محاکاة لخصائص الهواء لنظام التجفیف الهجین المزود بخلیة شمسیة وحرکیة تجفیف ثمار الفراولة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

1 استاذ الهندسة الزراعیة المساعد - کلیة الزراعة - جامعة القاهرة – مصر.

2 أستاذ مساعد - قسم هندسة النظم الزراعیة - کلیة العلوم الزراعیة والأغذیة - جامعة الملک فیصل - السعودیة.

المستخلص

تعتبر الفراولة من أهم المنتجات الزراعیة التی یمکن تجفیفها لتکون موجودة طوال العام ، ولکنها تجفف فقط على نطاق المجففات الصناعیة ذات التکلفة المرتفعة فی التصنیع – کما لا یوجد العدید من الأبحاث لتطویر طرق تجفیف ثمار الفراولة واستخدامها على نطاق المجففات الشمسیة لتقلیل تکلفتها ولاستخدامها على نطاق المزارعین الصغار لزیادة دخلهم وقد اجرى هذا البحث على مجفف شمسی هجین مزود بخلیة شمسیة ووحدة تخزین للحرارة بالماء وذلک لتجفیف ثمار الفراولة الکاملة وأنصافها
 والهدف من إجراء هذا البحث هو :

التحقق من مدی إمکانیة عمل هذا المجفف الشمسی بکفاءة فی تجفیف المنتجات الزراعیة بتجانس کبیر بین الثمار المجففة فی نفس الوقت - وذلک عن طریق استنتاج مدى تجانس الهواء داخل الأجزاء الرئیسیة من هذا النظام الشمسی للتجفیف - ویتم ذلک بعمل محاکاة لحساب توزیع درجة حرارة الهواء وسرعته وضغطه داخل المجمع الشمسی وغرفة التجفیف باستخدام أبعاد هذه الأجزاء من المجفف الشمسی وأیضا باستخدام معلومات الهواء المقاسة عند المدخل والمخرج لکل وحدة والتی تم إدخالها لبرنامج الکمبیوتر (COMSOL)
إیجاد أسلوب تحلیلى یعبر عن الانتقال الکتلى الفراولة، وأیضا لتحدید أنسب معادلة ریاضیة من عشر نماذج من النماذج الریاضیة المرجعیة المستخدمة والتی تعبر عن التجفیف للطبقة الأحادیة (Thin-layer) من ثمار الفراولة ویمکن أن تتوافق مع هذا النوع من المجففات.

و قد بینت الدراسة ما یلی:

أوضح برنامج المحاکاة (COMSOL) أنه وفقا للقیاسات المدخلة له عن مدخل ومخرج کل وحدة ووفقا لأبعاد هذه الأجزاء أیضا فی هذا النظام الشمسی لتجفیف الفراولة ، وجد هناک تجانس وتساوى کبیر فی توزیع درجة حرارة الهواء وسرعته وضغطه داخل المجمع الشمسی وغرفة التجفیف – ولذا فإنه یمکن استنتاج مدى قدرة وکفاءة هذا النظام الشمسی على إمکانیة تجفیف العدید من المنتجات الزراعیة بتجانس کبیر فی درجة التجفیف بین الثمار الموضوعة فی المجفف فی نفس الوقت
النموذج الریاضى باسم " two-term  " هو أنسب علاقة ریاضیة تعبر عن التجفیف للطبقة الأحادیة (Thin-layer) من ثمار الفراولة باستخدام المجفف الشمسی الحالی
کان متوسط الانتشاریة لرطوبة الفراولة عند تجفیفها فی هذا النظام الشمسی هو 7.2 ×  10-9 م2/ث –9.5 ×10-9 م2
لا یوجد فروق معنویة فی اللون بین الثمار المجففة للفراولة سواء کاملة أو أنصاف.

التوصیات

یمکن استخدام المجفف الحالی فی تقدیر الانتشاریة لرطوبة منتجات أخرى.
یمکن استخدام المجفف الحالی على نطاق تجاری وذلک لتجفیف منتجات أخرى من الخضر والفاکهة. کما یمکن تقلیل وقت التجفیف بهذا المجفف الشمسی مقارنة بالتجفیف الطبیعی.

الموضوعات الرئيسية