Energy-Efficient Vacuum Sublimation Drying of Camel Milk: Numerical Simulation and Parametric Analysis

Energies, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/en18143665
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study describes both experimental and numerical investigations into the heat and mass transfer processes governing the vacuum freeze drying of camel milk, with a specific focus on improving the energy efficiency. A three-dimensional model was developed and solved using the finite element method to simulate temperature evolution and sublimation interface progression during drying. The numerical model was validated against experimental data, achieving strong agreement, with an R2 value of 0.94. A detailed parametric analysis examined the effects of the shelf temperature, sample thickness, and chamber pressure on the drying kinetics and energy input. The results indicate that optimising these parameters can significantly reduce the energy consumption and processing time while maintaining product quality. Notably, reducing the sample thickness to 4 mm shortened the drying time by up to 40% and reduced the specific energy consumption (SEC) from 358 to 149 kWh/kg. These findings offer valuable insights for the design of more energy-efficient freeze drying systems, with implications for sustainable milk powder production and industrial-scale process optimisation.