SUT_blog - blog

W środę 6 września nasza doktorantka Edyta Piechnik miała przyjemność zaprezentować referat „Numerical Analysis of Food Freezing and Airflow Distribution in a Home-Scale Freeze Dryer” na 14th International Conference on Computational Heat and Mass Transfer (ICCHMT 2023) które odbyło się w Düsseldorfie w Niemczech. Organizatorem konferencji był Düsseldorf University of Applied Sciences.

Projekt FrostWave na ICR2023 Refrigeration Congress organizowanym przez IIFIIR - Międzynarodowy Instytut Chłodnictwa!❄

Przedstawiciele projektu wzięli udział w Kongresie Chłodnictwa ICR2023, gdzie nasza doktorantka Edyta Piechnik wygłosiła prezentację pt. „Prototype of domestic-scale freeze-dryer with natural working fluid-based refrigeration system and microwave heating system”. Omówiono działania eksperymentalne i numeryczne, które doprowadziły do powstania koncepcji prototypowego liofilizatora, który jest obecnie w budowie.

Z przyjemnością prezentujemy finalny koncept prototypowego liofilizatora wyposażonego w mikrofalowy system grzewczy i układ chłodniczy bazujący na naturalnym czynniku chłodniczym. Kilkumiesięczne analizy numeryczne rozkładu mikrofal, wytrzymałościowe oraz przepływu powietrza a także działania eksperymentalne na nowym układzie chłodniczym doprowadziły zespół FrostWave do poniższego designu komory. 

Kolejnym ważnym aspektem który został uwzględniony podczas projektowania prototypowego liofilizatora wyposażonego w mikrofale było zapewnienie równomiernego rozpływu powietrza nad każdą z półek wypełnionych produktami. W tym celu wykonano analizy przepływowe wykorzystując model CFD, który powstał w pierwszych etapach projektu. Rozważano kilka konfiguracji położenia wentylatorów oraz kierownic powietrza. Finalny design pozwolił na wyrównanie pól prędkości powietrza w taki sposób aby nad każdą z półek osiągnięta została prędkość > 1m/s.

Jednym z kluczowych aspektów podczas projektowania liofilizatora jest zapewnienie bezpiecznej pracy urządzenia pod względem naprężeń mechanicznych i termicznych, zwłaszcza w warunkach próżni. W związku z tym przeprowadzono analizę strukturalną prototypowej jednostki w celu określenia liczby i położenia dodatkowych żeber zmniejszających odkształcenia.

Zgodnie z wynikami uzyskano zbliżony zakres odkształceń w porównaniu z jednostką referencyjną pomimo dodatkowego wyposażenia mikrofalowego układu grzewczego.

Przeprowadzone analizy numeryczne dotyczące rozkładu pola elektromagnetycznego pokazały, że najbardziej obiecującym spośród analizowanych wariantów dla układu podgrzewania mikrofalowego jest wariant, w którym komora liofilizatora jest wyposażona w mikser – element obrotowy, którego zadaniem jest zamiana rozkładu promieniowania mikrofalowego w trakcie liofilizacji produktów spożywczych. 

Podobne rozwiązania są dostępne komercyjnie w najnowszych kuchenkach mikrofalowych oraz w przemysłowych urządzeniach do rozmrażania

W zeszłym tygodniu w Trondheim odbyła się 15. Konferencja IIR-Gustav Lorentzen dotycząca  naturalnych czynników chłodniczych. Z przyjemnością wysłuchaliśmy prezentacji ekspertów z dziedziny  chłodnictwa i ogrzewania oraz braliśmy udział w inspirujących dyskusjach.

Nasza doktorantka, Edyta Piechnik, przedstawiła prezentację pod tytułem "Development of the natural working fluid-based refrigeration system for domestic scale freeze dryer". Temat ten realizowany jest w ramach jej doktoratu w ramach projektu FrostWave.

Z przyjemnością informujemy, że prototyp liofilizatora z nowym układem chłodniczym oraz geometrią komory został z powodzeniem uruchomiony. Niemniej jednak system wymaga dalszej kalibracji, więc jeszcze trochę pracy przed nami. Mamy nadzieję, że wkrótce podzielimy się wynikami!

Dobre wieści z laboratorium w NTNU! Rozpoczęły się prace nad prototypowym liofilizatorem, którego układ chłodniczy będzie bazował na naturalnym czynniku chłodniczym - R290. W tym celu zmieniono między innymi typ parowacza oraz kompresora.

W tym tygodniu nasza doktorantka, Edyta Piechnik, wraz z norweskimi promotorami, prof. Ignatem Tolstorebrov i prof. Trygve M. Eikevik, uczestniczyła w corocznym wydarzeniu Norsk Kjøleteknisk Møte 2022, zorgnizowanym w daleko wysuniętym na północ Norwegii Tromsø. Były to dwa intensywne dni przepełnione prezentacjami w tematyce między innymi naturalnych czynników chłodniczych, systemów chłodniczych oraz pomp ciepła.