بهینه‌سازی خشک‌کردن شلتوک برنج با استفاده از روش سطح پاسخ

Abstract

سابقه و هدف: از جمله مشکلات خشک کردن شلتوک برنج در اکثر کارگاه‌های شالی‌کوبی‌ کشور، عدم یکنواختی در فرآیند خشک شدن این محصول است. این مشکل باعث ایجاد تنش‌های حرارتی و رطوبتی در شلتوک می‌شود و در نتیجه باعث ایجاد ضایعات در فرآیند‌های بعدی خواهد شد. هدف از این پژوهش، دست‌یابی به بیشینه عملکرد تبدیل شلتوک به برنج سفید سالم در کمترین مدت زمان خشک کردن است. <br /> سابقه و هدف: از جمله مشکلات خشک کردن شلتوک برنج در اکثر کارگاه‌های شالی‌کوبی‌ کشور، عدم یکنواختی در فرآیند خشک شدن این محصول است. این مشکل باعث ایجاد تنش‌های حرارتی و رطوبتی در شلتوک می‌شود و در نتیجه باعث ایجاد ضایعات در فرآیند‌های بعدی خواهد شد. هدف از این پژوهش، دست‌یابی به بیشینه عملکرد تبدیل شلتوک به برنج سفید سالم در کمترین مدت زمان خشک کردن است. <br /> مواد و روش‌ها: در این پژوهش برای کاهش ضایعات و افزایش سرعت خشک‌شدن از یک دستگاه خشک‌کن دوار آزمایشگاهی ابداعی جدید بهره‌گیری شد. در این تحقیق، فرایند خشک‌کردن شلتوک برنج با استفاده ازخشک کن دوار ناپیوسته آزمایشگاهی توسط روش سطح پاسخ (طرح مرکب مرکزی) در محدوده دمایی 40- 80 درجه سانتی‌گراد، سرعت چرخش استوانه دوار مختلف 2 تا 10 دور بر دقیقه و میزان پر بودن مخزن استوانه‌ای خشک‌کن دوار 25 تا 66 درصد بهینه‌یابی شد. پارامتر‌های کیفی شامل میزان شکستگی دانه‌ها (درصد)، مقدار ترک خوردگی دانه‌ها (درصد) و مدت زمان خشک شدن نمونه‌ها به عنوان پاسخ برای توسعه یک مدل پیشگویی و بهینه‌یابی فرایند خشک کردن مورد استفاده قرار گرفتند. <br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد اثر متغیر‌های مذکور بر زمان خشک کردن و میزان ضایعات معنی‌دار است و دما بیشترین تأثیر را بر میزان ضایعات و زمان خشک شدن دارد. با افزایش سرعت چرخش استوانه دوار، مدت زمان خشک‌شدن کاهش یافت. نتایج فرآیند بهینه‌سازی با حداقل ضایعات (درصد شکستگی و ترک خوردگی) و مدت زمان خشک شدن در دمای هوای ورودی 53/56 درجه سانتی‌گراد، سرعت چرخش استوانه 10 دور بر دقیقه و میزان پر بودن استوانه 20/54 درصد بدست آمد.<br /> نتیجه گیری: شرایط خشک کردن نقش مهمی در بروز خصوصیات کیفی و ضایعات نهایی شلتوک برنج دارد. نتایج حاصل از تحقیق بیانگر کارایی مفید متدولوژی رویه پاسخ در بهینه‌یابی فرایند خشک کردن با خشک کن دوار ناپیوسته آزمایشگاهی بود. براساس نتایج بدست آمده هر سه فاکتور دمای هوای ورودی، سرعت چرخش استوانه دوار و میزان پر بودی تاثیر قابل توجه‌ای بر خصوصیات کیفی و درصد ضایعات داشتند و دما بیشترین تأثیر را نسبت به دیگر پارامترهای مستقل بر میزان ضایعات شلتوک برنج داشت.