پایش پارامترهای مؤثر بر خشک‌ شدن سبزی‌های برگی در یک خشک‌کن خورشیدی همرفت اجباری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

چکیده

پایش پارامترهای مؤثر بر خشک‌ شدن محصول به منظور ارزیابی و بررسی دقیق عملکرد سیستم در شرایط واقعی ضروری است.  برای بررسی عملکرد خشک­کن خورشیدی همرفت اجباری طراحی شده جهت خشک کردن سبزی­های برگی و گیاهان دارویی، یک سیستم پایش ساخته شد.  که در آن چند حسگر دما دیجیتالی در نقاط ورودی هوا به جمع‌کننده، خروجی هوا از جمع‌کننده، و خروجی هوا از محفظة خشک­کن قرار داده شده است.  برای ثبت اطلاعات حسگرها و انجام محاسبات، برنامه­ای با استفاده از زبان برنامه نویسی ویژوال بیسیک 6 نوشته شد.  آزمایش­ها در سه تکرار و هر تکرار به مدت 8 ساعت از 10 صبح تا 6 بعد از ظهر در فصل تابستان اجرا شد.  در تمامی آزمایش­ها، محصول (نعنا) به ارتفاع 5 سانتی­متر روی سینی­های محفظة خشک­کن قرار داده شد.  نتایج آزمایش­ها نشان می­دهد که









 





 












 





 



انرژی تابشی در صفحة جمع‌کننده،  انرژی حرارتی جذب شده در جمع‌کننده، و انرژی لازم برای تبخیر محصول رابطه­ای خطی و مستقیم با دما دارند و نیز در فرایند خشک شدن، انرژی تابشی ابتدا روند افزایشی و سپس کاهشی دارد.  نتایج حاصل از آزمایش­ها همچنین نشان می­دهد که میانگین دماها در ورودی جمع‌کننده، خروجی جمع‌کننده، و خروجی هوا از محفظة خشک­کن به‌ترتیب 1/38، 7/54 و 5/45 درجه سانتی­گراد است.  میانگین حداکثر و حداقل بازده انرژی در آزمایش­ها به‌ترتیب 49 و 7/14درصد و دامنة نوسانات آن در محدوده  14 تا 53 درصد است.  میانگین انرژی تابشی و انرژی لازم برای تبخیر رطوبت محصول به‌ترتیب 4/4572 و 2/2772 کیلوژول به دست آمد.  منحنی خشک شدن محصول نیز به ­صورت رابطه­ای نمایی با رابطه و 945/0 =R2 به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


Anon. 2006. ASHRAE Psychrometrics charts. http://www.ashrae.org/.

Augustus Leon, M.  Kumar, S. and Bhattacharya, S. C. 2002. A comprehensive procedure for performance evaluation of solar food dryers. J. Renew. Sustain. Energy Rev. 6 ,367-393.

Baha, P. Andoh, Y. H. Saraka, K. J. Koua, K. B. and Toure, S. 2007. Experimental investigation of a solar dryer with natural convective heat flow. J. Renew. Energy. 32, 1817-1829.

Bennamoun, L. and Belhamri, A. 2002. Design and simulation of a solar dryer for agriculture products. J. Food Eng. 59, 259-266.

Dadashzadeh, M. Zomorodian, A. and Mesbahi, Gh. R. 2008. The effect of drying airflow rates and modes of drying on moisture content reduction for grapes in a cabinet type solar dryer. J. Hort. Sci. 22(1): 23-34.(in Farsi)

Duffie, J. A. and Beckman, W. A. 1991. Solar Engineering of Thermal Processes. John Wiley & Sons, NY.

Erfani far, A. and Zomorodian, A. 2005. The effect of two different glass covers (flat and slatted) on thermal efficiency of a porous absorber solar air heater. J. Scie. Agric. 28(1): 63-82. (in Farsi)

Holman, J. P. 1980. Thermodynamics. The 3rd Ed.  McGraw-Hill.  NY.

Ivanoa, D. and Andonov, K. 2001. Analytical and experimental study of combined fruit and vegetable dryer. J. Energy Conv. Manag. 42, 975-983.

Karim, M. A. and Hawlader, M. N. A. 2003. Development of solar air collectors for drying applicationa. J. Energy Conv. Manag. 45(3): 329-344.

Karsli, S. 2006. Performance analysis of new-design solar air collectors for drying applications. J. Renew. Energy. 32, 1645-1660.

Singh, D. and Heldman, R. 2009. Introduction to Food Engineering. The 4th Ed. Academic Press.

Soheili Mehdizadeh, A., Keyhani, A. R., Abbaspoursani, K. and Akram, A. 2006. Design of a forced convection solar dryer for leafy vegetables and evaluation of the solar energy collector performance. J. Agric. Eng. Res. 7(27): 147-163. (in Farsi)

Tripathy, P. P. and Kumar, S. 2009. A methodology for determination of temperature dependent mass transfer coefficients from drying kinetics: Application to solar drying. J. Food Eng. 90, 212-218.

Yaldiz, O. Ertekin, C. and Ibrahim Uzun, H. 2001. Mathematical modeling of thin layer solar drying of Sultana grapes. J. Energy. 26, 457-465.

Zare, D., Zomorodian, A. and Ghasem Khani, H. 2005. The effect of mass flow rate and time of crop discharge, on the rate of rough rice drying in semi-continuous solar dryer. J. Sci. Technol. Agric. Natural Res. 9(1): 251-264. (in Farsi)

Zomorodian, A. and Allameh, A. 2002. Evaluation of thin layer drying process for paddies and determining an appropriate grain thin layer depth using a natural convection pilot solar dryer. J. Sci. Technol. Agric. Natural Res. 6(1):209-218. (in Farsi)