सार:
खाद्य, रसायन, निर्माण सामग्री और फार्मास्यूटिकल्स जैसे कई उद्योगों में, सुखाना एक अनिवार्य प्रक्रिया कड़ी है। फलों और सब्जियों के निर्जलीकरण, अनाज और मसालों के संरक्षण से लेकर दूध पाउडर, इंस्टेंट कॉफी, उर्वरक, कपड़ा और फार्मास्यूटिकल्स के उत्पादन तक, सुखाना अपरिहार्य है। हालाँकि, वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली गर्म हवा सुखाने की विधि में उच्च ऊर्जा खपत होती है, और आवश्यक ऊर्जा अभी भी मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस दहन से आती है, जो न केवल काफी कार्बन उत्सर्जन लाती है, बल्कि बड़ी मात्रा में अपशिष्ट गर्मी को सीधे नष्ट कर देती है।
फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर इंटरफेस इंजीनियरिंग एंड बायोटेक्नोलॉजी, जर्मनी IGB के शोधकर्ता विकल्प तलाश रहे हैं: अत्यधिक गर्म भाप उत्पन्न करने, सुखाने के लिए बिजली का उपयोग करना यह एक बंद प्रणाली में है और औद्योगिक सुखाने की प्रक्रियाओं की ऊर्जा दक्षता और स्थिरता में सुधार के लिए गर्मी को पुनर्प्राप्त और पुनर्चक्रित करता है।
तथाकथित अत्यधिक गरम भाप सूखी भाप को संदर्भित करती है जिसे पानी के उबलने और वाष्पीकृत होने के बाद उसके वाष्पीकरण तापमान से अधिक तापमान तक गर्म किया जाता है। अनुसंधान दल द्वारा प्रस्तावित प्रणाली गीली सामग्रियों से नमी को हटाने के लिए उच्च तापमान वाली सुपरहीटेड भाप का उपयोग करती है, जिसके बाद नमी युक्त अतिरिक्त भाप का उत्पादन होता है। पारंपरिक प्रक्रिया में भाप के इस हिस्से को सीधे हवा में प्रवाहित करने के बजाय, नई प्रणाली पहले इसे ठंडा करेगी और इसे पानी में संघनित करेगी, जबकि अन्य औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग के लिए लगभग 90 से 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ताप ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करेगी।
कार्यकुशलता को और बेहतर बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने सुखाने वाले उपकरण में एक विशेष ताप पंप भी जोड़ा। हीट पंप अतिरिक्त भाप को संपीड़ित करते हैं और उसका तापमान बढ़ाते हैं ताकि गर्मी को पुनर्प्राप्त किया जा सके और बाद में सुखाने के लिए उपयोग किया जा सके। ताजी हवा को लगातार गर्म करने और फिर कुछ गर्मी को बाहर निकलने देने के पारंपरिक मॉडल की तुलना में, यह समाधान एक बंद प्रणाली में समान ऊष्मा ऊर्जा को बार-बार "पुन: उपयोग" करने के बराबर है।
प्रणाली सुखाने वाले उपकरणों के सर्वोत्तम संचालन समय को निर्धारित करने के लिए बुद्धिमान नियंत्रण कार्यों को भी एकीकृत करती है। विनिर्माण कंपनियों के लिए जो पवन ऊर्जा और फोटोवोल्टिक्स जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर निर्भर हैं, इसका मतलब है कि उपकरण उस अवधि के दौरान काम करना चुन सकते हैं जब हरित बिजली की आपूर्ति पर्याप्त है और बिजली की कीमतें कम हैं, जिससे परिचालन लागत में और कमी आएगी।
सुपरहीटेड स्टीम तकनीक को विभिन्न प्रकार के सुखाने वाले उपकरणों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जिनमें बेल्ट ड्रायर, ड्रम ड्रायर और स्प्रे ड्रायर शामिल हैं। शोध दल का लक्ष्य पारंपरिक तकनीक की तुलना में सुखाने वाली ऊर्जा की खपत को आधा से एक-चौथाई तक कम करना है। वास्तविक प्रभाव सुखाने की विधि और तापमान स्तर जैसे कारकों से प्रभावित होगा।
शोधकर्ताओं ने खनिज कच्चे माल, निर्माण सामग्री और भोजन पर प्रयोगशाला परीक्षण किए हैं। नतीजे बताते हैं कि अगर ताप पंप और बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली के साथ जोड़ा जाए तो यह नई सुखाने की तकनीक ऊर्जा की खपत को 80% तक कम कर सकती है। वर्तमान में, अत्यधिक गर्म भाप का उपयोग करके एक स्प्रे सुखाने वाली पायलट प्रणाली को परिचालन में लाया गया है, जो दर्शाता है कि प्रौद्योगिकी व्यावहारिक औद्योगिक अनुप्रयोगों के करीब एक कदम आगे बढ़ रही है।
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