الفهرس 
AbstractOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 144 |  |  |
| | | from | 144 | | |
Abstract
تعتبر الطاقه العمود الفقرى للتقدم فى اى مجال من مجالات التنميه وتعتبر مصدرا حيويا للصناعات الغذائيه ، نظرا للتكلفه المتزايده للطاقه كان لابد من تقييم استخدام الطاقه فى عمليات تصنيع الاغذيه والعمل على ايجاد طرق لتقليل استهلاك الطاقه وتعتبر عمليات الخبيز واحده من اكثر العمليات استهلاكا للطاقه لذلك وجب العمل على ترشيد الطاقه بها وتحسين كفاءتها.
تعد نمذجه ديناميكيه الموائع الحسابيه(CFD) اداه ممتاذه لعمليه الخبيز حيث يمكن من خلالها فهم انتقال الحراره والرطوبه فى فرن الخبيز وتحسين عمليه الخبيزوزياده الانتاجيه كما يمكننا من خلالها الحصول على معلومات تساعد فى تقليل استهلاك الطاقه وهدر الطعام. تم استخدام طرق تحليل الطاقه التقليديه لسنوات عديده لتقييم الكفاءه للمنظومات المختلفه ولكنExergy هى عباره عن اسلوب جديد يعمل على تقييم الكفاءه بطريقه اكثر عمليه. يتم تعريفExergy على انه الحد الاقصى للعمل النظرى الذى يمكن الحصول عليه فى عمليه او نظام على سبيل المثال اذا كانت قيمهExergy لغازات المداخن صغيره فانه يدل على انه حتى لو كانت بعض الطاقه مرتبطه بغاز المداخن فان هذا الجزء من الطاقه يصبح اقل توفيرا فى الواقع. كفاءهExergy هى مقياس لمدى قرب العمليه من المثاليه ومقياس لمدى قرب نقل الطاقه من النقل المثالى.
ونظرا لقله الدراسات فى مجال ترشيد الطاقه فى المخابز فقد تمت هذه الدراسه باستخدام تقنيات النمذجه والمحاكاه ومناقشه تحسين الكفاءه بعد تنفيذ نظام حرق جديد على فرن الخبيز يمكن ايضا تطبيق التقنيات والمنهجيات التى تم تطويرها فى هذه الدراسه على العمليات الغذائيه الاخرى.
وقد اسفر إجراء التجارب عن الحصول على النتائج الآتيه :
1. استخدمت تقنيات النمذجة والمحاكاة من أجل تحسين عملية صناعة الخبز الصناعي وتحسين الكفاءة بعد تنفيذ نظام حرق جديد على فرن الخبز. تضمنت التقنيات المستخدمة في هذه الدراسة نموذج ديناميكي للسوائل الحسابية باستخدام COMSOL Multiphysics ونموذج رياضي باستخدام MATLAB.
2. تم تطوير نمذجة ديناميكية المائع الحسابي (CFD) لعملية الخبيز على التوالي وفقًا لتوازن الحرارة والرطوبه من أجل دراسة درجة حرارة الخبز ومحتوى الماء في درجات حرارة مختلفة للفرن. يمكن تلخيص أهم النتائج التي تم الحصول عليها على النحو التالي: • درجة حرارة الخبز المتوقعة تزيد مع زيادة درجة حرارة الفرن، حيث ترتفع درجة حرارة الفرن من 180 درجة مئوية إلى 260 درجة مئوية ، وترتفع درجة حرارة سطح الخبز من 132.4 درجة مئوية إلى 179.5 درجة مئوية. • درجة الحرارة تزيد مع زيادة الوقت ، حيث تزداد من 20 درجة مئوية إلى 132.4 درجة مئوية عندما يزيد الوقت من 0 دقيقة إلى 30 دقيقة عند درجة حرارة الفرن 180 درجة مئوية. من ناحية أخرى، ترتفع درجة الحرارة من 20 درجة مئوية إلى 179.5 درجة مئوية عند درجة حرارة الفرن 260 درجة مئوية. • يكون سطح الخبز في درجة حرارة أعلى بكثير من الاجزاء الداخليه لعينة الخبز، كما نلاحظ ان درجات الحراره المنخفضة (180 درجة مئوية إلى 220 درجة مئوية) تكون أكثر فعالية في استخدام الطاقة الحرارية. •يوضح النموذج أن تركيز الماء يتناقص مع زيادة الوقت حيث انه ينخفض من 8866.6 مول / متر مكعب إلى 4 991.3 مول / متر مكعب عندما يزيد الوقت من 0 دقيقة إلى 30 دقيقة عند درجة حرارة الفرن 220 درجة مئوية. يوضح النموذج ايضا أن محتوى الرطوبة ٪ يتناقص مع زيادة الوقت حيث انه ينخفض من 42 ٪ إلى 23.6 ٪ عندما يزيد الوقت من 0 دقيقة إلى 30 دقيقة في درجة حرارة الفرن 220 درجة مئوية. ويزداد فقدان الرطوبة٪ مع زيادة الوقت حيث انه يزيد من 0٪ إلى 43.7 ٪ عندما يزيد الوقت من 0 دقيقة إلى 30 دقيقة. 3.يصف النموذج الرياضي جيدًا آليات نشر الحرارة والماء والبخار في وقت واحد في الخبز حيث يتم تسخينها عن طريق انتقال الحراره بالإشعاع والحمل الحراري من الخارج. نلاحظ انخفاض محتوى الماء على السطح بسرعة عندما تزيد درجة الحرارة بينما يزيد محتوى الماء ة في منتصف الطريق إلى المركز في البداية قليلاً ثم يبدأ في الانخفاض، بينما يبدأ محتوى الماء في الانخفاض في الوسط ويزداد محتوى الماء في البداية ثم يبدأ في الانخفاض ببطء. 4.تم حساب كفاءة النظام على أساس energy analysis و exergy. exergy analysis هي أداة عملية أكثرفاعليه مقارنةً بأسلوب الطاقة التقليدية عند فحص الأداء الحراري لنفس فرن الخبز وجهاز الموقد الجديد نفسه. يؤدي تطبيق تكنولوجيا الاحتراق الجديده إلى تحسين أداء النظام المشار إليه بتحسين كفاءة exergy. يعمل نظام الموقد المتجدد على تحسين الكفاءة وتحقيق توفير الوقود. يمكن تلخيص أهم النتائج التي تم الحصول عليها على النحو التالي: •تزداد كفاءة energy الكلية للنظام من 6.5٪ إلى 9.0٪ كما تزداد كفاءة exergy للنظام من 0.68٪ إلى 0.94٪ عند الحفاظ على نفس الإنتاج وكذلك تم توفير حوالى 28.3 من exergy بينما تم توفير 28.6 من energy من استهلاك الوقود يتم الحصول عليها بشكل رئيسي من نظام الموقد الجديد مع نفس الإنتاج. •قبل الترقية، يبلغ إجمالي الطاقة غير المستخدمة في النظام 93.5٪ ؛ بعد الترقيات، يتم تخفيض إجمالي الطاقة غير المستخدمة في النظام إلى 91 ٪. •في النظام الجديد ، تكون كفاءة exergy (5.2٪) أقل من كفاءة energy (22.5٪) عند استخدام طريقتين مختلفتين لدراسة النظام نفسه. وتتكون الرساله من سته ابواب ويمكن ايجازها كما يلى : الباب الاول : يشتمل على المقدمه الخاصه بالبحث وكذلك اهداف البحث
الباب الثانى : يشتمل على عرض نتائج الابحاث السابقه عن عملية الخبيز، وتصنيف المخابز الصناعية، والمشاكل المرتبطة بالطاقة في مصانع المخابز الحديثة، والخصائص الفيزيائية للخبز والنماذج الرياضية لمعادلة الحرارة ونقل الكتلة المستخدمة في الدراسة. يتبع هذا الجزء عرض الابحاث السابقه لتقنيات النمذجة المختلفة التي تم تنفيذها مؤخرًا في دراسات عملية الخبزوكذلك ديناميات الموائع الحسابية (CFD) والمشاكل المتعلقة بتقنيات النمذجة. يتبع هذا الجزء وصف برنامج COMSOL Multiphysics ونظرة عامة على معادلات نقل الحرارة والكتلة التابعه لهذا البرنامج. يتبع هذا الجزء نظره عامه على تحليل exergy. الباب الثالث: تم عمل نمذجه رياضيه باستخدام برنامج COMSOL Multiphysics لدراسه انتقال الحراره والكتله اثناء عمليه الخبيز. تم استخدام هذا النموذج للتنبؤ بدرجات الحراره والرطوبه اثناء عمليه الخبيز وكذلك سرعه الهواء وتوزيع درجات الحراه داخل الفرن الباب الرابع: تم عمل محاكاه لدراسه انتقال الحراه والرطوبه عند درجات حراره مختلفه اثناء عمليه الخبيز. تم التركيز بشكل خاص على الخصائص الحراريه والفيزيائيه للخبز للتنبؤ بدرجات الحراره والرطوبه عند درجات حرارة مختلفة للفرن (180، 200، 220، 240 و 260 درجة). الباب الخامس: تطوير نموزج رياضى لانتقال الحراره والماء وكذلك بخار الماء باستخدام برنامج الماتلاب داخل الخبز اثناء عمليه الخبيز. الباب السادس: تم استعاده جزء من الحراره المهدره فى غازات العادم عن طريق تصميم نظام موقد متجدد واستخدام هذه الحراره فى تسخين الهواء اللازم لاحتراق الوقود وتحسين كفاءه الاحتراق وكذلك تحسين الكفاءه الحراريه للفرن والعمل على تقليل اكاسيد الكربون وكذلك اكاسيد النيتروجين تم دراسه energy analysis وكذلك exergy analysis قبل وبعد تركيب النظام الجديد.