک کن پیوسته ساخته شده، تولید می کرد.
۳-۱-۶- گرم کن هوا[۱۲۷]
برای گرم کردن هوای خشک کننده از یک کانال حرارتی[۱۲۸] مطابق شکل۳-۶ استفاده شد. جهت کنترل دما، گرماسنجی[۱۲۹] در محل ورود هوای گرم به مخزن قرار داده شد. که این گرماسنج با کمک ترموستات دیجیتالSamwon eng (با دقت ۱/۰ درجه سلسیوس) دمای هوای خشک کننده را کنترل می کند.
