مدل‌سازی و بهینه‌سازی انرژی مصرفی ویژه و انتشار گازهای گلخانه‌ای طی خشک‌کردن توت سیاه ارگانیک با پیش تیمارهای مختلف به روش سطح پاسخ

بیشترین سهم گازهای گلخانه‌ای در جهان مربوط به مصرف سوخت‌های فسیلی در نیروگاه‌ها به‌منظور تولید برق می‌باشد. تولید و انتشار گازهای گلخانه ای برای فرایند خشک کردن که دارای مصرف انرژی بالایی است، اهمیت بیشتری دارد. در این تحقیق، مدل‌سازی و بهینه سازی مقادیر انرژی مصرفی ویژه و انتشار گازهای گلخانه ای شامل co2 و nox طی فرایند خشک کردن توت سیاه تحت خشک‌کن ترکیبی هوای گرم – مادون‌قرمز (در سه سطح دمای هوای ورودی 50، 60 و °c 70) با پیش تیمارهای مختلف شامل مایکروویو (90، 180 و w 360)، بلانچینگ (70، 80 و c°90) و فراصوت (15، 30 وmin  45) توسط روش سطح پاسخ مورد ارزیابی قرار گرفت. انرژی خشک‌کن از توربین‌های مختلف بخار، توربین گاز و نیروگاه های ترکیبی با سوخت‌های گاز طبیعی، نفت سنگین و نفت گاز تامین می‌گردد. نتایج نشان داد که با افزایش توان مایکروویو و زمان فراصوت مقدار انرژی مصرفی ویژه طی معادله درجه دوم از 185.55تا kwh/kg55.53، کاهش یافت. همچنین این مقدار با افزایش دمای بلانچینگ طی معادله خطی روند کاهشی (از 208.08 تا kwh/kg88.56) داشت. مقدار انتشار تمامی گازهای گلخانه ای با افزایش توان مایکروویو، زمان فراصوت و دمای هوای گرم برای تمامی توربین‌ها با سوخت‌های مختلف طی معادله درجه دوم روند کاهشی (از 194460.67 تا g 24987.98 برای co2 و از 1074.36 تا g 106.06 برای nox) نشان داد. درحالی‌که این مقادیر با افزایش دمای بلانچینگ، به‌طور خطی، کاهش (از 218063.85 تا g 39985.54 برای co2 و از 1204.76 تا g 169.72 برای nox) یافت. بر اساس مدل‌سازی به روش سطح پاسخ، شرایط بهینه‌ جهت کمترین انرژی مصرفی ویژه، در توان مایکروویو w 349.7 و دمای هوای ورودی oc 69.80 برای پیش تیمار مایکروویو، زمان فراصوت min 45 و دمای هوای ورودی oc 70 برای پیش تیمار فراصوت، دمای بلانچینگ oc 90 و دمای هوای ورودی oc 70 برای پیش تیمار بلانچینگ با میانگین مطلوبیت 99.8% تعیین گردید.

Modeling and Optimization of Specific Energy Consumption and Green House Gas Emissions During Drying of Organic Blackberry with Different Pretreatments by Response Surface Methodology

The largest share of greenhouse gases in the world is related to the use of fossil fuels in power plants for electricity generate. Production and emissions of greenhouse gas are more important for the drying process that has high specific energy consumption (SEC). In this study, modeling and optimization of SEC and greenhouse gas emissions including CO2 and NOx during the process of blackberry drying under infraredhot air combined dryer (at three inlet air temperature levels 50, 60 and 70 ° C) with different pretreatments including of microwave (90, 180 and 360 w), blanching (70, 80 and 90 ° C) and ultrasond (15, 30 and 45 min) were evaluated by response surface methodology. The drying energy was provided by various steam turbines, gas turbines and combined plants using natural gas, heavy oil and gas oil as fuel. The results showed that by increasing the microwave power and ultrosond time decreased quadraticly the amount of SEC (from 185.55 to 55.53 kWh/kg). However, this value decreased linearly (from 208.08 to 88.56 kWh/kg) with increasing blanching temperature. Emissions amount for all greenhouse gas decreased quadraticly (from 194460.67 to 24987.97g for CO2 and from 1074.36 to 106.06 g for NOx) with increasing microwave power, ultrosound time and hot air tepmerature for all turbines with different fuels. However, this amount decreased linearly with increasing blanching temperature (from 218063.85 to 39985.54g for CO2 and from 1204.76 to 169.72 g for NOx). Based on modeling using RSM, optimum conditions for the minimum SEC were determined to be microwave power of 349.7 W and inlet air temperature of 69.8 oC for microwave pretreatment, ultrasound time of 45 min and inlet air temperature of 70 oC for ultrasound pretreatment, blanching temperature of 90 oC and inlet air temperature of 70 oC for blanching pretreatment with disierability mean of 99.8%.