هدف اصل این مقاله بدست آوردن و بررسی داده های آزمایشگاهی مربوط به خشک کردن پیاز به کمک خشک کن غیر مداوم کابینتی و مدلسازی این فرآیند است. برای انجام این کار تعدادی مدل تجربی و رگرسیونی جهت برازش داده های آزمایشگاهی در نظر گرفته شده اند. از بررسی داده های آزمایشگاهی نتیجه می شود که خشک کردن پیاز فقط در ناحیه شدت نزولی اتفاق می افتد. این داده ها با 12 مدل تجربی و 74 مدل رگرسیونی متفاوت برازش شدند که از بین این مدل ها، مدل تجربی میدیلی کوک برای آزمایشات انجام شده در دمای 60، 70، 80 و 90 درجه سانتی گراد به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. همچنین در میان مدل های رگرسیونی، مدل چندجمله ای درجه 10 برای تمام آزمایشات به عنوان بهترین مدل انتخاب شده است. در کل می توان نتیجه گرفت که در همه آزمایشات بهترین مدل چندجمله ای اندکی بهتر از بهترین مدل تجربی است.

رفتار خشک شدن ورقه های نازک ترنج در خشک کن لایه نازک آزمایشگاهی بر اساس مدلهای ریاضی موجود پیرامون خشک شدن مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در پنج سطح دمایی 40، 50، 60، 70 و 80 درجه سلیسیوس و ضخامت 6 میلی متر و سرعت های 2 متر/ ثانیه با سه تکرار انجام گرفت. 12 مدل ریاضی خشک شدن بر داده های آزمایشگاهی برازش داده شد. ثابت ها و ضرایب مدل ها با هم مقایسه شدند. اثرات دمای هوای خشک کن به روش رگرسیون چند گانه مورد ارزیابی قرار گرفت. تمام مدل های ریاضی خشک شدن بر اساس سه شاخص آماری مربع کای (χ2)، ریشه متوسط مربع خطای داده ها (RMSE) و بازده مدل (EF)، با هم مقایسه شدند. طبق نتایج به دست آمده، مدل میدیلی و همکاران منحنی سینتیک خشک شدن ورقه نازک ترنج را با شاخص آماری χ2, EF و RMSE به ترتیب برابر 0.9992، 0.000259 و 0.013396 نسبت به مدل های دیگر دقیق تر برآورد کرد.

کنترل خشک کن افشانه ای که اغلب در مرحله پایانی تولید محصول بکار می رود، جهت تولید محصول با کیفیت استاندارد بسیار مهم و ضروری است. بدین منظور پیش بینی چگونگی تغییر پارامترهای کیفی محصول با تغییرات شرایط محیطی و عملیاتی پیش نیاز طراحی یک سیستم کنترلی مناسب است. با استفاده از مدلسازی فرایندهای انتقال جرم و انتقال حرارت و مکانیسم خشک شدن ذرات پاشیده شده کار شبیه سازی سیستم خشک کن افشانه ای انجام شده است. معادلات مدل در دو بخش ماکروسکپی و میکروسکپی ارایه شده است. در مبحث انتقال مومنتم تنها از نتایج تحقیقات گذشته استفاده شده است. مجموعه معادلات مدلسازی به کمک روشهای عددی حل شده و برنامه شبیه سازی نیز با استفاده از نرم افزار Visual C++ 6.0 نوشته شده است. نتایج حاصل از مدل با داده های تجربی تطابق خوبی را نشان می دهد.

در این تحقیق، خشک کردن بستر نازک گندم (رقم تجن) مدلسازی شد. برای این منظور از خشک کن آزمایشگاهی استفاده گردید. آزمایش در پنج سطح دمای خشک کن (35، 45، 50، 60 و 70 درجه سانتی گراد) و چهار تکرار اجرا شد. نمونه ها پس از تهیه با رطوبت اولیه 26 درصد (برپایه وزن خشک) تحت شرایط کنترل شده تا دمای مورد نظر خشک شد. رطوبت توده با وزن کردن نمونه ها طی فرایند خشک کردن اندازه گیری گردید. چهار مدل ریاضی استاندارد بر داده های آزمایشی برازش داده شد و کیفیت برازش آنها بر حسب سه پارامتر ضریب تعیین (r2) مربع کای (x2) و ریشه متوسط مربع خطای داده ها (RMSE) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تابعیت ضرایب و ثابت های مناسب ترین مدل آماری برازش یافته از درجه حرارت، مشخص و در مدل پایانی وارد گردید. از روش رگرسیون چندگانه برای شبیه سازی خشک شدن توده در دماهای متفاوت خشک کن براساس مدل دو جمله نمایی استفاده گردید که ضریب تعیین، مربع کای و ریشه متوسط مربع خطای داده ها مدل به ترتیب 99.38 درصد، 0.000018 و 0.004 بود که برای تخمین تغییرات رطوبت در طی خشک کردن مناسب است.

در مطالعه حاضر، پدیده خشک شدن یک سرامیک خاص مطالعه و تحلیل شده است. معادلات تنش- کرنش وابسته به انتقال جرم و انتقال حرارات، هنگام خشک شدن محیط دو فازی با قابلیت تغییر شکل، مدل شده و چینش های دو بعدی و سه بعدی بررسی شده اند. با هدف مقایسه نتایج، از یک سرامیک با آنالیز شیمیایی واحد برای هر دو چینش استفاده شده است. محصول دو فازی، همگن، نم گیر، ایزوتروپیک و با قابلیت انقباض بالا لحاظ شده است. معادلات اصلی به دلیل رفتار انقباضی به بیان لاگرانژی نوشته شده اند و مدل به صورت عددی با روش تفاضل محدود حل شده است و ارزیابی نتایج با مقایسه اطلاعات تجربی و عددی انجام شده است. به کمک شبیه سازی می توان توزیع رطوبت، کرنش ، و تنش را در فضا و مکان محاسبه کرد. اختلاف زیادی بین نتایج حاصل از دو چینش به ویژه در شدت تنش، که عامل ایجاد ترک است، مشاهده شد.

خشک شدن قارچ دکمه ای در یک خشک کن ترکیبی مادون قرمز- هوای داغ در توان های 150، 250 و 375 وات، دماهای 50، 60 و 70 درجه سلسیوس و سرعت جریان هوای 1، 2 و 3 متر بر ثانیه بررسی شد. تاثیر توان لامپ، دما و سرعت جریان هوا بر زمان و آهنگ خشک شدن، ضرایب نفوذ رطوبت و انرژی فعال سازی در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد تاثیر توان لامپ، دما و سرعت جابه جایی هوا بر فرآیند خشک شدن محصول قارچ دکمه ای معنی دار می باشد (p<0.05). افزایش توان لامپ مادون قرمز از 150 به 375 وات، افزایش دما از 50 به 70 درجه سلسیوس و تغییر سرعت جریان هوا از 1 به 3 متر بر ثانیه زمان خشک شدن نمونه ها را به ترتیب 28.6، 42.7 و 15.2 درصد کاهش داد. ضریب نفوذ موثر رطوبت و انرژی فعال سازی قارچ دکمه ای به ترتیب بین 9-10×6.2 تا 9-10×19.7 مترمربع بر ثانیه و 23.76 تا 30.73 کیلوژول بر مول به دست آمد. برای مدل سازی فرآیند خشک شدن، مدل های پیج، نیوتن و لگاریتمی به ترتیب با میانگین ضریب تبیین برابر 0.996، 0.988 و 0.998 و میانگین خطای استاندارد برابر 0.023، 0.042 و 0.015، در مقایسه با سایر مدل ها، خطای کمتری داشتند.

برنج در هنگام برداشت رطوبت بالایی دارد که یکی از روش های رایج جهت کاهش سرعت فساد، فرآیند خشک کردن است. در این تحقیق سینتیک خشک کردن شلتوک با هوای گرم با استفاده از 3 متغیر سرعت هوای گرم ((m/s)65/0 و 8/0)، دمای هوای گرم ((0C)50، 65) و رطوبت نهایی (11 و 13%) بررسی شد. مدل سازی سینتیک خشک کردن شلتوک توسط شبکه عصبی پرسپترون چند لایه انجام شد. به منظور بررسی عملکرد الگوریتم های آموزش و توابع انتقال مختلف در پیش بینی رفتار خشک کردن شلتوک، از 3 الگوریتم لونبرگ مارکوارت، پس انتشار ارتجاعی و گرادیان نزولی مقیاسی و 2 تابع انتقال تانژانت سیگموئید و سیگموئید لگاریتمی استفاده شد. نتایج حاصل از این بررسی بدین گونه بوده که حداکثر زمان خشک شدن در دمای 0C50، سرعت هوای گرم (m/s)65/0 و رطوبت نهایی 11٪ تقریبا برابر با 8 ساعت و حداقل زمان خشک شدن در دمای 0C 65، سرعت هوای گرم(m/s) 8/0و رطوبت نهایی 13٪ معادل با 1ساعت و 21 دقیقه بوده است. بنابراین به طور کلی می توان گفت با افزایش دما، سرعت و رطوبت، زمان خشک شدن کاهش می یابد. همچنین، نتایج حاصل از مدل سازی نشان داد که مدل سازی بوسیله ی شبکه عصبی با الگوریتم آموزش لونبرگ مارکوارت نسبت به سایر الگوریتم ها بهترین عملکرد را داشته و به طورکلی توپولوژی 1-11-3 با الگوریتم آموزش لونبرگ مارکوارت و تابع انتقال سیگموئید لگاریتمی کمترین خطا و بیشترین ضریب همبستگی نسبت به سایر حالات داشته است.

فرایند خشک کردن نقش مهمی در کمیت و کیفیت اسانس به دست آمده از گیاه دارد. گیاهان دارویی اسانس دار اگر بلافاصله خشک نشوند و یا اسانس آن ها استخراج نشود مواد موثره و ترکیبات فرارشان را از دست می دهند. هدف از این پژوهش طراحی و ساخت خشک کن هیبریدی برای گیاهان دارویی و مقایسه آن با دو روش مختلف خشک کردن آویشن (خشک کردن سنتی و خشک کردن در آون) می باشد. در این پژوهش اثر روش های مختلف خشک کردن (خشک کردن هیبریدی، آون و روش سنتی) بر میزان اسانس و نوع و درصد اجزای تشکیل دهنده آویشن، مورد بررسی قرار گرفت. سپس اسانس از تمامی اندام های آویشن در سه تکرار به وسیله روش تقطیر با آب استخراج و اجزای شیمیایی به وسیله دستگاه هایGC و GC/MSمورد تجزیه و شناسایی قرار گرفت. نتایج مدلسازی ریاضی نشان داد که مدل میدلی میتواند با دقت بالایی منحنی های خشک کردن آویشن را برازش نماید. بالاترین مقدار اسانس استخراج شده به روش تقطیر با آب برابر 4/2٪ (v/w) توسط خشک کن هیبریدی بدست آمد. خشک کن هیبریدی 24 نوع ترکیبات فرار آویشن را حفظ می کند در حالی که این مقادیر به ترتیب 10 و 6 برای روش های آون و سایه بود. اجزای اصلی اسانس در روش های مختلف خشک کردن؛ آلفا و بتا پینن، کاریوفیلن، اکسید کاریوفیلن، کاروتول، تیمول، متیل اتر تیمول، ترپینن-4-ال، گاما-ترپینن، پ-سیمن بود. به طور کلی روش خشک کردن هیبریدی به عنوان بهترین روش برای فرآوری پس از برداشت آویشن پیشنهاد می شود.

در این پژوهش یک مدل کاربردی با یک متغیر متاثر از شرایط خشک شدن به منظور پیش بینی اثر تابش مادون قرمز در روش ترکیبی خشک کردن شلتوک ارائه گردید. آزمایش ها در سه سطح تابش مادون قرمز (صفر، 1000و Wm-22000) و سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و ° C50) انجام پذیرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی مدل ارائه شده نشان داد مدل قادر است خصوصیت های خشک شدن شلتوک را در خشک کن ترکیبی به خوبی بیان کند. همچنین با توجه به بررسی اثر روش ترکیبی هوای گرم-مادون قرمز بر روی نرخ خشک شدن، نسبت افزایش ترک خوردگی، انرژی مورد نیاز برای شکستن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه، یک روش بهینه ارائه گردید. بهترین روش برای کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت دانه، روش ترکیبی هوای گرم در دمای ° C40 و شدت تابش مادون قرمز در Wm-2 1000 است.