การระบายความร้อนจากอนุภาคนมผงโดยใช้เทคนิคฟลูอิไดเซชัน

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการศึกษาการระบายความร้อนของนมผงโดยใช้เทคนิคฟลูอิไดเซชันเบดที่ใช้ในการทดลองนี้สร้างขึ้นจากพลาสติกใสเส้นผ่านศูนย์กลาง200 mm ประกอบด้วย 3 ส่วนดังนี้ ส่วนบรรจุอนุภาค (ความสูง 500 mm) ส่วนกระจายลม และห้องกระจายอากาศ ในการทดลองแต่ละครั้งใช้นมผงปริมาณ 400 g ในการศึกษาความดันลดตกคร่อมเบดของการเกิดฟลูอิไดเซชัน ความเร็วซุปเปอร์ฟิเชียลของอากาศที่ทดลองมีค่าอยู่ในช่วง 0.01 m/sถึง 0.47 m/s ผลการทดลองพบว่า ความเร็วต่ำสุดของการเกิดฟลูอิไดเซชัน (Umf) ให้ค่าเท่ากับ 0.08 m/s และเมื่อนำไปเปรียบเทียบกับความเร็วซุปเปอร์ฟิเชียลต่ำสุดที่ได้จากการคำนวณจากสมการ Modified Ergun ให้ค่าเท่ากับ 0.088 m/s ซึ่งให้ค่าผิดพลาด 9.21% ในการทดลองระบายความร้อนจากนมผง โดยทำการทดลองลดอุณหภูมินมผงเริ่มต้นจาก 55oC จนถึง 37oC ที่ความเร็วซุปเปอร์ฟิเชียลในช่วง 0.32-0.47 m/s (10.19-14.97 m/m2-s)พบว่าการใช้สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่คำนวณจากสมการ Kothari (Nu = CRe1.3) ให้ผลการคำนวณสอดคล้องกับผลการทดลอง เมื่อ C = 0.022 และการใช้สัดส่วนมวลในการคำนวณในแบบจำลองให้ผลลัพท์ที่ดี

คำสำคัญ: ฟลูอิไดเซชัน การระบายความร้อน นมผงสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน อนุภาค

Abstract

The objective of this research purposes toinvestigate the process of milk cooling using fluidizationtechnique. The 200-mm diameter, acrylic plasticfluidized bed dryer contains 3 sections, i.e. a 500 mmhigh particle chamber, a distributor and an inlet airchamber. In each experiment, the amount of 400g ofmilk powder was filled into the bed. To measure thepressure drop across the bed, air superficial velocityin the fluid bed was varied, ranging from 0.01 m/sto 0.47 m/s. The minimum fluidization velocity(Umf) achieved was 0.08 m/s. In comparison with the0.088 m/s estimation value from the modified Ergunequation, an error of 9.21% was observed. Throughthe cooling technique, milk powder was cooled downfrom 55oC to 37oC. The process was operated in thesuperficial velocity range of 0.32 to 0.47 m/s (10.19-14.97 m/m2-s). By using the heat transfer coefficients calculated from the modified Kothari’s equation (Nu= CRe1.3), the decrease of bed temperature was bestpredicted when the average constant C was 0.022. Themathematical model also showed the better resultswhen mass fractions were included in the calculation.

Keywords: Fluidization, Cooling, Milk Powder,Heat Transfer Coefficient, Particles