Sušení kostkové cukru v konvektivní sušárně

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F15%3A00234230" target="_blank" >RIV/68407700:21220/15:00234230 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Sušení kostkové cukru v konvektivní sušárně

Popis výsledku v původním jazyce

Sušení je komplexní proces zahrnující souběžný přenos tepla a hmoty. Každý sušený materiál má své specifické fyzikální parametry, které tento proces ovlivňují. Pro správnou volbu typu vhodné sušárny a správný návrh zařízení je nutné tyto fyzikální parametry znát. Nejčastěji se stanovují měřením, nebo vyhodnocením matematického modelu popisujícího proces sušeni. Předložený článek zahrnuje oba přístupy jak experimentální práci na poloprovozním zařízení, tak návrh a optimalizaci matematického modelu. Proces sušení kostkového cukru v konvektivní sušárně byl sledován pro tyto provozní parametry, rychlosti sušícího vzduchu v komoře 1 a 2 m/s, teploty sušícího vzduchu 60, 70 a 80 °C. Počáteční vlhkost cukru byla 3 % hmotnostní koncentrace vody. Tomu odpovídá stav kostkového cukru ve výrobním procesu po lisování, před konečným dosušením a expedicí. Výsledkem experimentů jsou sušící křivky, kde nejnižší doba sušení byla zaznamenána pro nejvyšší teplotu a rychlost proudění vzduchu, viz obr. 1. Ze sušících křivek byl vyhodnocen efektivní součinitel difúze kostky cukru a součinitel přestupu hmoty optimalizací zjednodušeného matematického modelu založeného na fyzikální podstatě procesu sušení. Tyto hodnoty byly porovnány s dostupnými daty z literatury a s výsledky navrženého CFD modelu, který byl vytvořen v programu ANSYS 15. Simulace byly provedeny pro jednu kostku a 2D geometrii se standardním modelem turbulence k-epsilon. Pro vyhodnocení procesu přestupu hmoty a jeho koeficientů byly použita teorie Chilton-Colburn analogie mezi přestupem tepla a hmoty. Součinitel přestupu hmoty byl přepočítán ze součinitele přestupu tepla získaného simulací.

Název v anglickém jazyce

Drying of the lumb sugar in convective dryer

Popis výsledku anglicky

Drying is a complex process involving concurrent transport of heat and mass. Every dried material has its specific physical parameters, those affect this process. It is necessary to know these physical parameters because of correct design and choose of suitable dryer and device. The most often they are obtained by measurement or evaluation from mathematical model describing drying process. This article concerns both approaches, experimental work on the semi scale device and deign and optimization of the mathematical model. The process of drying of lumb sugar in convective dryer was recorded for these operational parameters, velocity of air in the drying chamber 1 and 2 m/s, temperature of air 60, 70 and 80 °C. Initial moisture of the sample was 3 % mass fraction of water. This state corresponds to the production step after pressing the sugar cubes in production line, before final drying and expedition. The experimental results are drying curves and lowest time of drying was recorded for higher temperature and air velocity. From drying curves the effective diffusion coefficient and mass transfer coefficient were determined by optimization of the simplified mathematical model base on the physical phenomenon of the drying. These values were compared with available data from literature and with results of proposed CFD model. The CFD model was created in software ANSYS 15. The simulations were performed for cube in 2D geometry, with standard turbulence model k – epsilon. The diffusion and its coefficients were evaluated by Chilton-Colburn analogy between mass and heat transport.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

JP - Průmyslové procesy a zpracování

OECD FORD obor

—

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2015

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů