تصنیـع مجفـف شمـسی لتجفیـف بعـض المنتجـات الزراعیـة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

أستاذ مساعد – قسم الهندسة الزراعیة– کلیة الزراعة – جامعة الزقازیق – مصر.

المستخلص

أجریت التجربة لتصنیع وتقییم جهاز للتجفیف بالطاقة الشمسیة،وذلک لتجفیف شرائح المانجو وشرائح البامیة والنعناع خلال فصل صیف 2012 فی کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق، تم تصنیع الجهاز فی أحد الورش الخاصة بمدینة الزقازیق، وقد نبعت فکرة البحث من المشاکل التی تواجه عملیة تجفیف هذه المنتجات کالتلوث، وعدم الجودة للمنتج المجفف وتکلفته العالیة، وقد روعیَ فیه المحافظة على المنتج من التلوث ورفع جودته بالمحافظة على اللون ومکونات المنتج من العناصر الغذائیة المختلفة بالإضافة إلى تقلیل تکلفة عملیة التجفیف.
المجفف الشمسی: عبارة عن متوازی مستطیلات یأخذ من أعلى شکل مستطیل أبعاده (60 × 40) سم، وارتفاعه 80 سم ، مرکب علیه من الجانبین نصفى معین أبعاد کل منهما من أعلى (60× 20) سم  وارتفاعه 80 سم أیضاً، إلا أن هذین الجانبین مشطوفین بزاویة مقدارها 30 درجة حتى تکون الشمس فی کل حالاتها متعامدة على جزء کبیر من سطح الجهاز وذلک لضمان الحصول علی أکبر قدر من الإشعاع الشمسی علی مدار الیوم، تم تصنیع الجهاز من مجموعة من أسیاخ الحدید الزاویة بأبعاد مختلفة على حسب المکان المستخدم فیه السیخ، هذه الأسیاخ مغطاة بألواح من الصاج بسمک 1 مم ومقسم من الداخل إلى سبعة أجزاء بأسیاخ حدید زاویة یوضع علیها سبعة أرفف مصنعة من حدید زاویة مثبت علیه سلک حدید مطلی باللون الأبیض للمحافظة علیه من الرطوبة تستخدم هذه الأرفف فی التجریب، وهذه الأرفف منها جزء مستطیل یمکن إخراجه ووضع المنتج علیه أما الجزأین المثلثین الآخرین فهما مثبتان فی جسم المجفف والجهاز محمول على أربع أرجل من الحدید الزاویة المستخدم فی تصنیع  الجهاز، وتم عمل عدد تسعة فتحات للتهویة تم توزیعها کما یلی: (عدد أربع فتحات علویة مرکب علیها أربع مراوح تعمل بواسطة بطاریة 12 فولت لشفط الهواء، وفتحتین سفلیتین، وثلاث فتحات فی ثلاث جوانب من الجهاز مواجهة لاتجاه الریاح) تستخدم للتجریب.
أجریت مجموعتین من التجارب لکل منتج، وکل مجموعة تحتوى على 9 معاملات:
أولاً: أعداد مختلفة من الأرفف هی: (4 ، 5 و 7) أرفف.
ثانیاً: أعداد مختلفة من الفتحات المفتوحة هی: (5 ، 7 و 9) فتحات.

وقد أظهرت النتائج المتحصل علیها ما یلی:

فی المجموعة الأولى عند استخدام (4 ، 5 و 7) أرفف: بعد اثنتی عشرة ساعة تجفیف کانت أکبر نسبة انخفاض لرطوبة شرائح المانجو هی: (90.33 ، 89.43  و88.23 %) ، وذلک مع أوزان (0.75 ، 1.00 و1.25 ) کجم/ رف، على الترتیب. بینما بعد ستة عشر ساعة تجفیف، کانت أکبر نسبة انخفاض لرطوبة شرائح البامیة هی: (92.79 ،91.94 و90.64% ) ، وذلک مع أوزان (1.00 ، 1.25  و1.50) کجم / رف ، على الترتیب.
 
فی حین أنه بعد ثمانی ساعات تجفیف کانت أکبر نسبة انخفاض لرطوبة النعناع هی: ( 91.08، 85.67 ، و 83.69 %) ، وذلک مع أوزان (0.2 ، 0.3 و0.4 ) کجم/ رف، على الترتیب ، وکانت کل النتائج التی تم الحصول علیها مع أربعة أرفف وسبعة فتحات مفتوحة.  أما فی المجموعة الثانیة وهى استخدام (5، 7 و 9) فتحات مفتوحة: بعد اثنتی عشرة ساعة تجفیف کانت أکبر نسبة انخفاض لرطوبة شرائح المانجو هی: (90.97 ، 88.79 ، و 87.45 %) ، وذلک مع أوزان (0.75 ، 1.00 و1.25 ) کجم/رف ، على الترتیب. بینما بعد ستة عشر ساعة تجفیف، کانت أکبر نسبة انخفاض لرطوبة شرائح البامیة هی: (92.66 ، 91.58  و90.24 %) ، وذلک مع أوزان (1.00 ، 1.25  و1.50) کجم/ رف ، على الترتیب. فی حین أنه بعد ثمانی ساعات تجفیف کانت أکبر نسبة انخفاض لرطوبة النعناع هی: (90.97، 85.89  و85.10 %) ، وذلک مع أوزان (0.2 ، 0.3  و0.4) کجم/ رف، على الترتیب ، وکانت کل النتائج التی تم الحصول علیها مع سبع فتحات مفتوحة ، وأربعة أرفف. وکانت أقل تکلفة لتجفیف المنتجات مع الحصول على نسبة رطوبة مناسبة هی: (759.9 ، 934.8 ، و1900.6) جنیه/میجاجرام تحت نفس الظروف السابقة.
ولهذا یوصى الباحثان باستخدام المجفف الشمسی المطور لتجفیف شرائح المانجو وشرائح البامیة والنعناع بأقل تکالیف ممکنة تحت الظروف الآتیة: 
1- استخدام خمسة أرفف لتحمیل المنتجات المراد تجفیفها.
2- استخدام سبعة فتحات للتهویة (أربعة علویة وثلاثة سفلیة).
3- استخدام أوزان للمنتج المراد تجفیفه (1.00 ، 1.25 و 0.30  کجم/ رف) لشرائح المانجو وشرائح البامیة والنعناع ، على الترتیب.

الموضوعات الرئيسية


Ajao, K. R. and A. A. Adedeji (2008): Assessing the Drying rates of some Crops in Solar Dryer. (Case Study: Vegetables, tuber and grain crops). Journal of Research information in Civil Engineering, Vol.5, No.1, 2008.
Ali, M. M. A. (2003):Development of a simple device for drying some agricultural products. PH. D. thesis.Department of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, Zagazig University.
Ali, M. M. A. (2008):Manufacture of a solar dryer for drying garlic and red pepper (Chili). Egypt J. of App. Sci., 23 (3):407-425.
Alonge, A. F. and R. O. Hammed (2007): A direct passive solar dryer for tropical crops. African crop science conference proceeding. Vol. 8. pp: 1643-1646. 
Awady, M. N. (1978): Tractor and farm machinery. Text book, Faculty of Agriculture, Ain-Shams University. Pp: 164-167.
Awady, M. N; M. M. Moustafa, A. M. El-Gindy and M. A. El-Genaidy (1988): A trial on solar energy drying for agricultural products with simple setup. Misr, J. Agric. Eng. 5 (3): 377-392.
Awady, M. N; S. A. Mohamed; A. S. El-Sayed and A. A. Hassanain, (1993): Utilization of solar energy for drying processes of Agricultural products. Misr, J. Agric. Eng. 10 (4): 794-804.
Bala, B. K. (2009): Solar drying of fruits, vegetables, spices, medicinal plants and fish: Developments and Potentials. International Solar Food Processing Conference 2009.
Dadashzadeh, M. (2006): Design & fabrication of an active solar dryer for grape drying. M. Sc. Thesis. University of Shiraz.
EL-Amin, O. M. A; M. A. Ismail,  E. A. Ahmed and W. Luecke (2005): Design and construction of a solar dryer for mango slices. Dept. of Agric. Eng., Faculty of Agriculture, University of Khartoum, Sudan.  
Madhlopa, A., Jones, S.A and Kalenga Saka, J.D. (2002): A solar air heater with composite-absorber systems for food dehydration. Renewable Energy, 27: 27–37.
N.R.E.A. and U.S.A.I.D. (1991): “Egyptian solar radiation atlas” New and Renewable Energy Authority.
Singh, P. L; S. Ganesan and S. Singh (2005): Performance study of a solar tunnel dryer for horticultural crops. Proceedings of 39th annual convention and symposium of Indian society of agricultural engineers. March 9-11, 2005.
Yahya, M; M. H. Ruslan, M. Y. Othman, B. Yatim, M. Y. Sulaiman, S. Mat, C. H. Lim, M. A. Alghoul, A. Zaharim and K. Sopian (2010): Evaluation of energy requirement for drying of green tea using a solar assisted drying system (V-groove solar collector). Proceedings of the 3rd WSEAS Int. Conf. on Renewable Energy Sources, (2010).