بهینه سازی خشک کن کابینتی خورشیدی به منظور خشک کردن یکنواخت انجیر سبز استهبان

انجیر سبز استهبان یکی از مهمترین اقلام صادراتی غیر نفتی ایران می باشد که مصرف آن بصورت خشک متداول است. در برداشت سنتی، انجیر روی شاخه پلاسیده شده و به صورت طبیعی زیر درخت می افتد تا در یک محیط آزاد خشک گردد. این امر موجب افت کیفیت و کاهش بازار پسندی محصول می شود. استفاده از خشک کن های کابینتی بهترین گزینه برای خشک کردن محصولات باغی هستند. مهمترین عاملی که موجب کاهش تمایل باغداران برای استفاده از خشک کن های کابینتی شده است عدم یکنواختی خشک شدن محصول در این نوع خشک کن ها است. برای فائق آمدن به این مشکل اقدام به طراحی یک خشک کن کابینتی جدید با محفظه آرامش جانبی گردید تا بتواند محصول را بصورت یکنواخت خشک کند. برای طراحی دقیق این خشک کن کابینتی جدید، پاره ای از خواص فیزیکی انجیر از جمله ابعاد، میانگین هندسی اقطار، جرم حجمی دانه ای، جرم حجمی توده ای، کرویت، تخلخل بستر و افت فشار استاتیکی عبور هوا از بستر محصول اندازه گیری گردیدند. اندازه گیری خواص فیزیکی مورد نظر در سه سطح رطوبت 5/74، 20/40 و 34/08 درصد بر پایه خشک، انجام گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت ابعاد، میانگین هندسی اقطار و کرویت افزایش یافته است در صورتی که جرم حجمی دانه ای و تخلخل کاهش یافته است. به منظور اندازه گیری مقاومت بستر انجیر در برابر عبور جریان هوا سامانه آزمایشگاهی مورد نیاز طراحی و ساخته شد. افت فشار در بستر انجیر در تیمارهای مختلف چیدمان، ارتفاع بستر، رطوبت انجیر، دمای هوا و نرخ جریان عبور هوا مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت و نرخ جریان عبور هوا، افت فشار افزایش یافته است. همچنین برای پیش بینی افت فشار در بین مدل های ریاضی ارزیابی شده، مدل ارگان به عنوان بهترین مدل (بیشترین و کمترین و ) برای تبیین رابطه نرخ عبور جریان هوا و افت فشار در بستر انجیر انتخاب شده است. از خواص فیزیکی اندازه گیری شده جهت طراحی خشک کن کابینتی جدید با محفظه آرامش جانبی استفاده گردید. جهت دست یابی به یکنواخت کردن توزیع دمای هوا خشک کننده و سرعت آن، هفت طرح متفاوت برای هندسه محفظه آرامش جانبی در نظر گرفته شدند. پارامترهایی که برای طراحی فوق الذکر از ارزش بالاتری نسبت به سایر فاکتورها برخوردار بودند عبارتند از: تغییر در مکان و اندازه دهانه های ورودی و خروجی هوا، فاصله سقف از سینی های محصول، زاویه محفظه آرامش جانبی نسبت به افق، اثر دودکشی بودن خروجی هوا و صفحه منحرف کننده هوا در محل ورودی. برای بررسی تئوریک یکنواختی توزیع بردارهای سرعت هوا و خطوط هم دما در این هفت طرح و انتخاب بهترین طرح از ابزار cfd (computational fluid dynamics) به کمک نرم افزار fluent بهره گرفته شد. . طرح انتخاب شده ساخته و در بازه های مختلف دما هوای ورودی (20، 30 و 40 درجه سلسیوس) و سرعت هوا (1، 2 و 3 m/s) مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی نتایج آزمایشگاهی بر یکنواختی توزیع دمای هوای خشک کننده و سرعت آن در خشک کن ساخته شده مشخص گردید که توزیع پارامترهای یاد شده در محفظه خشک کن یکنواخت بوده است. نتایج حاصل از مقایسه داده های تئوری (استخراج شده از cfd) و داده های آزمایشگاهی نشان داد که ضریب همبستگی 9/99% بین داده های مربوط به دمای هوای خشک کننده و 5/86% برای داده های مربوط به سرعت هوا وجود دارد.