Simulation of Heat and Mass Transfer of Cut Tobacco in a Batch Rotary Dryer by Multi-Objective Optimization

Zur Simulation des Trocknungsprozesses bei Schnitttabak im Trommeltrockner im Chargenbetrieb wurden sechs verschiedene Modelle des hygroskopischen Gleichgewichts zur Berechnung der Antriebskraft beim Massetransport ausgewählt. Zudem wurde ein mathematisches Modell des Wärme- und Massetransports numerisch gelöst. Das multi-faktorielle, nichtlineare Problem der Wärme- und Massetransportkoeffizienten wurde durch die Anwendung eines Gewichtungsfaktors optimiert. Aus den Simulationsergebnissen ging hervor, dass der Gewichtungsfaktor r ein wichtiger Parameter bei der Anpassung der Ergebnisse für Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur ist. In der Modell-evaluation erreichten die Indizes mit r bei 0,1 beinahe ihre Minimalwerte. Bei allen sechs Gleichgewichtsmodellen / klassischen Modellen war die Anpassung beim Feuchtigkeitsgehalt besser als bei der Temperatur. Ein Modell (M-Hen/C) war anderen Gleichgewichtsmodellen / klassischen Modellen sowie dem REA-Modell (reaction-engineering approach / Reaktionstechnikansatz) überlegen. Das Ziel der vorliegenden Studie ist ein tieferes Verständnis des Wärmeund Massetransports im Tabaktrocknungsprozess sowie die Schaffung eines theoretischen Rahmens zur besseren Prognose von Temperatur und Feuchtigkeit in verschiedenen Trocknungssituationen.