بهینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی مصرف انرژی ویژه در فرایند اکستروژن کود کمپوست به روش سطح پاسخ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

2 دانشیار، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

چکیده

فشرده‌سازی مواد زیست‌توده، که اغلب چگالی پایینی دارند، روشی مناسب برای افزایش چگالی، کاهش هزینه‌های حمل‌و‌نقل، تسهیل کاربرد، و انبارداری این قبیل مواد است.  تولید پلت به کمک فرایند اکستروژن از متداول‌ترین روش‌های فشرده‌سازی محسوب می‌شود. هدف از این تحقیق، بهینه‌سازی مصرف انرژی ویژۀ فرایند اکستروژن با در‌نظر‌گرفتن اثر آن بر چگالی پلت‌های تولید‌شده است. با استفاده از یک پلت‌ساز و یک پرس هیدرولیکی پلت کود کمپوست تحت شرایط کنترل‌شده تولید شد. اثر پارامترهای مستقل شامل رطوبت (35، 40، و 45 درصد)، سرعت پیستون (2، 6، و mm/s10)، طول قالب (8، 10، و mm12)، و اندازۀ ذرات (3/0، 9/0، و mm5/1) بر مصرف انرژی ویژۀ اکستروژن و چگالی پلت‌ها ارزیابی شد. به‌منظور بهینه‌سازی، آزمایش‌ها با استفاده از روش سطح پاسخ و در قالب طرح باکس بنکن طراحی شد. نتایج حاکی از آن است که تمام پارامترهای مستقل اثر معنی‌داری در سطح احتمال یک ‌درصد بر پاسخ‌های مطالعه‌شده در این تحقیق داشتند. نتایج بهینه‌‌سازی فرایند نشان داد که محتوی رطوبت بهینه در محدودۀ 40ـ45 درصد قرار دارد. سرعت تقریبی mm/s2، اندازۀ ذرات بین mm 1-8/0 و طول قالب mm12-10 محدودۀ سایر متغیرهای مستقل برای حصول پلت با بیشترین چگالی و صرف کمترین انرژی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization the specific energy consumption in compost manure extrusion process using response surface methodology

نویسندگان [English]

  • Abedin Zafari 1
  • Mohammad Hosein Kianmehr 2
  • Akbar Arab Mohammad Hoseini 2
1 Former Graduate Student University College of Abureihan, University of Tehran, Iran
2 Associate Professor, University College of Abureihan, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Densification of biomass material that usually has a low density is proper way to increasing density,
reduce transportation cost and simplify storage and distribution of these materials. Pellet production
using extrusion process is a common method for densification. The goal of this research is
optimization of specific energy consumption for extrusion process considering its effect on pellet
density. Compost was extruded into cylindrical pellets utilizing open-end dies under axial stress
from a vertical piston applied by a hydraulic press. The effects of independent variables, including
the raw material moisture content (35, 40 and 45% (w.b.)), particles size (0.3, 0.9 and 1.5 mm),
speed of piston (2, 6 and10 mm/s), and die length (8, 10 and 12 mm) on specific energy
consumption and pellet density, were determined. The experiments were designed using response
surface methodology based on Box Behnken design (BBD) in order to optimize. The results
revealed that all independent variables have significant effects on studied responses in this research
at Pwere: moisture content between 40-45%, speed of 2 mm/s, particle size from 0.8 to 1 mm and die
lengths of 10 to 12 mm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • optimization
  • Pellet
  • Extrusion
  • Response Surface Methodology
  • specific energy consumption