Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Sadeghi,AliAkbar AlemRajabi,Ali Esehaghbeygi,Seyed Ahmad Mireei
مرتضی صادقی (استاد راهنما) علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد مشاور) سیداحمد میره ای (استاد راهنما)
 
STUDENT
Majid Fathi
مجید فتحی قلعه میری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Design, Construction and Evaluation of Solar Dryer with Energy Storage System
To prevent damage, corruption, and maintain the quality of fruits, vegetables and food their long-term protection is essential. There are several methods for preserving foods including canning, freezing and drying. Among these methods, drying, is an effective and practical method for reducing post-harvest food losses, especially for developing countries that have poor facilities for low temperature processes. Traditional sun drying has been used for a long time. Nowadays, in order to increase the quality of dried materials, solar dryers are used. In this study, a solar dryer based on double-pass solar air heaters was designed and developed. For designing the dryer, simplicity, efficiency and economic aspects were considered. The device consisted of three axial flow fans in upper pass channel, chassis and body and finned collector. Despite of using inclined collectors in further solar dryers, in this study, horizontal design (angle 0°) was used for the collector. Investigations revealed that in addition to benefits of designing for this pattern, it received adequate energy in warm months which drying of products is commonly done. The measuring systems included an on-line weighing system, a temperature measuring system at different parts of the dryer and solar radiation intensity meter. To improve the performance of the solar dryer, paraffin as the phase change material (PCM) was used. Surveying the drying performance showed overall efficiency of 24.6%, 29.8% and 31.2 % at different flow rates of 0.044, 0.0359 and 0.0269 kg s -1 , respectively. Applying energy storage system, led to 4.3 °C increase in the inlet air temperature into the product's tray. Product moisture content at the end of the first day reached to 35% (dry basis) and 41% (dry basis) with energy storage system and without it, respectively. The moisture content in the solar dryer decreased to 23.9% (dry basis) after 7 h, while in the traditional sun drying it reached to 23% (dry basis) after 30 h. For modeling drying kinetics eight different empirical models were investigated and the k-square and root mean square error regarding the experimental data and predicted ones by the model were calculated to evaluate them. The most appropriate model to describe drying kinetics of garlic slices was the logarithmic model under the forced flow in solar. The quality of the dried product was assessed interms of shrinkage, absorption and color indices under solar drying, traditional sun drying and oven methods. Color indices showed that product browning was more in traditional method than the other methods. Effect of different drying methods on product shrinkage was not significant. Despite the significant effect of drying method on the water reabsorption, the values were close to each other. Economic evaluation of the developed solar dryer showed a suitable performance for the drying of garlic considering Iran geographical position. Payback time of 0.89 year and total cost of 150 US$ were calculated for the developed solar dryer. Key words: Solar dryer, quality, drying performance, garlic
برای جلوگیری از خرابی، فساد و حفظ کیفیت میوه ها، سبزیجات و مواد غذایی برای مدت طولانی، حفاظت از آنها ضروری می باشد. برای نگهداری مواد غذایی چند روش اصلی وجود دارد که شامل کنسرو کردن، منجمد سازی و خشک کردن می باشد. در این میان روش خشک کردن به ویژه برای کشورهای درحال توسعه که امکانات ضعیفی برای فرایندهای در دمای پایین دارند، یک روش موثر و عملی برای کاهش تلفات مواد غذایی پس از برداشت می باشد. خشک کردن سنتی در برابر آفتاب از دیرباز مورد استفاده بوده است. امروزه خشک کن های خورشیدی برای افزایش کیفیت و بهداشت مواد خشک استفاده می شوند. در این تحقیق، یک دستگاه خشک کن خورشیدی بر مبنای طرح گرم کن های دو مسیره طراحی و ساخته شد. در طراحی خشک کن سادگی، کارآمدی و اقتصادی بودن آن در نظر گرفته شد. دستگاه شامل سه فن جریان محوری در مسیر بالایی، شاسی و بدنه خشک کن و کلکتور پره داربود. علیرغم زاویه دار بودن کلکتور در بیشتر خشک کن های خورشیدی، از طرح افقی (زاویه 0 درجه) برای کلکتور استفاده شد. نتایج نشان داد این زاویه علاوه بر مزایایی که در طراحی ایجاد می نماید، انرژی مناسبی را در ماه های گرم که معمولا خشک کردن محصولات در آن انجام می شود نیز دریافت می کند. سیستم های اندازه گیری شامل، یک سامانه سنجش وزن بر خط و سامانه اندازه گیری دما در نقاط مختلف خشک کن و شدت تابش خورشید بود. به منظور بهبود عملکرد دستگاه از پارافین به عنوان ماده تغییر فاز دهنده استفاده گردید. بررسی عملکرد خشک کن طی خشک کردن ورقه‌های سیر، مقادیر راندمان کلی 6/24 %، 8/29 % و 2/31 % را به ترتیب در دبی های 0440/0، 0359/0 و kg s -1 0269/0 نشان داد. سیستم ذخیره ساز انرژی مورد استفاده، افزایش°C 3/4 را در دمای ورودی به سینی محصول نسبت به عدم استفاده از آن نشان داد. رطوبت محصول در پایان روز اول به 35% و 41% برپایه خشک به ترتیب با ذخیره ساز و بدون آن رسید. مقدار کاهش رطوبت در خشک کن خورشیدی پس از گذشت 7 ساعت به 23% برپایه خشک کاهش یافت، در حالی که در روش سنتی پس از گذشت 30 ساعت به رطوبت 23% برپایه خشک کاهش یافت. با بررسی 8 مدل تجربی و محاسبه ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی بین داده‌های تجربی و نتایج پیش‌بینی شده، مدل لگاریتمی به عنوان مناسب ترین مدل توصیف ‌کننده سینتیک خشک‌ کردن ورقه‌ های سیر تحت روش جریان اجباری در خشک کن خورشیدی تعیین شد. ارزیابی کیفیت محصول خشک شده توسط معیارهای چروکیدگی، بازجذب و رنگ محصول در سه روش خشک کردن خورشیدی، سنتی و آون صورت گرفت. پارامترهای رنگی نشان داد که تغییرات رنگ و سوختگی محصول در روش سنتی بیشتر از دو روش دیگر بود. اثر روش خشک کردن بر چروکیدگی محصول معنی دار نبود. با وجود معنی دار بودن اثر روش خشک کردن بر ظرفیت جذب آب مقادیر این فراسنجه کیفی نزدیک به یکدیگر بود و روش های مختلف تفاوت محسوسی در ظرفیت جذب آب در محصول خشک شده ایجاد نکرد. ارزیابی اقتصادی خشک کن خورشیدی ساخته شده عملکرد مناسب آن را برای خشک کردن سیر با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران نشان داد. زمان بازگشت سرمایه 89/0 سال و هزینه کل ساخت خشک کن برابر با 150 دلار آمریکا محاسبه شد. کلمات کلیدی: خشک کن خورشیدی، کیفیت، عملکرد خشک کردن، سیر

ارتقاء امنیت وب با وف بومی