تحلیل انرژی و اگزرژی خشک کردن ورقه های نازک موز توسط یک خشک کن خورشیدی غیرمستقیم همرفت اجباری

در سال های اخیر تلاش های زیادی برای استفاده بهینه از منابع انرژی تجدیدناپذیر صورت گرفته است. در بین منابع انرژی تجدیدپذیر، خورشید به عنوان یک منبع انرژی دردسترس و پاکیزه در کشور ما در کلیه علوم از اهمیت ویژه ای برخوردار است. خشک کردن محصولات کشاورزی یکی از روش های نگهداری آن ها برای طولانی مدت است. برای خشک کردن محصولات کشاورزی روش های متعددی وجود دارد. خشک کردن به روش سنتی خورشیدی از دیرباز مورد استفاده تولیدکنندگان و مصرف کنندگان محصولات خشک بوده است. اما امروزه خشک کن های خورشیدی جهت افزایش کیفیت و بهداشت مواد خشک به جای روش سنتی مورد استفاده قرار می گیرد. تحلیل ترمودینامیکی روشی است که برای تعیین راندمان دمایی سیستم های گرمایی به کار برده می شود. بررسی راندمان حرارتی سیستم در کنار تعیین پارامترهای کیفی محصول می تواند به بهینه سازی یک خشک کن خورشیدی کمک کند. بنابراین هدف این تحقیق بررسی تحلیل ترمودینامیکی یک خشک کن خورشیدی با جریان همرفت اجباری در کنار تعیین پارامترهای کیفی محصول خشک است. برای تحقق این هدف سه دبی جرمی هوای 0/016، 0/041، 0/082 کیلوگرم برثانیه به عنوان همرفت طبیعی، جریان با سرعت کم و جریان با سرعت بالا مد نظر قرار گرفت و تحلیل انرژی و اگزرژی در خشک کردن ورقه های نازک محصول موز مورد بررسی قرار گرفت. در تحلیل انرژی بهره وری انرژی در خشک کردن محصول و در تحلیل اگزرژی بهره وری اگزرژی سیستم و مقدار برگشت ناپذیری اگزرژی مورد محاسبه قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهره روی انرژی از دبی جرمی جریان مستقل و با افت رطوبت یک روند نزولی دارد. در حالیکه بیشترین بهره وری اگزرژی در جریان همرفت طبیعی مشاهده شد. همچنین بهترین بهره وری از سیستم در نزدیک رطوبت بحرانی محصول مشاهده شد.برای تعیین پارامترهای کیفی محصول خشک دو پارامتر تغییر رنگ و چروکیدگی محصول به صورت سینتیکی در طول خشک شدن با روش آنالیز تصویر مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفت. تحلیل چروکیدگی از دو لحاظ تغییر سطح مقطع محصول و تغییر حجم محصول مورد مطالعه قرار گرفت و برای تعیین تغییر رنگ محصول دو پارامتر تغییر رنگ کلی و شاخص قهوه ای شدن محصول در سیستم رنگی cie l* a* b* اندازه گیری شد. نتایج حاصل از پارمترهای کیفی نشان داد که تغییر سطح و حجم موز وابسته به مقدار رطوبت آن است و از دبی جرمی و دمای هوای محفظه مستقل است در حالیکه تغییر رنگ با تغییر دبی جرمی تغییر می کند. کمترین قهوه ای شدن در دبی جرمی 0/041 کیلوگرم هوای خشک بر ثانیه مشاهده شد. همچنین تغییر حجم محصول در رطوبت های بیشتر از رطوبت بحرانی از حجم رطوبت تبخیر شده بیشتر و در رطوبت های پایین تر از رطوبت بحرانی با حجم آب تبخیر شده از محصول برابر است. مطالعه تغییر رنگ همچنین نشان داد که تأثیر سرعت هوا و دمای محفظه در رطوبت های پایین بیشتر است. پارامتر ظرفیت جذب نهایی آب نیز به عنوان پارامتر دیگری در تعیین کیفیت محصول در نظر گرفته شد و بین سه دبی جرمی تفاوت معنی داری در سطح احتمال 0/95 مشاهده نشد.