هدف اصلی از این پژوهش طراحی و ساخت سیستم خشک کن جدیدی تحت عنوان بستر جهنده جهت خشک نمودن مواد غذایی (خصوصا مواد غذایی حساس به حرارت) می باشد. به این منظور در گام اول، طراحی ابتدایی از خشک کن بستر جهنده بر اساس دو اصل مهم کارایی بالای سیستم در خشک کردن مواد غذایی و نیز انعطاف پذیری آن برای خشک کردن مواد غذایی مختلف در حالت جامد و مایع، ایجاد گردید. پس از ساخت دستگاه و انجام آزمون دستگاه بدون حضور مواد غذایی، آزمایش هایی نظیر بررسی نحوه حرکت ذرات خنثی، تعیین افت فشار و میزان مصرف انرژی انجام پذیرفت و بهینه شرایط سیستم برای ذرات خنثی با دو اندازه (7.8 و 5.8 میلی متری) تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که تغییرات افت فشار در محفظه خشک کن حاوی ذرات خنثی مشابه معادله ارگان است. مصرف انرژی نیز در این سیستم در محدوده 8-3 کیلو وات در ساعت متغیر می باشد. نتایج همچنین مشخص نمود که سیستم خشک کن طراحی شده مصرف انرژی به مراتب کمتر از سیستم خشک کن پاششی در خشک کردن مایعات غذایی دارد. نتایج این تحقیق امکان استفاده از خشک کن جدید طراحی شده را به عنوان، تکنیکی اقتصادی در خشک کردن مواد غذایی حساس به حرارت نشان می دهد.

با توجه به میزان انتقال حرارت بهبود یافته، یکنواختی بستر کاتالیست و عدم مقاومت نفوذ در راکتورهای بستر سیال، استفاده از این نوع راکتورها در تولید گاز هیدروژن با استفاده از فرایند تبدیل کاتالیستی متان در مجاورت بخار آب مناسب به نظر می رسد. در این پژوهش، مدلی ارایه شده تا بتوان با استفاده از شبیه سازهای موجود و ساختار هیدرودینامیکی بستر سیال، رفتار راکتور کاتالیستی متان را به عنوان یک راکتور غیر ایده آل در مجموعه یک فرایند پیچیده پیش بینی کرد. نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی این مدل در محیط نرم افزار 1، Hysys 3 با داده های تجربی در تعداد تقسیم های کم تر برای این فرایند مطابقت بسیار خوبی دارد و در مقایسه با مطالعات اخیر در این زمینه نتیجه های بهتری را نشان می دهد.

در این مقاله اختلاط گاز در راکتور بستر سیال در دماهای بالا در یک واحد پیشتاز مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجایی که سیستم اختلاط در ایجاد تماس موثر بین فازها نقش دارد و در واکنش های مهم صنعتی اختلاط فازهای واکنش دهنده از اهمیت ویژه ای برخوردار است، لذا مطالعه هیدرودینامیک فاز گاز در محل تزریق دارای اهمیت است. برای این منظور، 8 نوع سیستم توزیع کننده گاز (اسپارژر) طراحی و هیدرودینامیک آنها در دمای حدود 400 درجه سانتی گراد با تزریق گاز متان با عنوان ردیاب مورد آزمایش قرار گرفت. نتیجه های آزمایش ها نشان می دهند که بدنه خارجی اسپارژر به عنوان محافظ حباب عمل کرده و در این ناحیه، تماس بین فازها به حداقل مقدار خود کاهش می یابد. از طرفی یک نوع از اسپارژرها شناسایی شد که می تواند عمل تماس بین فازها را تا حدودی بهبود بخشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این پژوهش کارایی سامانه تلفیقی راکتور زیست فیلمی با بستر متحرک مجهز به جدا کننده غشایی، با راکتور زیست فیلمی با بستر متحرک معمولی مقایسه شد. آزمایش ها بر روی دو راکتور با مدیای KMT با حجم موثر 30 لیتر، یکی با غشا و دیگری بدون غشا انجام شد. حجم مدیا 40 درصد بوده و از یک غشای میکروفیلتراسیون از نوع الیاف تو خالی استفاده شد. به منظور رشد فیلم زیستی بر روی حامل ها، راکتورها به مدت دو ماه به صورت ناپیوسته مورد بهره برداری قرار گرفتند. پساب مصنوعی مورد استفاده مخلوطی از ملاس و برخی نمک ها به عنوان منبع مغذی بود که در سه مقدار COD متفاوت (500، 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر) و در سه زمان ماند گوناگون (10، 15 و 20 ساعت) و در نتیجه در بار آلی 4.8 -0.6 کیلوگرم بر متر مکعب در روز بر راکتورها اعمال می شد. بازده حذف COD برای خروجی غشا 98-92 درصد، برای فرایند زیستی داخل راکتور 96-89 درصد و برای راکتور زیستی بستر متحرک معمولی 96-87 درصد به دست آمد. میزان SS یا توده میکروبی معلق نیز از 4000 میلی گرم در لیتر به 9230 میلی گرم در لیتر برای راکتور دارای غشا و 2450 میلی گرم در لیتر برای راکتور زیستی بستر متحرک معمولی رسید.

در این تحقیق بر اساس یک مدل جامع ریاضی، راکتور بازیابی فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال مدل سازی شد. در این مدل، راکتور بازیابی به دو ناحیه متراکم و رقیق تفکیک شد که در هر ناحیه معادلات جرم و انرژی به صورت همزمان حل می شود. سینتیک در نظر گرفته شده که بیانگر واکنش های روی داده در راکتور بازیابی است، شامل دو واکنش احتراق کک و دو واکنش احتراق منوکسید کربن از دو مسیر هموژن و هتروژن می باشد.با درنظر گرفتن واکنش های روی داده در راکتور بازیابی و با حل همزمان معادلات جرم و انرژی، مدل سازی فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال در راکتور بازیابی از طریق تهیه کد کامپیوتری آن با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام گرفت. سپس در شرایط عملیاتی مختلف، نتایج مدل سازی با داده های تجربی موجود در مقالات و همچنین داده های به دست آمده از پایلوت موجود در پژوهشگاه مقایسه شدند. نتایج این مقایسه نشان می دهد که مدل سازی فرایند این تحقیق، قادر است با دقت بالایی عملکرد سیستم را در شرایط عملیاتی متفاوت پیش بینی و تغییرات غلظتی اجزا مختلف در طول راکتور و همچنین در خروجی راکتور را محاسبه کند.

یکی از راکتورهای که امروزه برای تولید بیوگاز استفاده می شود، راکتور SGBR می باشد. در این پژوهش پارامترهای اساسی در طراحی یک راکتور SGBR آزمایشگاهی به حجم کل 6/5 لیتر با 25 درصد محیط گرانولی برای هضم ویناس نیشکر محاسبه گردید. این راکتور برای تولید بیوگاز می بایست حداقل دارای تحمل فشار 48/4 بار باشد. همچنین به منظور تامین دمای راکتور با استفاده از حمام آب، حداقل به المنت 261 وات نیاز می باشد. همچنین عملکرد این راکتور در در سه زمان ماند هیدرولیکی 2، 3 و4 روز و دمای ترموفیل 55 درجه سلسیوس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان روزانه گاز متان تولید شده در سه زمان ماند هیدرولیکی 2، 3 و4 روز به ترتیب پس از گذشت 13، 12 و 10 روز به مقدار ثابت 4600، 4800 و 4900 میلی لیتر در روز رسید. همچنین مقدار متوسط گاز متان تولیدی به ازای مواد جامد فرار ویناس در سه HRT 2، 3 و 4 روز به ترتیب 379، 380 و 433 CH4(L)/VS(kg) بدست آمد. بیشترین میزان گاز متان تولید شده m3/kgCOD 582/0 بوده که در HRT 2 روز بدست آمد و بیشترین میزان درصد کاهش COD در این پژوهش 39 درصد بوده که در HRT 4 روز بدست آمد. به طور کلی نتایج بدست آمده، نشان می دهد که این راکتور برای تولید بیوگاز از ویناس نسبت به دیگر راکتورها عملکرد بهتری دارد، اما از نظر کاهش آلایندگی مناسب نمی باشد.