مجفف شمسى یعمل بالحمل الطبیعى لتجفیف حبوب الأرز

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ مساعد - قسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق- مصر.

2 مدرس ، قسم الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق- مصر.

المستخلص

تم بناء واختبار مجفف شمسى من النوع الغیر مباشر یعمل بالحمل الطبیعى لتجفیف حبوب الأرز بغرض استخدامها کتقاوى على درجة حرارة لا تتعدى 45° م والتى أوصت بها الأبحاث السابقة. تم تجمیع أجزاء المجفف من خامات متوفرة محلیاً ومراعاة البساطة فى التصمیم والتشغیل لیناسب المزارع البسیط. یتکون المجفف من وحدتین أساسیتین هما المجمع الشمسى بمساحة تجمیع کلیة 180 سم2 وصندوق التجفیف الذى یحتوى على صینیة تجفیف واحدة ومزود بمدخنة من أعلى لخروج الهواء المحمل ببخار الماء ویوجد به باب من الخلف لتداول المواد. تم تزوید مدخل الهواء إلى المجمع ببوابة منزلقة للتحکم فى مساحة مدخل الهواء وبالتالى معدل مرور الهواء إلى المجمع وتم ضبط مساحة دخول الهواء لتصبح 244 ،488 و732 سم2 وذلک لاختبار معدل مرور الهواء على الأداء الحرارى للمجمع. تم استخدام حبوب أرز على درجات رطوبة مختلفة 20 ، 22 ، 25% وتم توزیعها فى طبقتین بسمک 5 ، 10 سم مع تقلیب الحبوب کل فترة وأخذت عینات لتقدیر المحتوى الرطوبى کل 4 ساعات وذلک لحساب معدل التجفیف. أجریت التجارب لمدة أسبوعین من موسم حصاد عام 2009م بورشة قسم الهندسة الزراعیة بکلیة الزراعة جامعة الزقازیق وذلک لدراسة تأثیر العوامل السابقة على الأداء الحرارى للمجمع ومعدل التجفیف. تم قیاس کلاً من الإشعاع الشمسى ودرجة حرارة الهواء الخارجى وکذلک درجة حرارة الهواء المسخن داخل المجفف ونسب الرطوبة وتم حساب الطاقة المستفادة والکفاءة الحراریة للمجمع وکذلک معدل التجفیف تحت کل احتمالات المتغیرات السابقة وتم أخذ المتوسطات وجدولة وعرض النتائج بیانیاً لسهولة قراءتها.
أوضحت النتائج أن أعلى معدل إشعاع شمسى لوحدة المساحة وبالتالى أعلى طاقة مستفادة ترکزت حول ساعات الظهیرة وذلک لسقوط الأشعة عمودیة على سطح المجمع. کذلک وجد أن أعلى فرق فى درجات الحرارة بین الهواء الخارجى والهواء المسخن حدث باستخدام مساحة دخول الهواء 244 سم2 وذلک کنتیجة لقلة معدل مرور الهواء بالمجمع. کذلک وجد أن أعلى کفاءة حراریة لحظیة للمجمع 58% لوحظت عند ساعات الظهیرة باستخدام فتحة 244 سم2 لمرور الهواء وبزیادة مساحة الفتحة قلت الکفاءة الحراریة للمجمع. کذلک اتضح من الدراسة أن سمک طبقة الحبوب والمحتوى الرطوبى الابتدائى للحبوب لهما تأثیر واضح على معدل التجفیف تحت کل التولیفات الممکنة، حیث کان معدل التجفیف سریعاً فى 12-16 ساعة الأولى ثم انخفض بشدة حتى وصلت الحبوب إلى رطوبة الاتزان فى نهایة التجفیف. ویمکن تفسیر ذلک بأن الرطوبة تفقد من السطح الخارجى للحبوب بسهولة فى بدایة التجفیف ولکن بعد فترة یجب سحب الرطوبة من مرکز الحبة إلى سطحها قبل أن تتبخر. أیضاً وجد أن السمک الأقل 5 سم
یحتاج إلى زمن تجفیف أقل من السمک الأکبر. وجد أیضاً أن مساحة مدخل الهواء لها تأثیر مباشر على زمن ومعدل التجفیف حیث أعطت المساحة 244 سم2 أفضل النتائج مقارنة بمساحة الفتحات الأخرى. ووجد أیضاً أن محتوى الرطوبة الابتدائى للحبوب له تأثیر مباشر على زمن ومعدل التجفیف حیث أعطى المحتوى الرطوبى الأقل أفضل النتائج.
نخلص من هذه الدراسة إلى التوصیة باستخدام فتحة دخول الهواء بمساحة 244 سم2 مع سمک طبقة الحبوب 5 سم وأن أفضل وقت لتشغیل المجفف هو الساعات حول وقت.

الموضوعات الرئيسية


Awady, M. N.; M. A. El-Nono; E. A.El-Sahhar and A. J. Aboud. 2003. Application of solar energy for drying animal wastes. The 11th annual conference of MSAE, 15-16 Oct., 2003.
Awady, M. N.; S. A. Mohamed; El-Sayed, S. A. and A. A. Hassanain. 1993. Utilization of solar energy for drying process of agricultural products. Misr J. Agric. Eng. 10(43): 794-804.
Brooker, D. B.; F. W. Bakker-Arkema and C. W. Wall. 1978. Drying cereal grains. AVI publishing Co., Wesport, Connecticut, USA.
Farhang, A.; A. Hosinpour, H. Darvishi; M. H. Khoshtaghaza and T. Tavakolli Hashtjin, 2010. Accelerated drying of alfalfa (Medicago sativa L.) by microwave dryer. Global Veterinarians, 5(3): 158-163.
Green, G.M and D. Schwarz.2001.Solar Drying Technology for Food Preservation (GTZ-GATE), August, 8 pp.
Simate, I. N. 2001. Simulation of the mixed-mode natural-convection solar drying of maize, Drying Technology, 19(6) 1137–1155.
Inprasit, C.; A.Noomhorm. 2001. Effect of drying air temperature and grain temperature of different types of dryer operation on rice quality. Drying Technology 19 (1), 389–404.
Zaman, M. A. and B. K. Bala.1989. Thin layer solar drying of rough rice, Sol. Energy, 42  167–171.
Miramare, T. 1997.Design and measured performance of a solar chimney for natural-circulation solar-energy dryers, Renewable Energy, 10(1) 81–90.