استفاده از نرم‌افزار Excel در طراحی و بهینه‌سازی خشک‌کن تسمه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در این پروژه، ابتدا یک قاعده کلی برای طراحی فرآیند خشک کردن مطرح شد و سپس برای اجرای طراحی از محیط Excel استفاده شده است. یکی از خشک‌کن‌های متداول در صنایع تبدیلی محصولات کشاورزی، خشک‌کن تسمه‏ای است که در پژوهش حاضر، برای خشک کردن هویج به‌عنوان مطالعه موردی استفاده شده است. از طریق نرم‌افزار Excel می‌توان تابع هدف (هزینه سالیانه کل) را بهینه کرده و تأثیر متغیرهای طراحی برروی تابع هدف را مشاهده کرد. تعداد متغیرهای طراحی را می‌توان با تجزیه تحلیل درجه آزادی به‌دست آورد. در این مقاله جهت بهینه‌سازی تابع هدف به بررسی معادلات مربوط به گرم‌کن، خشک‌کن تسمه‌ای، فن، موتور محرکه تسمه، الزامات انرژی الکتریکی و معادلات مربوط به هزینه‌ها از جمله هزینه کاری سالیانه، هزینه ماشین‌آلات، فاکتور برگشت سرمایه و در نهایت هزینه کل سالیانه اقدام شده است. بعد از بررسی پارامترهای مختلف، به این نتیجه رسیدیم که از بین متغیرهای طراحی تنها با افزایش مقدار رطوبت هوا، هزینه سالیانه کل کاهش می‌یابد و با افزایش دما، سرعت هوای خشک‌کن و عرض تسمه، هزینه سالیانه کل افزایش می‌یابد.

عنوان مقاله [English]

Application of Microsoft Excel in the Design and optimization of a Belt Dryer

چکیده [English]

In this project, first we introduced a general rule for the design of drying processes and then, we have applied Microsoft Excel for this purpose. Belt dryer is one of the most common dryers in the food industry. In this study, our aim was to process carrot by this dryer. We optimized the target function (total annual cost or TAC) and investigated the influence of design variables on this target function. This was done by preparation of the equations related to heater, belt dryer, fan, belt drive shaft, electrical energy requirements and cost analysis including the annual operating cost, equipment cost, investment return factor, and finally TAC. Our results revealed that among design variable, an increase in air humidity reduces the TAC and an increase in air temperature, drying air velocity, and belt width caused an increase in TAC.