نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه محقق اردبیلی

2 استادیار گروه مهندسی مکانیک

3 دانشیار گروه مهندسی بیوسیستم

چکیده

از مشکلات اساسی خشک کن‌های محصولات کشاورزی، هزینه بر بودن آنها و مصرف انرژی بالا و در نتیجه کاهش سود کاربران است. یکی از راهکارهای مفید در این زمینه، استفاده از انرژی پاک و رایگان خورشید است. در این تحقیق یک خشک کن خورشیدی طراحی و ساخته شد. این خشک کن دارای یک کلکتور کاملا نوآورانه است که از ضایعاتی مانند قوطی‌های فلزی خالی نوشابه ساخته و از مواد تغییر فاز دهنده در محفظه خشک کن آن جهت ذخیره سازی حرارت استفاده شده است. بهترین نتایج در دبی هوای 18 مترمکعب بر ساعت در ورودی خشک کن و بین ساعات 14 تا 15 روزهای اجرای آزمایش به‌دست آمد. دمای تغییر فاز مواد تغییر فاز دهنده 51 تا 53 درجه سلسیوس بود و زمانی که در آزمایش ها دمای محفظه به بیش از 53 درجه رسید، مواد تغییر فاز دادند و انرژی حرارتی ذخیره شده خود را به محفظۀ خشک کن تحویل دادند و تا حدودی از افت دمای محفظه جلوگیری کردند به‌طوری که افت دمای محفظه در شرایط تغییر فاز این مواد با شدت بسیار کمتری اتفاق افتاد. در آزمون خشک کردن نعنا با رطوبت اولیه 86 درصد بر پایه تر، طی آزمون محصول در 273 دقیقه با میانگین دمای محفظه 44.3 درجه سلسیوس و دبی هوای 18 مترمکعب بر ساعت مقدار 86 گرم آب خود را از دست داد و به رطوبت ثانویۀ 12 درصد رسید.

کلیدواژه‌ها

Azad, A., Ghaem Maghami, J., Panahandeh, H. and Gaoola, F. 1990. Solar Energy. Vol. II. Design Institute. Tehran University Press. (in Persian)
 
Bal, L. M., Sudhakar, P., Satya, S. and Naik, S. N. 2010. Solar dryer with latent heat storage systems for drying agricultural food products: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 14, 2298-2314.
 
Cakmak, G. and Yidiz, C. 2011. The drying kinetics of seeded grape in solar dryer with PCM-based solar integrated collector. Food Bioprod. Process. 89, 103-8.
 
Demirbas, F. 2006. Thermal energy storage and phase change materials: An overview, Energy Source,
Part B. Econ. Plann. Policy. 1, 85-95
 
Devahastin, S. and Mujumdar, A. S. 1989. Preliminary study of a novel thermal storage-spouted bed contactor for particulate drying. 48th Canadian Chemical, Engineering Conference. London, Ontario.
 
Devahastin, S. and Pitaksuriyarat, S. 2006. Use of latent heat storage to conserve energy during drying and its effect on drying kinetics of a food product. Appl. Therm. Eng. 26, 1705-13.
 
Esakkimuthu, S., Hassabou, A., Palaniappan, C., Spinnler, M., Blumenberg, J. and Velraj, R. 2013. Experimental investigation on phase change material based thermal storage system for solar air heating applications. Sol. Energy. 88, 144-53.
 
Feldman, D., Khan, M. A. and Banu, D.1989. Energy storage composite with an organic phase change material. Sol. Energ. Mater. 18, 333-341.
 
Haj-Saghati, A. 2002. Principles and Applications of Solar Energy. First Ed. The University of Science and Technology Press. Tehran. Iran. (in Persian)
 
Holedman, D. R. and Lund, D. B. 1992. Handbook of Engineering. New York.
 
Hollick, J. C. 1999. Commercial scale solar drying. Renew. Energ. 16, 714-719.
 
Klein, S. A. 1975. Calculation of Flat-Plate Collector Loss Coefficients. Sol. Energy.17: 79.
 
Mesgari, A. 2013. The modeling and optimization of experimental hot air dryer with forced convection grapes. M.Sc. Thesis. University of  Mohaghegh-Ardabili. Ardabil, Iran. (in Persian)
 
Mondal, S. 2008. Phase change materials for smart textiles and overview. Appl. Therm. Eng. 28(11-12): 1536-1550.
 
Nijegorodov,  N. K. R. S., Devan., P. K. J. and Carlsson, S. 1994. Atmospheric transmittance models and an analytical method to predict the optimum slope of an absorber plate, variously oriented at any latitude. Renew. Energ. 4, 529-543.
 
Panahandeh, H. 1985. Solar Thermal. First Ed. University Publication Center. Tehran, Iran. (in Persian)
 
Kalogirou, S. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. First Ed. Academic Press Pub.
 
Tavakolipour, H. 2002. Drying Food. Ayizh Pub. Tehran, Iran. (in Persian)
 
Zalba, B., Marin, J. M., Cabeza, L. F. and Mehling, H. 2003. Review on thermal energy storage with phase change materials, heat transfer analysis and applications, Appl. Therm. Eng. 23, 251-283.