طراحی و شبیه سازی خشک‏کن خورشیدی برای خشک کردن انگور

نگهداری انگور با تبدیل آن به کشمش با توجه به بالا بودن سهم ارزش از صادرات کشمش نسبت به انگور یک روش پر سود برای تولید کنندگان انگور می‏باشد. زمان انبار‏داری انگور خیلی کوتاه بوده و خشک کردن آن با روش های صنعتی و سنتی باعث تخریب برخی خصوصیات مطبوع آن ها شده در مواردی خشک کردن نامناسب مهم ترین دلیل فساد و خرابی محصول است. تلفات میوه و سبزی در کشورهای در حال توسعه به سبب عدم وجود صنایع تبدیلی مناسب در مناطق روستایی 30 تا 40 درصد کل محصول برآورد شده است که می توان با استفاده از طرح های مناسب خشک‏کن های خورشیدی در مناطق روستایی تلفات پس از برداشت محصول را به شدت کاهش داد. در پژوهش حاضر ضمن بررسی رفتار خشک شدن لایه نازک انگور سفید بی‏دانه ارومیه در خشک‏کن هوای-داغ، خشک‏کن خورشیدی مکشی بر اساس پارامترهای طراحی حاصل از شرایط جوی شهرستان ارومیه، اطلاعات هوا سنجی و آزمایش‏های تجربی انجام شده روی سینتیک خشک شدن لایه نازک انگور سفید بی‏دانه برای عملکرد بهتر سیستم طراحی شد. بهینه کردن طراحی جمع کننده‏های خورشیدی عملکرد بهتر سیستم را سبب خواهد شد؛ لذا در تحقیق حاضر، جمع کننده خورشیدی صفحه تخت پره‏دار، که به طور گسترده در خشک کن های خورشیدی کاردبرد دارد، طراحی و توسط مفهوم اکسرژی بهینه سازی گردید بدین منظور مدل ریاضی جامعی از شرایط عملکرد حرارتی و اپتیکی جمع کننده بدست آمد. پس از این مدل سازی، با معرفی مفهوم اکسرژی و مولفه های مختلف معادله تعادل اکسرژی، ضمن متغیر بودن ضریب افت حرارت کلی جمع کننده و سایر ضرایب انتقال حرارت و تصحیح رابطه اکسرژی تابش خورشید، راندمان اکسرژی جمع کننده بدست آمد. در نهایت توسط الگوریتم ژنتیک در نرم افزار matlab® شرایط عملکرد جمع کننده و پارامترهای هندسی طراحی آن برای حداکثر شدن راندمان اکسرژی جمع کننده محاسبه شدند. به منظور بررسی انتقال حرارت و ضریب اصطکاک کانال های مربعی با سطح انتخابی نیز از دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شد. آزمایش تجربی خشک کردن در 4 سطح دمای هوای خشک کننده، 40، 50، 60، 70 درجه سلسیوس و سرعت هوای 2/1 متر بر ثانیه انجام شد. میزان برازش داده های تجربی با 10 مدل نیمه تئوری و تجربی بر اساس آماره های ضریب تعیین (r2)، مربع کای (?2) و ریشه مجموع مربعات خطا (rmse) ارزیابی شد. با توجه به نتایج، فرآیند خشک کردن با نرخ نزولی اتفاق ‏افتاد همچنین مقایسه مدل های مختلف نشان داد که مدل میدلی با (997859/0=r2)، (0001679/0=?2) و (010234/0rmse=) توانست به صورت رضایت بخشی منحنی پیشروی خشک شدن لایه نازک انگور را تخمین بزند.