با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تهران

2 دانشگاه ارومیه

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 63/2 و کل نرخ هدررفت انرژی از خط تغلیظ 82/4920 کیلووات محاسبه شد. نتایج نشان داد که هدررفت انرژی از برج خنک­کننده  با 39/73 درصد از کل هدررفت­ها، بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده است. مقدار کل تخریب اکسرژی برای خط تغلیظ 85/1045 کیلووات و بازده اکسرژی کل 76/75 درصد محاسبه شدند. بیشترین مقدار تخریب اکسرژی در چگالنده بارومتریک با مقدار 71/346 کیلووات به دست 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.

کلیدواژه‌ها

  1. Akbari, N. 2018. Introducing and 3E (energy, exergy, economic) analysis of an integrated transcritical CO2 Rankine cycle, Stirling power cycle and LNG regasification process. Applied Thermal Engineering. 140: 442-454.
    Assari, M.R., T.H. Basirat., E. Najafpour., A.Ahmadi., I. Jafari. 2014. Exergy modeling and performance evaluation of pulp and paper production process of bagasse, a case study. Thermal Science. 18(4): 1399-1412.
    Atmaca, A., R.Yumrutaş. 2014. Thermodynamic and exergoeconomic analysis of a cement plant: Part II–Application. Energy Conversion and Management. 79: 799-808.
    Balkan, F., N.Colak., A. Hepbasli. 2005. Performance evaluation of a triple‐effect evaporator with forward feed using exergy analysis. International Journal of Energy Research. 29(5): 455-470.
    Bapat, S., V. Majali., G. Ravindranath. 2013. Exergetic evaluation and comparison of quintuple effect evaporation units in Indian sugar industries. International Journal of Energy Research. 37(12): 1415-1427.
    Bapat, S., V. Majali., G. Ravindranath. 2016. Exergy and sustainability analysis of quintuple effect evaporation unit in a sugar industry-a case study. International Journal of Renewable Energy Technology. 7(1): 46-68.
    Carlomagno, G. M., G. Cardone. 2010. Infrared thermography for convective heat transfer measurements. Experiments in fluids. 49(6): 1187-1218.
    Carlomagno, G. M., L. de Luca., G. Cardone., T. Astarita. 2014. Heat flux sensors for infrared thermography in convective heat transfer. Sensors. 14(11): 21065-21116.
    Cengel, Y. 2014. Heat and mass transfer: fundamentals and applications, McGraw-Hill Higher Education.
    Costa, M. M., R. Schaeffer., E. Worrell. 2001. Exergy accounting of energy and materials flows in steel production systems. Energy. 26(4): 363-384.
    Dincer, I. 2018. Comprehensive energy systems, Elsevier.
    Dincer, I., M. A. Rosen. 2005. Thermodynamic aspects of renewables and sustainable development. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 9(2): 169-189.
    FAO. 2018. http://www.fao.org/news/archive/news-by-date/2018/en/ (accessed April 25, 2020).
    Forero-Núñez, C. A., F. E. Sierra-Vargas. 2016. Heat Losses Analysis Using Infrared Thermography on a Fixed Bed Downdraft Gasifier. International Review of Mechanical Engineering. 10(4): 239-246
    Hosseini, S. S., M. Aghbashlo., M. Tabatabaei., H. Younesi., G. Najafpour. 2015. Exergy analysis of biohydrogen production from various carbon sources via anaerobic photosynthetic bacteria (Rhodospirillum rubrum). Energy. 93: 730-739.
    Kamate, S., P. Gangavati. 2009. Exergy analysis of cogeneration power plants in sugar industries. Applied Thermal Engineering. 29(5-6): 1187-1194.
    Lorenz, F. 2008. Improving energy efficiency in sugar processing Handbook of Water and Energy Management in Food Processing. Elsevier.
    Maroulis, Z. B., G. D. Saravacos. 2003. Food process design.Vol. 126. CRC Press.
    Piri, A., A. M. Nikbakht., H. Janisarnavi. 2019. Journal of Researches in Mechanics of Agricultural Machinery. 8: 66-57
    Ramedani, Z., R. Abdi., M. Omid., A. Maysami. 2018. Evaluating the Energy Consumption and Environmental Impacts in Milk Production Chain (Case Study: Kermanshah City of Iran). Journal of Agricultural Machinery. 8: 435-447
    Simionescu, Ş. M., Ü. Düzel., C. Esposito., Z. Ilich., C. Bălan. 2015. Heat transfer coefficient measurements using infrared thermography technique. Paper presented at the Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), 9th International Symposium.
    Sogut, Z., N. Ilten., Z. Oktay. 2010. Energetic and exergetic performance evaluation of the quadruple-effect evaporator unit in tomato paste production. Energy. 35(9): 3821-3826.
    Tsatsaronis, G. 1993. Thermoeconomic analysis and optimization of energy systems. Progress in energy and combustion science. 19(3): 227-257.
    Xiang, J., M. Cali., M. Santarelli. 2004. Calculation for physical and chemical exergy of flows in systems elaborating mixed‐phase flows and a case study in an IRSOFC plant. International Journal of Energy Research. 28(2): 101-115.
    Yildirim, N., S. Genc. 2017. Energy and exergy analysis of a milk powder production system. Energy Conversion and Management. 149: 698-705.