تحلیل اثر انرژی و اکسرژی در خشک‌کن خورشیدی با هوای اجباری برای ورقه‌های نازک گوجه‌فرنگی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مکانیک ماشین‌های کشاورزی، ‌ایران‌، تهران‌، پاکدشت‌، دانشگاه تهران (پردیس ابوریحان)،‌گروه فنی کشاورزی، ‌دانشگاه تهران‌ـ‌پردیس ابوریحان

2 دانشیار (دکتری مکانیک ماشین‌های کشاورزی)، ایران، تهران، پاکدشت، دانشگاه تهران (پردیس ابوریحان)، گروه فنی کشاورزی، دانشگاه تهران‌ـ‌پردیس ابوریحان.

3 استاد (دکتری مکانیک ماشین‌های کشاورزی)، ایران، تهران، پاکدشت، دانشگاه تهران (پردیس ابوریحان)، گروه فنی کشاورزی، دانشگاه تهران‌ـ‌پردیس ابوریحان.

چکیده

در تحقیق حاضر تحلیل انرژی و اکسرژی محفظۀ خشک‌کن خورشیدی آزمایشگاهی با هوای اجباری برای ورقه‌های نازک گوجه‏فرنگی صورت ‏گرفته است. خشک‏کردن در ضخامت‌های 5 و 7 میلیمتر و در دو سرعت هوای 5/0 متر‏ بر ‏ثانیه و 1 متر ‏بر ‏ثانیه صورت پذیرفت. در شرایط آزمایش دمای محیط بین 22 تا 36 درجۀ سلسیوس، رطوبت نسبی محیط بین 14 تا 50درصد و میزان تابش خورشیدی بین 150 تا 850 وات ‏بر ‏متر‏مربع متغیر بود. با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک اثر متغیرهای خشک‌شدن روی مصرف انرژی، نسبت مصرف انرژی، اتلاف اکسرژی، و بازده اکسرژی بررسی شد. برای ورقه‏های گوجه‏فرنگی با ضخامت 5 میلیمتر در سرعت هوای 1 متر ‏بر ‏ثانیه محدودۀ تغییرات میزان انرژی مصرف‏شده 62/6 تا 72/152 وات، نسبت مصرف انرژی 02/0 تا 45/0 وات، میزان تلفات اکسرژی 42/2 تا 13/0 وات، و بازده اکسرژی در محفظۀ خشک‏کن خورشیدی 32 الی 80 به‌دست آمد. نتایج نشان می‏دهد که افزایش سرعت هوای عبوری و کاهش ضخامت، نسبت مصرف انرژی و تلفات اکسرژی سیستم را کاهش و میزان بازده اکسرژی، مصرف انرژی سیستم را افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Energy and exergy analyses of thin layer drying of tomato in a forced Solar Dryer

نویسندگان [English]

  • Hadi إagheri 1
  • Akbar Arabhoseini 2
  • MohammadHosein Kianmehr 3
1 M.Sc Department of Arotechnology, College of Abouraihan, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor , Department of Arotechnology, College of Abouraihan, University of Tehran, Tehran, Iran.
3 Professor, Department of Agrotechnology, College of Abouraihan, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

In this paper the energy and exergy analyses in chamber drying process of thin layer drying of tomato in a forced solar drying was investigated. The experiments were carried out with two thicknesses of 5 and 7 and two airflows 0.5 m.s-1 and 1 m.s-1. During the experimental process, ambient temperature was between 22 and 36 , air relative humidity between was 14 and 50, and solar radiation ranged from 150 to 850 W.m-2. The effects of drying variables on energy utilization, energy utilization ratio, exergy loss and exergy efficiency were studied by applying the first law of thermodynamics. In chamber drying at airflow of 1 m.s-1 and thickness of 5mm,the values of energy utilization, energy utilization ratio, exergy loss and exergy efficiency varied from 6.62 to 152.72W, 0.02 to 0.45, 2.42 to 32W and 32 to 80, Respectively. In addition, the results showed that both energy utilization rate and exergy loss efficiency of the drying chamber decreased with increasing drying mass flow rate and drying thickness while the exergetic efficiency and energy utilization of the drying chamber increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy
  • Exergy
  • Thin layer tomato
  • Solar dryer
Akbulut A and Durmus A. 2010. Energy exergy analysis of thinlayer drying of mulberry in a forced solar dryer. Energy. 35(4), 1754-1763.

Akpinar, E.K., Bicer, Y. and Yildiz, C. 2003. Thin layer drying of red pepper. Journal of Food Engineering. 59(1), 99–104.

Akpinar, E.K. 2006. Determination of suitable thin layer drying curve model for some vegetables and fruits. Journal of Food Engineering. 73(1), 75–84.

Akpinar EK. 2011. Drying of parsley leaves in a solar dryer and under open sun: modeling, energy and exergy aspects. Journal Food Process Engineering. 34(1), 27-48.

Anonymous, 2008; (www.faostat.com).

Babalis, S.J. and Belessiotis, VG. 2004. Influence of the drying conditions on the dryingconstants and moisture diffusivity during the thin-layer drying of figs. Journal of Food Engineering. 65(3), 449–458.

Bagheri, H., Arabhosseini, A. and Kianmehr, M.H. 2010. Design, Development and Evaluation of a Laboratory Solar Dryer. 6th national conference on agricultural machinery engineering and mechanization Conf., College of Agriculture and Natural Resources,Tehran University – Karaj,Iran. (In Farsi).

Bolaji B. 2011. Exergetic analysis of solar energy drying systems. Natural Resources. 2(2), 92-97.

Celma, A.R. 2009. Energy and exergy analyses of OMW solar drying process. Renewable Energy. 34(3): 660–666.

Ceylan, I., Aktas, M. and Dogan, H. 2007. Energy and exergy analysis of timber dryer assisted heat pump. Applied Thermal Engineering. 27(1), 216–222.

Corzo, O., Bracho, N. Vasquez, A. and Pereira, A. 2008. Energy and exergy analyses of thin layer drying of coroba slices. Journal of Food Engineering. 86(2),151–161.

Dincer, I. and Sahin, A.Z. 2004. A new model for thermodynamic analysis of a drying process. International Journal of Heat and Mass Transfer. 47(4), 645–652.

Doymaz I. 2004. Convective air drying characteristics of thin layer carrots. Journal of Food Engineering. 61(3), 359–364.

Doymaz, I. 2005. Drying behaviour of green beans. Journal of Food Engineering. 69(2), 161–165.

Doymaz, I. 2005. Drying characteristics and kinetics of okra. Journal of Food Engineering. 69(3), 275–279.

Doymaz, I. 2006. Thin layer drying behaviour of mint leaves. Journal of Food Engineering. 74(3), 370–375.

Doymaz. I. 2007. Air-drying characteristics of tomatoes Journal of Food Engineering. 78(4), 1291–1297.

Fudholi A., Sopian K., Othman, MY. and Ruslan, MH. 2014. Energy and exergy analyses of solar drying of red sea weed. Energy Build. 68(A),121-129.

Karim, M.D.A. and Hawlader, M.N.A. 2005. Drying characteristics of banana: theoretical modelling and experimental validation. Journal of Food Engineering. 70(1), 35–45.

Midilli, A. and Kucuk, H. 2003. Mathematical modelling of thin layer drying of pistachio byusing solar energy. Energy Conversion and Management. 44(7), 1111–1122.

Prommas, R., Rattanadecho, P. and Cholaseuk, D. 2010. Energy and exergy analyses in drying process of porous media using hot air. International Communications in Heat and Mass Transfer. 37(4), 372–378.

Stanislawski, J. 2005. Drying of diced carrot in a combined microwave-fluidized bed dryer. Drying Technology. 23(8): 1711–1721.

Syahrul, S. Hamdullahpur, F. and Dincer, I. 2002. exergy analysis of fluidized bed drying of moist particles. Exergy, an International Journal. 2(2), 87–98.

Topic, R. 1995. Mathematical model for exergy analysis of drying plants. Drying Technology. 13(1–2): 437–444.