بررسی عملکرد خشک کن انجمادی به کمک شبیه سازی عددی

یک مدل ریاضی برای فرایند خشک کن انجمادی توسعه یافته-است که در آن برای نخستین بار ابعاد و مشخصات چگالنده نیز در نظر گرفته شده است. براساس این مدل نرم افزار شبیه ساز در محیط MATLAB نوشته شد و کارائی آن در مقایسه با داده های تجربی خشک کردن سوسپانسیون 20 درصد جامدات شیر به دست آمده از یک خشک کن انجمادی آزمایشگاهی با موفقیت، مورد آزمایش قرار گرفت. از این نرم افزار برای تعیین تاثیر مشخصات خشک کن بر مدت های مراحل اول و دوم خشک شدن استفاده شد. براساس نتایج شبیه سازی، مدت زمان مرحله اول با توان دوم ضخامت لایه خشک شونده متناسب است در حالی که مدت مرحله دوم وابستگی ضعیف تری به ضخامت دارد. اثر دمای چگالنده بر مدت های مراحل اول و دوم، ناخطی است. این تاثیر، با افزایش دمای محفظه خشک کن کاهش یافت به طوری که در دمای بالاتر از 255 درجه کلوین در مرحله اول و بالاتر از 330 درجه کلوین در مرحله دوم مدت خشک شدن، مستقل از دمای چگالنده می شود. همچنین در شرایط شبیه سازی، کاهش سطح انتقال گرمای چگالنده از 2 به 5/0 متر مربع به ازای هر کیلوگرم آب جداشده در مرحله دوم، موجب افزایش مدت خشک شدن از 11 ساعت به 12 ساعت می شود.