مقایسه انرژی ویژه و بازده خشک‌کن خورشیدی تحت‌تأثیر نوع جمع‌کننده و بررسی برخی خصوصیات گوجه‌فرنگی خشک‌شده

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 4، دوره 17، شماره 5 - شماره پیاپی 71، آذر و دی 1400، صفحه 717-728   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v17i5.87234

نویسنده

هادی صمیمی اخیجهانی^*

گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه کردستان

چکیده

یکی از مهم‌ترین مشکلاتی که در سامانه‌های خورشیدی مانند خشک‌کن‌های خورشیدی وجود دارد، پایین بودن بازدهی حرارتی آن‌ها است که این امر باعث شده است کشاورزان برای خشک‌کردن محصول به‌ استفاده از روش‌هایی روی آورند که یا ازنظر اقتصادی به‌صرفه نیست و یا کیفیت محصول به‌دست آمده بسیار پایین است. استفاده از مواد ذخیره‌کننده انرژی از راه حل‌های مؤثر برای افزایش بازده حرارتی است. در این پژوهش بازده خشک‌کردن و انرژی ویژه مصرفی برای سه نوع خشک‌کن کابینتی مجهز به جمع‌کننده صفحه تخت، سهموی و لوله خلأ به‌طور مجزا بررسی شد. علاوه‎برآن برخی خصوصیات گوجه‌فرنگی شامل رنگ، چروکیدگی و نسبت بازجذب رطوبت ارزیابی شد. ارزیابی‌ها نشان داد استفاده از ماده تغییرفازدهنده (پارافین) تا حد زیادی می‌تواند به بهبود بازده خشک‌کردن کمک نماید. با پیوسته نمودن سامانه، خشک‌کردن محصول می‌تواند حتی در نیمه‌های شب نیز انجام گیرد. بالاترین میزان بازده خشک‌کردن برای خشک‌کن مجهز به جمع‌کننده لوله خلأ به‌میزان 02/39 درصد به‌دست آمد. این در حالی بود که مقداری از انرژی مصرفی نیز در مخزن ذخیره‌کننده باقی مانده بود. کمترین میزان انرژی ویژه به‌میزان 12/7 مگاژول بر کیلوگرم مربوط به همین حالت بود. ورقه‌­های خشک‌شده با خشک‌کن مجهز به جمع‌کننده لوله تخلیه، کیفیت بهتری ازنظر تغییر رنگ (16/20)، چروکیدگی (%21/78) و نسبت بازجذب (09/3) نسبت به سایر سامانه‌ها داشتند.

کلیدواژه‌ها

انرژی ویژه؛ چروکیدگی؛ رنگ؛ مواد تغییرفازدهنده؛ نسبت رطوبت

مراجع

Akbari, A., M. Shahedi, N. Hamdami, S. Dokhani, and M. Sadeghi. 2009. The kinetics of moisture loss and comparison of the quality of tomato slices dried with three methods: Hot air drying, Traditional sun drying and solar drying. Journal of science and technology of agricultural and natural resource, 47: 445-459. (In Persian).

Arabhosseini, A., H. Samimi-Akhijahani, and M. Motahayyer. 2019. Increasing the energy and exergy efficiencies of a collector using porous and recycling system. Renewable Energy, 132: 308-325.

Ashrabi-Ananno, A., M. Hasan-Masud, P. Dabnichki, and A. Ahmed. 2020. Design and numerical analysis of a hybrid geothermal PCM flat plate solar collector dryer for developing countries. Solar Energy, 196: 270-286.

Cunningham, S.E., W. A. M. McMinn, T. R. A. Magee, and P. S. Richardson. 2008. Experimental study of rehydration kinetics of potato cylinders. Food Bioproduct Process, 86: 15- 24.

Dianda, B., M. Ousmane, and S. Kam. 2015. Experimental study of the kinetics and shrinkage of tomato slices in convective drying. African journal of food science, 9: 262-271.

Dorouzi, M., H. Mortezapour, H. R. Akhavan, and A. Ghazanfari Moghaddam. 2018. Tomato slices drying in a liquid desiccant-assisted solar dryer coupled with a photovoltaic-thermal regeneration system. Solar Energy, 162: 364-371.

El Khadraoui, A., S. Bouadila, S. Kooli, A. Farahat, and A. Guizani. 2017. Thermal behavior of indirect solar dryer: Nocturnal usage of solar air collector with PCM. Journal of Cleaner Production, 148: 37-48.

Eltawil, M., A. Mostafa, M. Azam, and A. O. Alghannam. 2018. Solar PV powered mixed-mode tunnel dryer for drying potato chips. Renewable Energy, 116: 594-605.

Fudholi A., K. Sopian, M. H. Yazdi, M. H. Ruslan, M. Gabbasa, and H. A. Kazem. 2014. Performance analysis of solar drying system for red chili. Solar Energy, 99: 47-54.

Karel-kroos, R., M. E. R. M. C. Mata, and M. E. M. Duarte. 2002. Shrinkage effect during the drying process of fresh pretreated tomatoes (Lycopersicon esculentum L.). Revista Brasileria de Produtos Agroindustriais, 4: 187-194.

Khazaei, J., G. R. Chegini, and M. Bakhiani. 2008. A novel alternative method for modeling of air temperature and slice thickness on quality and drying kinetics of tomato slices: Superposition technology. Drying Technology, 6: 759-775.

Krokida, M.K., and D. Marinos-Kouris. 2003. Rehydration kinetics of dehydrated products. Journal of food engineering, 57: 1–7.

Magdic, D., J. Lukinac, S. Jokic, F. Cacic-Kenjeric, M. Bilic, and D. Velic. 2009. Impact analysis of different chemical pre-treatments on colour of apple discs during drying process. Journal of food science, 1: 31-35.

Mohammad Zadeh, P., T. Sokhansefat, A. B. Kasaeian, F. Kowsary, and A. Akbarzadeh. 2015. Hybrid optimization algorithm for thermal analysis in a solar parabolic trough collector based on nano-fluid. Energy, 82: 857–864.

Moreira, R., A. Figueiredo, and A. Sereno. 2000. Shrinkage of apple disks during drying by warm air convection and freeze drying. Drying Technology, 18: (1-2), 279-194.

Motahayyer, M., A. Arabhosseini, H. Samimi-Akhijahani, and M. Khashechi. 2018. Application of computational fluid dynamics in optimization design of absorber plate of solar dryer. Iranian journal of biosystems engineering, 49 (2): 285-294.

Nikjooy, S., and S. S. Jahanshahi. 2014. Effect of hot-air drying conditions on the quality of rhubarb (Rheum Ribes L.). International journal of agricultural crop science, 7: 230-236.

Othman, M. F., A. Adam, G. Najafi, and R. Mamat.  2017. Green fuel as alternative fuel for diesel engine: A review. Renewable and sustainable energy review, 80: 694-709.

 Salami P. 2016. Design and construction of the PVT system to increase the energy efficiency of solar flat plate collector, [Ph.D. Thesis.], University of Tabriz, Tabriz, Iran.

Shalaby, S.M., and M. A., Bek. 2014. Experimental investigation of a novel indirect solar dryer implementing PCM as energy storage medium. Energy Conversion and Management, 83: 1-8.

Shalaby, S.M., M. A. Bek, and A. El-Sebaii. 2014. Solar dryers with PCM as energy storage medium: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 33: 110-116.

Samimi-Akhijahani, H. and A. Arabhosseini. 2018. Accelerating drying process of tomato slices in a PV-assisted solar dryer using a sun tracking system. Renewable Energy, 123: 428-438.

Samimi-Akhijahani, H., and A. Arabhosseini. 2018. Accelerating drying process of tomato slices in a PV-assisted solar dryer using a sun tracking system. Renewable energy, 123: 428-438.

Taiwo, K.A., and O. Adeyemi. 2009. Influence of blanching on the drying and rehydration of banana slices. African journal of food science, 3: 307-315.

Tay, N.H.S., M. Belusko, and F. Bruno. 2012. Experimental investigation of tubes in a phase change thermal energy storage system, Applied Energy, 90(1): 288–297.

Yan, Z, Sousa-Gallagher, MJ, and Oliveira, FA, 2008. Shrinkage and porosity of banana, pineapple and mango slices during air-drying. Journal of Food Engineering, 84(3): 430-440.