مقاله بهینه سازی پارامترهای فراوری شکلات در اسیاب گلوله ای

بهینه سازی پارامترهای فراوری شکلات در اسیاب گلوله ای

Optimization of processing parameters of a ball mill refiner

for chocolate

چکیده:

هدف از این کار بهینه سازی آسیاب براسا فرایند فراوری و تصفیه شکلات از نظر زمان فراوری و مصرف انرژی است.آزمایش پس از  طرح ریزی مرکب مرکزی(CCD) برنامه ریزی شده و با توجه به زمان فراوری(RT) و سرعت شفت همزن(as) به عنوان عوامل در نظر گرفته شده است. متغیرهای تجربی اندازه گیری ویژگی ها و شکلات های بدون قالب ریزی شده را  در نظر گرفته است. مدل دوم داده ها را بررسی می کند. ضریب مصرف انرژی نیز مهم بوده و همچنین محتوای مقدار اهن و اندازه ذرات مهم است. بهینه سازی عبارتست از  به حداقل رساندن زمان فراوری با استفاده از تابع مطلوب. قبل از آزمایش شرایط کار 70دور در دقیقه بوده و زمان فراوری 58دقیقه بوده است. شرایط مطلوب محاسبه شده توسط بهینه سازی به شرح زیر است.58دور در دقیقه و 38.5 دقیقه برای زمان فراوری. شرایط کاری جدید مشخص شده برای آسیاب گلوله ای در نظر گرفته شده است که خروجی109 کیلوگرم بر ساعت تا 156 کیلوگرم بر ساعت را داشته و 43%افزایش بهره وری  دیده می شود. تجربه و شواهد در شرایط بهینه سازی انجام شده برای اثبات نتایج بدست آمده انتظارات موجود را از متغیر وابسته تایید می کند.

کلیدواژه:شکلات،فراوری آسیاب میله ای،طراحی تجربی،بهینه سازی،تابع مطلوب

مقدمه:

براساس قانون فعلی اروپا Dir.200036/CE:UE2000) تهیه شکلات به عنوان یک محصول بدست امده از کاکائو و شکر است که شامل کمتر از 35% مواد جامد کاکائوی بوده و مقدار کمتر از 18%کره کاکائو و کمتر از 14%کاکائوی بدون چربی خشک می باشد. روش های سنتی شکلات گیری براساس مخلوط کردن مواد تشکیل دهنده بوده و سپس انها توسط فرایند آسیاچرخشی خرد شده و کنچینگ و معتدل سازی انجام می شود. مهم تر از همه فرایند کنچینگ است که به منوظر حذف رطوبت و طعم نامطلوب می باشد. در حالی که با این فرایند شکلات بسایر دلپذیر می شود. علاوه براین از انجا که فرایند آسیاب چرخشی قبلا انجام شده است سطوح جدیدی را به وجود آورده است که توسط کنچینگ پوشش داده نشده است. این سطوح جدید زاید بوده و بهبود خواص را در پی خواهد داشت(بکت1999). دمای کار نیز برای تنظیم بسیار ضروری است چرا که باید کره کاکائو در محصول نهایی به صورت جامد پایدار باقی بماند(تالبوت1999). فراوری شکلات بستگی به نوع محصول،شیر و نوع فرایند  ومیله های آهنی اسیاب در مقابل موادی مانند شیرخشک که به صورت گرانوله بوده یا پودر شکر بستگی دارد. این عملیات ممکن است پرزحمت بوده و براساس  هزینه های جاری خود مانند سرمایه،تعمیر ونگهداری و انرژی مورد ارزیابی قرار گرفته و ویژگی های محصول مانند توزیع اندازه ذرات و شکل ذرات و میزان الودگی ها در محصول نهایی موثر باشد. انتخاب تجهیزات برای کاهش اندازه ذرات بستگی به عوامل بسیاری مانند نوع خوراک دستگاه و اندازه ذرات نهایی و نوع ماده در حال فراوری است. فراوری شکلات اغلب با استفاده از 5 رول انجام می شود. 4 رول آسیاب است که به صورت عمودی در وسط قرار دارد در حالی که یک رول خوراک دهنده با یک زاویه پایین تر از رول های قبلی قرار دارد.