تعیین جرم و حجم میوه پرتقال با استفاده از حسگرهای فراصوتی
دوره 13، شماره 1، بهار 1402، صفحه 55-66
https://doi.org/10.22067/jam.2022.76674.1106
حسن مسعودی
چکیده در این پژوهش یک سامانه الکترونیکی برای تعیین جرم و حجم میوه پرتقال با استفاده از حسگرهای فراصوتی ساخته شد. اجزای سختافزاری سامانه شامل بدنه فلزی، حسگرهای فراصوتی، حسگر نیرو، برد آردوینو، ماژول کارت حافظه، مبدل ولتاژ، صفحه کلید، نمایشگر و آداپتور برق میباشد. یک برنامه رایانهای برای اخذ دادهها از حسگرهای فراصوتی و تعیین جرم و حجم پرتقالها با کمک روابط رگرسیونی در نرمافزار آردوینو نوشته شد. 100 نمونه از میوه پرتقال رقم محلی دزفول از یک باغ بهصورت تصادفی چیده شد و آزمایشهای مختلفی برای تعیین خواص فیزیکی آنها شامل ابعاد، جرم و حجم میوه انجام شد. مطابق نتایج ارزیابی سامانه، بین مقادیر خروجی سامانه با مقادیر واقعی جرم و حجم میوههای پرتقال رقم محلی دزفول اختلاف معنیداری در سطح احتمال یک درصد مشاهده نشد. مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در تعیین جرم و حجم پرتقالها توسط سامانه بهترتیب برابر با 9.02 گرم و 10.90 سانتیمترمکعب بهدست آمد. در مجموع، عملکرد سامانه ساختهشده قابلقبول بود و لذا میتوان از آن برای تعیین جرم و حجم میوههای پرتقال استفاده نمود.
بررسی تاثیر صفحه تنظیمکننده جریان خروجی بر عملکرد سیکلون آرد: مطالعات تجربی و شبیهسازی عددی
دوره 12، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 331-349
https://doi.org/10.22067/jam.2021.67389.1000
احسان آقایی بدلبو، وحید رستم پور، عادل رضوانی وند فنائی، علی محمد نیکبخت
چکیده سیکلونها با توجه به هزینههای ساخت و نگهداری نسبتاً پایین و سادگی آنها همواره در صنعت و کشاورزی مورد توجه بودهاند. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یکی از ابزارهای توانمند برای پیشبینی رفتار در شرایط مختلف است که با حل عددی معادلات ناویر- استوکس درک بهتری از حل عددی در شرایط آشفتگی جریان سیال میدهد. در این مطالعه تأثیر صفحه تنظیم جریان مکشی در یک سیکلون مورد استفاده در صنعت آرد، بر روی جریانهای داخلی در داخل سیکلون مورد بررسی قرار گرفته است. از نرمافزار گمبیت و نرمافزار انسیس فلوئنت نسخهی 15 بهترتیب برای رسم هندسه مسئله، ایجاد شبکه، اعمال شرایط مرزی و همچنین برای حل معادلات بقا بهره گرفته شد. از مدل آشفتگی تنشهای رینولدز RSM برای شبیهسازی آشفتگی جریان داخل سیکلون استفاده گردید. لازم به ذکر است که با توجه به رقیق بودن جریان آرد در داخل جریان هوای حامل از مدل فاز گسسته (DPM) برای ردیابی ذرات از طریق میدان جریان استفاده گردیده است. در زوایای صفحه صفر، 15، 30، 45، 60 و 75 درجه، پارامترهای اندازه سرعت، سرعت محوری، بازده جمعآوری، افت فشار، ضریب اصطکاک سطح و همچنین شدت آشفتگی با جزئیات استخراج گردیده و در قالب کانتورهای همارز شده با شاخص یکسان، با یکدیگر مقایسه شدند. علاوه بر این برای درک هرچه بیشتر رفتار جریان، کانتورهای مربوط به مسیر حرکت برای سیکلون استخراج گردیدند. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن تمامی شرایط، زاویه صفحه تنظیمکننده 30 درجه با افت فشار 134.2 پاسکال و بازده جمعآوری 95.3 درصد دارای بهترین شرایط در بین حالتهای مورد بررسی میباشد.
بررسی تاثیر فشار بخار محرک بر روی عملکرد و جریانهای بازگشتی ترموکمپرسور کارخانه قند: اعتبارسنجی و مطالعه عددی
دوره 12، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 379-397
https://doi.org/10.22067/jam.2021.68318.1010
عادل رضوانی وند فنائی، علی حسن پور، علی محمد نیکبخت
چکیده ترموکمپرسور یا اجکتور بهمنظور افزایش آنتالپی بخار در صنایع تبدیلی مورد استفاده قرار میگیرد. هزینه ساخت و تعمیر نگهداری پایین در کنار ساختار ساده آن باعث افزایش کاربرد این تجهیز در زمینههای مرتبط با صنعت و کشاورزی شده است. پارامترهای ورودی به ترموکمپرسور شامل مشخصات ترمودینامیکی بخار محرک و بخار مکشی مهمترین عوامل تاثیرگذار بر روی عملکرد یک ترموکمپرسور میباشند. در این مطالعه 4 سطح فشار بخار محرک شامل بخار با فشار 3.7 بار، 5 بار، 10 بار و 15 بار بهعنوان سطوح مختلف فشار ورودی بخار محرک مورد بررسی قرار گرفته است. از مدل آشفتگی k-ε تحققپذیر برای شبیهسازی آشفتگیهای داخل جریان استفاده شده است ویژگیهای ترمودینامیکی جریانهای ورودی و تغییرات آنها در خروجی، مانند فشار، سرعت، عدد ماخ و نسبتهای جرمی بهازای فشارهای مختلف بخار محرک استخراج شده و مورد بحث قرار گرفتهاند. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن پارامترهای عملکردی، عدم وجود جریانهای بازگشتی و همچنین میزان تقویت فشار و دما، فشار 15 بار بهترین عملکرد را در بین 4 سطح اولیه مورد بررسی بهخود اختصاص داده است. در استفاده از فشار محرک 15 بار، فشار بخار مکشی 0.1 بار، در خروجی تقویت شد و به مقدار 0.3 بار افزایش پیدا کرد. همچنین دما افزایشی قابلتوجهی نسبت به جریان مکشی داشت و به مقدار 135 درجه سلسیوس رسید. همچنین با اعمال فشار بخار محرک 15 بار، بهترتیب مقادیر 0.59 و 0.41 برای نسبتهای جرمی محرک و مکشی خروجی دیفیوزر بهدست آمد.
اندازهگیری و آنالیز ارتعاش وارده به میوه در کف اتاق کامیون حین حملونقل در بزرگراهها
دوره 12، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 399-408
https://doi.org/10.22067/jam.2021.68715.1016
علی رمضانی بوکت، حسین نوید، میر جواد موسوی نیا، سجاد رنجبر
چکیده حملونقل میوه و سبزی تازه بهدلیل اثرگذاری پارامترهای مختلف موضوع پیچیدهای است. بستهبندی میوه یکی از پارامترهای ضروری در کاهش صدمات مکانیکی ناشی از حملونقل است. اطلاعات دقیق در مورد وضعیت جادهای و شرایط حملونقل هر منطقه به طراحان جعبه کمک میکند تا شبیهسازی دقیقی از شرایط موجود داشته باشند. هدف از این تحقیق اندازهگیری شتاب ارتعاش کف کامیون برای حملونقل جادهای در بزرگراههای کشور بود. یک شبکه حسگر بیسیم متشکل از سه گره حسگر با شتابسنج سه محوره برای اندازهگیری شتاب لحظهای در جلو و عقب کامیونهای دارای سامانه تعلیق فنری بهکار گرفته شد. مقادیر شتاب اندازهگیری شده توسط پایگاه داده جمعآوری و در لپتاپ ذخیره گردید. در مقایسه با استاندارد ASTM 4728، سطوح چگالی طیف توان کامیون در بزرگراه برای بازه فرکانسی 35-1 هرتز بیشتر از استاندارد و برای بازه فرکانسی 200-35 هرتز کمتر از استاندارد بود. متوسط ریشه میانگین مربعات شتاب در راستاهای عرضی، طولی و عمودی کامیونهای سنگین بهترتیب 0.406، 0.236 و G 0.654 بهدست آمد. برای کامیون با سیستم تعلیق فنری، بالاترین مقادیر PSD در فرکانسهای کمتر از 6 هرتز اتفاق افتاد و بازه فرکانسی 4-3 هرتز بهعنوان فرکانس غالب تعیین گردید. یافتههای تحقیق میتواند در شبیهسازی شرایط حملونقل و برای برنامهریزی میزهای ارتعاشی مورد استفاده قرار گیرد.
تحلیل انرژی و اکسرژی خط تغلیظ آلبالو
دوره 12، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 207-218
https://doi.org/10.22067/jam.v12i2.87823
نسیم صداقت حرفه، علی محمد نیکبخت، حسین مبلی، علیرضا کیهانی، احمد پیری
چکیده صنعت تغلیظ یکی از بزرگترین و انرژیبرترین صنایع تبدیلی در بخش کشاورزی است. در این مطالعه فرآیند تغلیظ آب آلبالو با استفاده از تحلیل انرژی و اکسرژی ارزیابی شد و علاوه بر تعیین هدررفتهای انرژی، ناکارآمدیهای ترمودینامیکی در هریک از زیرسامانهها تعیین شدند. همچنین جهت دقیق بودن هرچه بیشتر محاسبات، تمام تجهیزات دمانگاری شدند. پارامتر اقتصاد بخار 2.63 و کل نرخ هدررفت انرژی از خط تغلیظ 4920.82 کیلووات محاسبه شد. نتایج نشان داد که هدررفت انرژی از برج خنککننده با 73.39 درصد از کل هدررفتها، بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده است. مقدار کل تخریب اکسرژی برای خط تغلیظ 1045.85 کیلووات و بازده اکسرژی کل 75.76 درصد محاسبه شدند. بیشترین مقدار تخریب اکسرژی در چگالنده بارومتریک با مقدار 346.71 کیلووات بهدست آمد. بر اساس نتایج بهدستآمده، احیا و استفاده از سربخار مرحلهی آخر، بهعنوان راهحلی برای کاهش هدررفتهای برج خنککننده و کاهش نرخ تخریب اکسرژی در چگالنده پیشنهاد میشود.
تأثیر خشککردن فروسرخ بر سینتیک خشک شدن و تغییرات رنگ موسیلاژ دانه مرو
دوره 12، شماره 1، بهار 1401، صفحه 67-79
https://doi.org/10.22067/jam.2021.67448.1002
غزاله امینی، فخرالدین صالحی، مجید رسولی
چکیده در این مطالعه، تأثیر پارامترهای سیستم خشککن فروسرخ شامل توان فروسرخ، فاصله موسیلاژ از سطح لامپ، ضخامت موسیلاژ بر روی سینتیک خشک شدن و شاخصهای رنگ (L*، a*، b* و ΔE) موسیلاژ دانه مرو در سیستم خشککن فروسرخ بررسی شد. دادههای آزمایشگاهی نسبت رطوبت با 7 مدل تجربی لایهنازک مختلف برازش داده شد. مشخص شد که مدل پیج بهترین تناسب را برای نشان دادن رفتار سینتیکی دارد و بهطور قابل قبولی رفتار خشککردن فروسرخ موسیلاژ دانه مرو را با کمترین مقادیر میانگین خطای مربع (MSE)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE) و خطای استاندارد (SE) و بیشترین مقدار ضریب همبستگی (r). مقادیرMSE ،RMSE و MAE برای همه آزمایشها بهترتیب در محدوده 0.0011-0.0001، 0.0325-0.0104 و 0.0271-0.0087 بود. متوسط نفوذ مؤثر رطوبت (Deff) با افزایش توان لامپ از 150 به 375 وات از 9-10×4.61 به 9-10×15.8 مترمربع بر ثانیه افزایش یافت، اما با افزایش فاصله موسیلاژ از 4 به 12 سانتیمتر و کاهش ضخامت موسیلاژ از 1.5 به 0.5 سانتیمتر، این ضریب بهترتیب از 9-10×14.4 به 9-10×5.16 مترمربع بر ثانیه و از 9-10×13.2 به 9-10×4.31 مترمربع بر ثانیه کاهش یافت. افزایش توان تابش فروسرخ تأثیر مثبتی بر شاخص زردی (افزایش 19.78 درصدی در شاخص b*) موسیلاژ دانه مرو خشکشده داشت. همچنین، شاخص تغییرات رنگ (ΔE) را از 16.05 به 17.59 افزایش داد.
بهینهسازی تأثیر امواج فراصوت بر نیروی شکست و کیفیت مغزشدگی گردو با استفاده از روش منحنی سطح پاسخ
دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 331-342
https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.80096
ابراهیم بیابانی اقدم، محمد هادی خوش تقاضا، غلامحسن نجفی
چکیده یکی از مهمترین مراحل پس از برداشت گردو، شکستن پوسته سخت آن برای استحصال مغز گردوی سالم است. در این تحقیق از روش سطح پاسخ بهمنظور بررسی تأثیر فاکتورهای دمای حمام فراصوت (20، 35 و 50 درجه سلسیوس) و مدت زمان فراصوت (5، 15 و 25 دقیقه) همچنین نحوه اعمال نیروی شکست (سرعت و جهت بارگذاری) روی کیفیت مغز شدگی گردو استفاده شد. در نهایت بهینهسازی فاکتورهای تاثیرگذار بر مغزشدگی گردو مورد بررسی قرار گرفت. شکستن پوسته گردو توسط دستگاه آزمون مواد در سرعتهای بارگذاری 0.5، 1.5 و 2.5 میلیمتر بر ثانیه در جهت طولی و عرضی انجام شد. نتایج نشان داد اعمال فراصوت در همهی حالات، کیفیت مغزشدگی را افزایش و نیروی شکست را کاهش میدهد. همچنین مشاهده شد با افزایش سرعت بارگذاری و مدت زمان اعمال فراصوت درصد مغزهای سالم و درجه کیفیت مغزهای شکسته افزایش یافت. بالاترین کیفیت مغزشدگی و کمترین نیروی شکست گردو در سرعت بارگذاری mm s-1 1.5، زمان اعمال فراصوت min 25، دمای ºC 50 حمام فراصوت و در جهت بارگذاری طولی بهدست آمد.
بهکارگیری سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار و شبکههای عصبی مصنوعی در پیشبینی و مدلسازی تغییرات کیفی زالزالک (Crataegus pinnatifida) طی شرایط مختلف انبارمانی
دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 343-357
https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.86654
محسن زندی، علی گنجلو، ماندانا بیمکر
چکیده در دهههای اخیر، از سیستمهای هوش مصنوعی برای ایجاد مدلهای پیشبینی جهت تخمین و پیشبینی بسیاری از فرآیندهای کشاورزی استفاده شده است. در این مطالعه، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی میوه زالزالک طی نگهداری در شرایط مختلف با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار پیشبینی گردید. از دادههای تجربی حاصل از نگهداری میوه، برای آموزش و آزمایش این شبکهها استفاده شد. تعداد کل لایههای پنهان و تعداد نورون در هر لایه پنهان به روش سعی و خطا انتخاب گردید. شبکه عصبی و سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار طراحی شده دارای ورودی شامل زمان نگهداری، رطوبت اولیه و دمای نگهداری و یک متغیر در لایههای خروجی (WL، F،c* ، *h و RPI) بود. مقادیر R2 بالا و RMSE کم گویای کارایی بالای مدل شبکه عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار در پیشبینی خصوصیات کیفی زالزالک طی فرآیند نگهداری میباشد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با الگوریتم یادگیری مومنتوم و تابع آستانهای تاناکسون بهترین شبکه برای پیشبینی خصوصیات کیفی زالزالک در شرایط مختلف بود. نتایج مدلسازی با انفیس نشان داد که توابع عضویت ذوزنقهای و گوسی بهترین عملکرد را بهترتیب در پیشبینی پارامترهای رنگی و فیزیکی داشت. با مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی با شبکه عصبی مصنوعی و انفیس، تفاوت زیادی از نظر دقت و کارایی در پیشبینی مشاهده نشد، اگرچه شاخص RMSE در مدلسازی با کمک انفیس کمتر از شبکه عصبی مصنوعی بود که خود نمایانگر دقت بالاتر آن میباشد.
انتخاب الگوریتم بهینهی طبقهبندی و تشخیص تقلب در روغن زیتون با استفاده از ماشینبویایی
دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 371-383
https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.84105
محمدرضا زارع زاده، محمد ابونجمی، مهدی قاسمی ورنامخواستی، فاطمه آذری کیا
چکیده روغن زیتون فرابکر همیشه مورد توجه و خواست استفادهکنندگان میباشد؛ از اینرو در روغنهای زیتونِ بکر و فرابکر، تقلب، با افزودن روغنهای با ارزش غذایی و قیمت کمتر مثل کانولا، آفتابگردان، تفاله زیتون و غیره مشاهده میگردد. در این پژوهش با استفاده از فناوری ماشین بویایی روغن زیتون فرابکر، از نمونههای تقلبی تهیه شده با روغنهای متداول در بازار و با هفت مدل طبقهبندی مختلف تشخیص داده شد. نمونهها در شش دستهی "خالص و 5، 10، 20، 35 و 50 درصد تقلب" و هر تیمار در هفت نمونه تهیه و آزمایشها در هفت تکرار انجام گرفت. سامانه بویایی از هشت حسگر متفاوت تشکیل شده که برای هر کدام نمودار تغییر ولتاژ بر حسب زمان تهیه و از آن نمودار چهار ویژگی "کمینه، بیشینه، میانگین و اختلاف بیشینه و کمینه" در مدلهای طبقهبندی استفاده گردید. به این ترتیب تعداد 32 ویژگی برای هشت حسگر استخراج و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به جهت تاثیر دمای نمونهها در خروجی سامانه، تمام آزمایشها در دمای ثابت انجام گرفتند. طبقهبندی نتایج با چهار الگوریتم طبقهبندی "K-همسایگی نزدیک، ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی و آدابوست" صورت پذیرفت. 70% دادهها برای آموزش و 30% برای آزمون استفاده گردید. از بین 32 ویژگی، ویژگی "کمینه مقدار خروجی سنسور TGS-822" بیشترین تاثیر را در دقت طبقهبندی داشتند. نتایج نشان داد روش طبقهبندی همسایگی نزدیک با بهترین دقت (89.89%) و پس از آن روش ماشین بردار پشتیبان (86.52%) بیشترین دقت طبقهبندی را دارا بودند.
تاثیر متغیرهای خشک کردن جت برخوردی بر سینتیک خشک شدن و برخی مشخصههای کیفی برگههای توتفرنگی
دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 409-422
https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.83943
مهرزاد راد، هادی گلی، فردین میراحمدی
چکیده توتفرنگی بهدلیل داشتن آنتیاکسیدانهای طبیعی و ریز مغذیها نقش مهمی را در سلامت انسان ایفا میکند. تقاضا برای افزایش زمان نگهداری، کاهش سرعت فرآیندهای میکروبی، کاهش وزن و حجم محصولات و در نهایت صادرات، خشک کردن این محصول ارزشمند را حائز اهمیت مینماید. یکی از روشهای جدید خشک کردن استفاده از هوای جت برخوردی است که با کاهش زمان خشک شدن باعث افزایش کیفیت محصول نهایی از جمله تغییر رنگ پایین و ظرفیت آبگیری بالا میگردد. در این تحقیق از خشککن جت برخوردی با قابلیت تنظیم دما و سرعت هوا و نسبت فاصله نازل تا سطح محصول به قطر نازل استفاده گردید. آزمایشهای خشک کردن برگهها بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو متغیر شامل دمای هوا در سه سطح 45، 55 و 65 درجه سلسیوس و سرعت هوای خروجی از نازلها در سه سطح 6، 9 و 12 متر بر ثانیه و طرح یک متغیره برای بررسی تاثیر نسبت فاصله نازل تا سطح محصول به قطر نازل در سطوح 4، 5، 6، 7 و 8 انجام شد. نتایج نشان داد که متغیرهای دما و سرعت هوا بیشترین تاثیر و نسبت فاصله نازل تا سطح محصول به قطر نازل کمترین تاثیر را بر مدت زمان خشک شدن داشتند. همچنین تاثیر دمای هوا بر نرخ خشک شدن بیشتر از سرعت هوا بود و با افزایش نسبت فاصله نازل تا سطح محصول به قطر نازل، سرعت خشک شدن برگهها کمتر شد. از دیگر نتایج تحقیق افزایش ضریب انتشار موثر همراه با افزایش دما و سرعت هوا است. مقدار ضریب نفوذ موثر از 10-10×1.62 تا 10-10×3.24 متر مربع بر ثانیه تغییر کرد و انرژی فعالسازی 12.8 تا 16.7 کیلوژول بر مول تعیین شد. نتایج مدلسازی ریاضی نشان داد که مدل وانگ و سینگ به دلیل داشتن کمترین ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE=0.02) و بیشترین ضریب تبیین (0.996= R2) مدل مناسبی برای پیشبینی رطوبت خشک کردن میباشد. همچنین مشاهده شد که افزایش دما و سرعت هوای خروجی باعث کاهش نسبت آبگیری مجدد نمونههای خشک شده توتفرنگی شده و افزایش H/D افزایش آن را به دنبال داشته است. تحلیل آزمایشهای تغییر رنگ نمونهها نیز نشان داد که افزایش دما و سرعت هوا میزان تغییر رنگ را کاهش و بالا رفتن نسبت H/D مقدار آن را افزایش داده است.
تحلیل انرژی و اکسرژی فرآیند خشککردن برگهای بهلیمو در یک خشککن خورشیدی
دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 423-433
https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.85801
مهدی مرادی، جاوید قاسمی، هادی عظیمی نژادیان
چکیده در تحقیق حاضر، یک خشککن خورشیدی کابینتی بهمنظور تحلیل انرژی و اکسرژی فرآیند خشکشدن برگهای بهلیمو مورد استفاده قرارگرفت. این خشککن دارای یک صفحه جمعکننده تخت به رنگ تیره بود که تحت زاویه 45 درجه نسبت به سطح افق مستقر شد. یک دمنده الکتریکی در قسمت پایین جمعکننده نصب شدهبود تا هوای محیط را از روی این جمعکننده که با انرژی خورشید گرم شدهبود، عبور داده و سپس هوای گرمشده را به داخل محفظه خشککن ارسال کرده و موجب خشککردن برگهای بهلیمو شود. بهمنظور ارزیابی دستگاه مذکور، سه سطح مختلف دمای هوای خشککننده (30، 40 و 50 درجهسلسیوس) و سه سطح سرعت هوای خشککننده (2، 2.5 و 3 متربرثانیه) اعمالگردید. حسگرهایی در نقاط مختلف دستگاه نصب شد تا دما و رطوبت را بهصورت لحظهای اندازه گرفته و در پردازنده مرکزی ذخیرهسازی کند. با استفاده از این اطلاعات، تحلیل انرژی و اکسرژی انجام گرفت. براین اساس، با کاهش دما و افزایش سرعت، مقدار بازدهی انرژی افزایشیافته در صورتیکه با افزایش سرعت و دما، بازدهی اکسرژی افزایشمییابد. بیشترین بازدهی انرژی در آزمایشی با دمای 30 درجهسلسیوس و سرعت 3 متربرثانیه و بیشترین مقدار بازدهی اکسرژی در آزمایشی با سرعت 3 متربرثانیه و دمای 50 درجهسلسیوس بهدست آمد. از آنجاییکه اکسرژی، انرژی قابل دسترسی سیستم را ارزیابی میکند، بازدهیاکسرژی در دمای 50 درجهسلسیوس حداکثر بوده ولی مقدار زیادی از این انرژی در دمای 50 درجه سلسیوس هدر میرود. از اینرو مناسبترین حالت، خشککردن با سرعت 3 متربرثانیه و دمای 30 درجهسلسیوس میباشد.
بررسی برخی از عاملهای انرژی و اکسرژی در طی عملیات حرارتدهی اهمیک آبنارنج
دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 435-445
https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.80760
محمد واحدی ترشیزی، محسن آزادبخت، مهدی کاشانی نژاد
چکیده مواد غذایی از ترکیبات مختلفی تشکیلشدهاند و بعد از مدتی عمر مفید خود را از دست میدهند و یکی از روشهای افزایش ماندگاری مواد غذایی فرآیند حرارتی میباشد، ازاینرو در این تحقیق یک دستگاه گرمایش اهمیک ساخته شد تا فرآیند حرارتدهی انجام شود. در این فرآیند سه گرادیان ولتاژ ورودی (V cm-1 8.33، 10.83 و 13.33) و سه درصد کاهش وزن نمونه (10، 20 و 30 درصد) نسبت به وزن کل انتخاب گردید. طی فرآیند حرارتی روند بازده انرژی، بازده اکسرژی، اکسرژی تلفشده و پتانسیل بهبود بررسی شد. تمامی آزمایشها در سه تکرار انجام گرفت و نتایج با استفاده از نرمافزار SAS برای بررسی آماری در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی تجزیه و تحلیل شد. با توجه به نتایج بهدستآمده بیشترین مقدار بازده انرژی و اکسرژی در گرادیان ولتاژV cm-1 13.33و برای پتانسیل بهبود و اکسرژی تلفشده در گرادیان ولتاژ 8.33 میباشد. بیشترین بازده انرژی 91.16% در درصد کاهش وزن 10% و برای بازده اکسرژی 59.51% در درصد کاهش وزن 30% بوده است و بیشترین مقدار اکسرژی تلفشده و پتانسیل بهبود در درصد کاهش وزن 30% و بهترتیب kW 6.76 و 5.624 بوده است.
تاثیر خواص فیزیولوژیکی گلابی بر مقدار ضریب دیالکتریک میوه
دوره 11، شماره 1، 1400، صفحه 71-81
https://doi.org/10.22067/jam.v11i1.85595
محمدجواد محمودی، محسن آزادبخت
چکیده امروزه خواص دیالکتریک محصولات غذایی و بیولوژیکی به پارامتری ارزشمند در مهندسی مواد غذایی و فناوری تبدیل شده است که محدوده طیفی فوقالعادهای از 6-10 تا 1012 هرتز را پوشش میدهد. در این تحقیق ابتدا تعداد 27 گلابی کاملاً سالم بهوسیله آزمون غیرمخرب سیتی اسکن انتخاب و سپس تحت بارگذاری شبهاستاتیکی و دینامیکی قرار گرفتند و انبارداری 10 روزه بهمنظور بررسی میزان خواص فیزیولوژیکی و ارتباط آن با تغییرات ضریب دیالکتریک انتخاب شد. در پایان دوره انبارداری مقدار ضریب دیالکتریک میوهها و پس از آن مقدار خواص فیزیولوژیکی آنها اندازهگیری شد. اندازهگیریها در فاصله صفحات خازن 11 سانتیمتری، ولتاژ ورودی 10 ولت، فرکانس ولتاژ ورودی 60 کیلوهرتز انجام شد. طبق نتایج حاصل شده حالت بارگذاری دینامیکی 400 نیوتنی دارای بیشترین ضریبدیالکتریک در بین همه حالتهای بارگذاری با مقدار 5.2989 و به دنبال آن این حالت بارگذاری دارای کمترین مقادیر خواص فیزیولوژیکی در بین تمام حالتهای بارگذاری با مقادیر آنتیاکسیدان 33.925 درصد، محتوای فنلی 14.523 و ویتامین C 5.7 میلیگرم بر 100 گرم و سفتی 5.5333 گرم بود. نتایج آزمایشها نشان دادند که با افزایش مقدار نیروی بارگذاری بر روی میوه گلابی، همه مقادیر خواص فیزیولوژیکی مورد نظر در تمام موارد بارگذاری کاهش یافته و در نهایت، مقدار ضریب دیالکتریک محصول افزایش مییابد.
پیادهسازی سامانه ماشین بویایی بهمنظور تشخیص تقلب در روغن حیوانی گاوی
دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 129-139
https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.67524
فردین ایاری، اسماعیل میرزائی قلعه، حکمت ربانی، کبری حیدربیگی
چکیده تقلب در محصولات لبنی نه تنها تهدیدی جدی برای سلامت انسان است بلکه زیانهای اقتصادی متعددی را نیز به دنبال دارد. ازجمله تقلبهای رایج در روغن حیوانی گاوی، ترکیب کردن آن با روغن نباتی و روغن دنبه است. در این پژوهش، یک سامانهی ماشین بویایی بر پایه هشت حسگر نیمههادی اکسـید فلـزی ساخته شد و قابلیت آن در تشخیص مقادیر مختلف ترکیب روغن نباتی و روغن دنبه در روغن حیوانی گاوی خالص (10، 20، 30، 40 و 50 درصد) مورد بررسی قرار گرفت. بردار ویژگیها از سیگنال پاسخ حسگرها به ترکیبات فرار و معطر انواع روغنها، استخراج و بهعنوان ورودی مدل تشخیص الگو استفاده شد. همچنین جهت طبقهبندی ویژگیهای استخراجشده از روش تحلیل تفکیک درجه دوم (QDA) استفاده شد. نتایج حاصل از آنالیز مؤلفههای اصلی با دو مؤلفهی PC1 و PC2، بهترتیب واریانس 98 و 97 درصد را برای ترکیب روغن حیوانی با روغن نباتی و روغن دنبه نشان داد. همچنین نمودارهای لودینگ و رادار نشان داد که بوی روغن حیوانی گاوی بیشترین و کمترین تأثیر را بهترتیب روی حسگر TGS822 و حسگر MQ135 دارد. همچنین بوی روغن نباتی و روغن دنبه بیشترین و کمترین تأثیر را بهترتیب روی حسگرهای MQ136 و MQ135 داشت. با توجه به نتایج بهدست آمده از نمودار رادار مشخص شد که حسگر MQ135 کمترین نقش را در طبقهبندی دارد. همچنین براساس نتایج حاصل از طبقهبندی، دقت طبقهبندی برای روغن حیوانی مخلوط با روغن نباتی و روغن دنبه بهترتیب برابر 24/95 و 15/97 درصد بهدست آمد.
مدلسازی و بهینهسازی فرآیند آسیاب کردن غلات برای تولید خوراک طیور در آسیاب چکشی با استفاده از روش سطح پاسخ
دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 187-200
https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.72568
زانیار زیباهوش، جلال خدائی، سمیرا زارعی
چکیده از آنجا که خوراک طیور بخش بزرگی از هزینههای صنعت پرورش طیور را به خود اختصاص میدهد، میتواند عامل بسیار مهمی در میزان سود و زیان مرغداریها باشد. بهینهسازی عملکرد دستگاه آسیاب چکشی برای کاهش اندازه مواد مختلف برای تولید خوراک طیور، میتواند در بهکارگیری راههای مناسب و بهینه و در نهایت حصول مواد خوراکی با حداقل هزینه، حداکثر کیفیت و ظرفیت بسیار حائز اهمیت باشد. برای ارزیابی عملکرد دستگاه از نظر میزان درجهی ریزی خوراک و ظرفیت کاری آسیاب، چهار محصول گندم، ذرت، سویا و جو در سه سطح اندازه سوراخ غربال (2، 2/3 و 4/4 mm)، رطوبت دانه (10، 14و 18 درصد)، نرخ تغذیه (یک سوم، دو سوم و باز بودن کامل دریچه مخزن) و تعداد چکش (12، 18 و 24 عدد) بهوسیله آسیاب خرد شد و در هر مورد درجهی ریزی و ظرفیت کاری بهصورت مجزا دستهبندی شد. روش سطح پاسخ با طرح مرکب مرکزی بهمنظور تعیین نقاط بهینهی دستگاه در فرآیند آسیاب کردن برای دستیابی به بیشترین میزان خردشدگی محصول و بیشترین ظرفیت کاری آسیاب استفاده شد. نتایج آزمایشها نشان داد که نقاط بهینهی mm 2/3 برای قطر سوراخ غربال، رطوبت دانه 10 درصد، نرخ تغذیه g s-1 8/343 و تعداد 18 عدد چکش برای گندم، حداقل درجهی ریزی (بیشتر خرد شدن) به مقدار mm 42/3 را در بین محصولات داشته است. همچنین بیشترین ظرفیت کاری آسیاب(g s-1 12/45) برای ذرت در نقاط بهینهی mm 2 سوراخ غربال، رطوبت 10درصد دانه، نرخ تغذیه g s-1 8/433 و تعداد چکش 24 عدد بهدست آمد.
بهینهسازی خشککردن پاششی عصاره گیاه بادرشبو با استفاده از روش سطح پاسخ و تاپسیس
دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 201-212
https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.78344
ادریس رحمتی، فاروق شریفیان، محمد فتاحی، غلامحسن نجفی
چکیده خشککردن پاششی بهطور متداول در تولید پودر گیاهان دارویی بهکار میرود، کیفیت پودر بهدست آمده وابسته به شرایط خشککردن و ماده کمکی بهکار برده شده است. هدف از این تحقیق بهینه کردن متغیرهای فرآیند همچون دمای هوای ورودی، نرخ جریان هوای فشرده و غلظت ماده کمکی بر روی محتوای رطوبتی، عملکرد خشک کردن، محتوای فنول کل، محتوای فلاونوئید کل و فعالیت آنتیاکسیدانی پودر عصاره گیاه بادرشبو میباشد. بدین منظور از دو روش سطح پاسخ و تاپسیس برای بهینهسازی و رتبهبندی هر یک از متغیرها استفاده شد. نتایج نشان داد که دمای هوای ورودی و نرخ جریان هوای فشرده بیشترین تاثیر را روی محتوای رطوبتی و عملکرد خشککردن نمونهها داشتند، در حالیکه غلظت ماده کمکی اثر معنیداری بر محتوای فنل کل، فلاونوئید کل و فعالیت آنتیاکسیدانی نمونهها داشت. بهترین تیمار در روش تاپسیس در دمای هوای ورودی °C 150، نرخ جریان هوای فشرده Lit min-1 5/7 و غلظت ماده کمکی 20 درصد بهدست آمد. همچنین شرایط بهینه در روش سطح پاسخ در دمای هوای ورودی 5/152، نرخ جریان هوای فشرده 046/8 و غلظت ماده کمکی 20 درصد بهدست آمد.
بررسی اثر سرعت دورانی، دما، نوع پیچ فشاری و قطر دای بر میزان روغن استخراجشده از دانه روغنی کنجد
دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 325-336
https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.78223
منصور عسافی، رسول معمار دستجردی، محمد نوشاد
چکیده در سالهای اخیر همگام با رشد جمعیت و بهبود سطح زندگی، مصرف روغنهای گیاهی رو به افزایش نهاده و موجب افزایش سطح زیر کشت دانههای روغنی شده است. اخیراً کنجد بهعنوان یک گیاه مناسب روغنی برای کشت در شرایط آب و هوایی ایران مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش یک دستگاه عصارهگیری از دانهی روغنی کنجد، به روش پیچ پرسی طراحی و ساخته شد. آزمایشهای مختلفی برای تعیین میزان روغن استخراج شده بر اساس پارامترهای قابل تغییر همچون شکل هندسی پیچهای پرسی، سرعت دورانی پیچ پرسی، دمای استخراج و قطر دای انجام شد. آزمایشها در سه سطح دمایی (°C 30، 60 و 90)، سه سطح سرعت دورانی (20، 50 و 80 rpm)، سه مدل پیچ پرسی (سر راست با گام ثابت، سر راست با گام متغیر و مخروطی) و سه قطر دای (6، 8 و 10mm)، بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام گردید. نتایج تحقیق نشان داد که اثر نوع پیچ پرسی، سرعت دورانی، دمای استخراجی و اندازه دای بر میزان استخراج روغن در سطح یک درصد معنیدار است بهگونهای که پیچ پرسی مخروطی با سطح سرعت rpm 50 و سطح دمایی°C 60 و قطر دای mm6 بیشترین میزان استخراج روغن را داشت. برای پیشبینی میزان روغن کنجد استخراج شده از شبکه عصبی مصنوعی از نوع پرسپترون چندلایه و مقایسه آن با مدلهای رگرسیونی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی با توپولوژی 1-8-3 با ضریب همبستگی 4۷/97 درصد و مجذور میانگین مربعات خطای، 65/0 در مقایسه با مدلهای رگرسیون خطی و درجه دوم کارایی بالاتری در پیشبینی میزان روغن استخراجی دارد.
طبقهبندی کیوی با استفاده از تکنیک ضربه- آکوستیک و شبکه عصبی مصنوعی
دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 337-346
https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.71198
فرزانه جنت دوست، پرویز احمدی مقدم، فاروق شریفیان
چکیده حفظ پارامترهای کیفی میوه در مرحله پس از برداشت نقش تاثیرگذاری در بازارپسندی و کاهش ضایعات محصول دارد. هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی فاکتور سفتی میوهی کیوی پس از برداشت با استفاده از تکنیک غیرمخرب آنالیز سیگنال صوتی حاصل از ضربه میباشد. در این مطالعه 150 عدد کیوی رقم هایوارد در طول دوره 18 روز پس از برداشت (پس از خروج از سردخانه) مورد مطالعه قرار گرفتند. نمونهها بر روی یک نوار نقاله قرار داده شده و بهطور گسسته با یک صفحه افقی برخورد کرده و سپس با پردازش صدای حاصل از ضربه در دو حوزه زمان و فرکانس، صفات مربوط به کیویهای سفت، متوسط و نرم استخراج گشت و سپس توسط شبکههای عصبی مصنوعی کلاسبندی شد. نتایج نشان داد که ویژگیهای حوزه فرکانس، بیشترین قابلیت را در شناسایی صحیح نمونهها داشته و مدل بهینهی ارائه شده با تعداد پنج نرون در لایه پنهان دارای دقت شناسایی صحیح 3/93 در مرحله آموزش، 3/91 در مرحله ارزیابی و 3/78 درصدی برای دادههای آزمون برای کل نمونهها بود.
تأثیر پوشش چیتوزان بر خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی انگور رقم فخری در طول دوره انبارداری
دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 347-364
https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.69423
سعید خدامرادی، ابراهیم احمدی
چکیده در این تحقیق خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و رئولوژیکی انگور فخری در طول دوره نگهداری مورد بررسی قرار گرفته است. انگور فخری پس از برداشت از باغات استان همدان با استفاده از پوشش چیتوزان در سه غلظت (5/0، 1 و 2 درصد) پوششدهی شده و در دو دمای محیط و یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری شده است. در طول دوره نگهداری هر 5 روز یکبار خواص فیزیکی (افت وزن، درصد رطوبت و تغییرات شاخص رنگ)، خواص شیمیایی (pH و TSS)، خواص مکانیکی (نیروی بیشینه، نیروی شکست و مدول الاستیسیته) و خواص رئولوژیکی (زمان تنشآسایی و مقدار تنشآسایی) مورد بررسی قرار گرفتهاند. نتایج تجزیه واریانس نشاندهنده آن بود که اثرات اصلی دما، دوره نگهداری و پوشش چیتوزان و برخی از اثرات متقابل آنها تأثیر معنیداری در سطح 1 درصد بر خواص فیزیکی و شیمیایی انگور فخری داشتهاند. بیشترین افت وزن 66/10 درصد در نمونه پوششدهی شده با چیتوزان 5/0 درصد نگهداری شده در دمای محیط اتفاق افتاد. کمترین میزان اختلاف رنگ برای نمونههای پوششدهی شده با چیتوزان 2 درصد نگهداری شده در دمای یخچال مشاهده شد. کمترین نیروی بیشینه در آخرین روز دوره برای نمونههای شاهد نگهداری شده در دمای محیط بوده است. دوره نگهداری تأثیر معنیداری در سطح 1 درصد بر مدول الاستیسیته دارد درحالیکه تأثیر پوشش بر این پارامتر معنیدار نبوده است. نتایج نشاندهنده آن بود که استفاده از پوشش چیتوزان تأثیر مستقیمی در افزایش زمان و مقدار تنشآسایی انگور فخری داشته است بهنحویکه در طول دوره نگهداری کاهش هر دو پارامتر در نمونههای پوششدهی شده نسبت به نمونههای شاهد کمتر بوده است.
مقایسه فرآیند خشک کردن و کیفیت تبدیل در خشککنهای گردش مجدد و رایج شلتوک
دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 365-374
https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.72761
حمیدرضا گازر، علی مومنی
چکیده مصرف بالای انرژی و غیر یکنواختی خشک شدن شلتوک در خشککنهای خوابیده رایج میباشد که شانس شکستگی دانه در مراحل تبدیل برنج را بالا میبرد. بهکارگیری خشککنهای جدید میتواند مشکلات ذکر شده را حل نماید. در این مقاله عملکرد یک دستگاه خشککن ایستاده گردش مجدد شلتوک با یک خشککن رایج برنج (خشککن خوابیده) برای خشک کردن شلتوک رقم طارم مقایسه شد. در هر دو خشککن شاخصهای زمان خشک کردن شلتوک، روند تغییرات رطوبت شلتوک و انرژی ویژه مصرفی تبخیرآب شلتوک بررسی شد. همچنین تاثیر کاربرد هرکدام از خشککنها نیز بر روی شاخصهای کیفی راندمان تبدیل، درصد شکستگی برنج سفید، درجه سفیدی برنج و کیفیت پخت برنج (درصد افزایش طول بعد از پخت) بررسی شد. نتایج تحقیق نشان داد که کاربرد خشککن ایستاده گردش مجدد، موجب کاهش 12/54 درصدی زمان و مصرف انرژی در خشک کردن شلتوک شد. در خشککنهای ایستاده مقدار انرژی لازم برای تبخیر یک کیلوگرم آب از شلتوک MJ9/3 بهدست آمد که 25/76 درصد کمتر از خشککنهای خوابیده رایج بود. کاربرد خشککنهای ایستاده نسبت به خشککنهای زمینی تاثیر معنیداری بر راندمان تبدیل شلتوک نداشت، امّا مقدار شکستگی برنج را 5 درصد کاهش داد. درجه سفیدی برنج خشک شده در خشککن خوابیده 4/2 درصد نسبت به برنج خشک شده در خشککن ایستاده بیشتر بود و خشک کردن شلتوک با خشککنهای خوابیده رایج موجب افزایش 2/6 درصدی نسبت افزایش طول (ری کردن) برنج پس از پخت شد.
تاثیر پارابویلینگ بر برخی خصوصیات برنج محلی رقم چمپا
دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 375-384
https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.69350
محمود قاسمینژاد رایینی، عیسی بوگری، فرزاد آزادشهرکی
چکیده برنج یکی از مهمترین دانههای خوراکی جهان است. فرآیند تبدیل یکی از مهمترین مراحل فرآوری شلتوک برنج میباشد که بر کمیت و کیفیت تولید آن اثر دارد. رقم چمپا از مهمترین ارقام برنج مناطق جنوب غرب ایران بوده که علیرغم طعم و عطر مطبوع، کیفیت تبدیل پایینی دارد. این تحقیق به منظور بررسی افزایش کیفیت تبدیل دانه برنج محلی رقم چمپا توسط عملیات پارابویلینگ (نیمپزکردن) انجام شد. تیمارهای عملیات پارابویلینگ شامل سه دمای خیساندن شلتوک (35، 55 و 75 درجهسانتیگراد) و دو زمان بخاردهی (15 و 25 دقیقه) در دمای بخار 110 درجه سانتیگراد بودند. این پژوهش در سه تکرار و در آزمایشی بهصورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. میزان شکستگی دانه در نمونههای شاهد (عدم پارابویلینگ) 38/19% بهدست آمد. کمترین میزان شکستگی دانه (03/4%) را تیمارپارابویلینگ (دمای خیساندن 55 درجه و زمان بخاردهی 25 دقیقه) به خود اختصاص داد. عملیات پارابویلینگ باعث افزایش راندمان تبدیل و کاهش مواد ازدست رفته گردید. بیشترین راندمان تبدیل (11/67%) در دمای خیساندن 55 درجه و زمان بخاردهی 25 و کمترین مقدار مواد جامد ازدست رفته (74/1%) در دمای خیساندن 75 درجه و زمان بخاردهی 25 دقیقه بهدست آمد. بیشترین نسبت طول به عرض (46/2) و بالاترین درجه سفیدی (54/76 %) در نمونههای عدم پارابویلینگ حاصل شد. در پارامتر جذب آب تفاوت معنیداری بین تیمارهای پارابویلینگ و عدم پارابویلینگ وجود نداشت.
بررسی پخش ریزدانهها درون سیلو در شرایط مختلف پرکردن
دوره 9، شماره 1، 1398، صفحه 31-48
https://doi.org/10.22067/jam.v9i1.69749
آرش نورمحمدی مقدمی، داریوش زارع، شهداد کامفیروزی، عبدالعباس جعفری، محمد امین نعمت اللهی، رضا کمالی
چکیده هنگام پر شدن سیلوها، ذرات ریزتر در زیر نقطه پر شدن تجمع مییابند و این باعث میشود که در فرآیند هوادهی که متعاقباً انجام میشود، انرژی بیشتری برای راندن هوا در مناطق با تراکم بالای ریزدانهها صرف گردد. در این پژوهش، توزیع دانههای شکسته ذرت و مواد خارجی (BCFM) در سطوح مختلف پارامترهای تأثیرگذاری چون، محتوای اولیه ریزی دانهها (initial BCFM) در سه سطح 5، 5/7 و 10 درصد، دبی ورودی محصول در سه سطح 5/0، 1 و 5/1 لیتر بر ثانیه و قطر لوله پرکننده در سه سطح 84، 105 و 120 میلیمتر مورد بررسی قرار گرفت. نمونهگیری با استفاده از یک رویکرد جدید، در راستای شعاعی و عمودی در یک سیلوی آزمایشی انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله از مرکز سیلو مقدار ریزدانهها کاهش مییابد و همچنین با افزایش محتوای اولیه ریزدانهها، افزایش دبی ورودی محصول و افزایش قطر لوله پرکننده، پخش ریزدانهها یکنواختتر میگردد. اما با افزایش ارتفاع سطح محصول در داخل سیلو، پخش یکنواخت ریزدانهها کاهش مییابد. همچنین یک مدل غیرخطی برای پیشبینی مقدار BCFM در راستای شعاعی و عمودی ارائه و بر اساس شاخصهای آماری از قبیل R2، χ2، RMSE وMRDM ارزیابی گردید که بهترتیب مقادیر 94/0، 14/1، 06/1، 39/11 برای شاخصهای آماری مذکور بهدست آمد و مشخص شد که مدل ارائه شده با دادههای تجربی همخوانی دارد.
شبیهسازی عددی شرایط عبور هوا در دو الگوی ورود هوای رایج و هشتی شکل در خشککن شلتوک
دوره 9، شماره 1، 1398، صفحه 49-59
https://doi.org/10.22067/jam.v9i1.63603
حمیدرضا گازر، امیدرضا روستاپور، روح اله جهانیان
چکیده در این مقاله بهینهسازی شرایط عبور هوا در خشککنهای مرسوم شلتوک با استفاده از روش دینامیک سیال جریان در دو الگوی رایج و الگوی هشتی شکل بررسی شد. آزمایشات با استفاده از یک خشککن بستر خوابیده آزمایشگاهی با قابلیت تغییر الگوی جریان هوا در دمای 50 درجه سلسیوس برای خشک کردن شلتوک رقم هاشمی انجام شد. با استفاده از روش دینامیک سیال محاسباتی و بهکارگیری نرمافزار فلوئنت، مدلسازی عددی تغییرات دما، سرعت جریان هوا و افت فشار در مقاطع مختلف خشککن و توده متخلخل شلتوک بررسی و با دادههای آزمایش مقایسه شد. همچنین اثر پارامترهایی از جمله زمان خشک شدن در حالت پایا و زمانهای 20، 100، 1000، 1800، 3600 و 7200 ثانیه بر تغییرات دما هوا در توده شلتوک نیز در الگوهای رایج و هشتی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با در نظر گرفتن دبی و دمای ثابت در ورودی محفظه خشککن، سرعت جریان هوا در الگوی هشتی در تمامی قسمتها بیشتر از الگوی رایج بود. در الگوی رایج سرعت هوا در مجاری هوا بهصورت تقریباً یکنواخت از ورودی تا صفر در انتها کاهش مییافت در صورتیکه در الگوی هشتی در ابتدا با شیب کمتری بوده و در انتها بیشتر میشد. همچنین در مقایسه دو حالت عبور هوا در الگوی رایج و هشتی شکل میزان افت فشار در حالت الگوی رایج حدود 10 درصد بیشتر از حالت کاربرد مجاری هشتی شکل بوده و تنها در انتهای سیستم به دلیل برخورد هوا به مانع دیواره انتهایی افت فشار در حالت هشتی اندکی بیشتر از حالت رایج بود. حالت هشتی شکل در کف مخزن خشککن به دلیل عبور مقدار بیشتری جریان هوای داغ از درون خود عملکرد بهتری را در مقایسه با حالت رایج داشت. بهبود جریان هوا در شلتوکها بیشتر مربوط به لایهها و قسمتهای میانی به پایین بود و در لایهها بالایی تفاوت چندانی میان دو الگوی بهکار رفته ملاحظه نشد. اعتبارسنجی دادههای دما نشان داد که درصد اختلاف بین دمای اندازهگیری شده و دمای مدل در هر دو الگو، بین 4 تا 6 درصد بود که این اختلاف در الگوی هشتی شکل کمتر از الگوی رایج بود.
مقایسه مدلسازی ریاضی، شبکههای عصبی مصنوعی و منطق فازی در پیشبینی سینتیک خشککردن سیر و موسیر در خشککن بسترسیال
دوره 9، شماره 1، 1398، صفحه 99-112
https://doi.org/10.22067/jam.v9i1.66231
محمد کاوه، یوسف عباسپور گیلانده، رضا امیری چایجان، رضا محمدی گل
چکیده هدف از این پژوهش، مقایسه برآورد نسبت رطوبت سیر و موسیر در طی فرآیند خشک کردن توسط خشککن بسترسیال با استفاده از روشهای مدلسازی ریاضی، شبکههای عصبی مصنوعی و منطق فازی میباشد. فرآیند خشککردن در سه سطح دمایی (40، 55 وC °70) و سه سطح سرعت هوای ورودی (5/0 و 5/1 و ms-15/2) صورت گرفت. از 5 مدل ریاضی خشککردن جهت پیش بینی نسب رطوبت سیر و موسیر استفاده شد. سرعت هوای ورودی، دمای هوای ورودی و زمان خشککردن بهعنوان پارامترهای ورودی در پیشبینی نسبت رطوبت، برای شبکههای عصبی مصنوعی و منطق فازی مورد استفاده قرار گرفت. برای ایجاد الگوهای آموزشی و ارزیابی فرآیند، از شبکه عصبی پس انتشار پیشخور و پیشرو با توابع آموزش لونبرگ- مارکوارت (LM) و تنظیم بیزی (BR) و همچنین از سیستم استنتاجی فازی ممدانی و بهکارگیری تابع عضویت مثلثی برای مدلسازی استفاده شد. با توجه به نتایج بهدست آمده، بهترین مدل برای پیشبینی خشک کردن سیر مدل (Page) و برای موسیر مدل Midilli و همکاران انتخاب شد. نتایج بررسیهای شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که بهترتیب ضرایب تبیین 9994/0 و 9996/0، ریشه خطای میانگین مربعات 0036/0 و 0014/0 و میانگین خطای مطلق 044/0 و 038/0 در شرایط مختلف خشککردن سیر و موسیر را پیشبینی نماید. همچنین سیستم استنتاجی فازی این مقادیر را برای سیر و موسیر بهترتیب (ضرایب تبیین 9997/0 و 9998/0، ریشه خطای میانگین مربعات 0027/0 و 0011/0 و میانگین خطای مطلق 032/0 و 029/0) بهدست آورد. مقایسه نتایج بهدست آمده از مدلهای ریاضی، شبکههای عصبی مصنوعی و منطق فازی نشان داد که ریشه خطای میانگین مربعات در منطق فازی کمتر از شبکههای عصبی مصنوعی و مدلهای ریاضی است.
حل عددی فرآیند انتقال جرم طی خشک کردن برشهای سیب با استفاده از روش شبهطیفی
دوره 9، شماره 1، 1398، صفحه 113-122
https://doi.org/10.22067/jam.v9i1.63511
آتنا پاسبان، محبت محبی، حسن صدرنیا، سید احمد شهیدی
چکیده یکی از جنبههای مهم فناوری خشککردن بهخصوص در فرآیندهای صنعتی، مدلسازی و شبیهسازی فرآیند خشککردن میباشد. در این پژوهش با استفاده از روش عددی شبهطیفی معادلات انتقال جرم مربوط به فرآیند خشک کردن سیب حل گردید. جهت بررسی صحت و دقت مدل ارائه شده نتایج حاصل از حل عددی مدل با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. جهت تأیید بیشتر دقت روش شبهطیفی، مثال عددی دارای جواب دقیق حل گردیده و مقدار خطا محاسبه شد. نتایج حاصل از مقایسه دادههای مدل با نتایج گزارش شده توسط سایر محققین دارای ضریب همبستگی بالاتر از 997/ و ریشه میانگین مربعات خطا کمتر از 1561/0 میباشد که بیانگر دقت بالای روش عددی شبهطیفی ارائه شده برای حل معادله انتقال جرم خشک شدن سیب میباشد.
