تصمیم وتقییم مجفف شمسی محسن مزود بخزان حرارى لتجفیف الطماطم

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 استاذ الهندسة الزراعیة – المعهد العالی للتعاون الزراعی– شبرا - مصر.

2 استاذ مساعد بقسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة المنوفیة – مصر.

المستخلص

یتجه العالم باسره الآن فی البحث عن مصادر جدیدة للطاقة لتغطیة احتیاجاته المتزایدة بازدیاد معدلات التنمیة والتصنیع سواء فی الدول المتقدمة او الدول النامیة واصبحت مشکلة الطاقة تفرض نفسها فی السنوات الاخیرة نظرا لمحدودیة المصادر التقلیدیة للطاقة والتأثیر السلبى لاستخدامها على البیئة. الطاقة الشمسیة تعتبر من اهم الطاقات المتجددة حیث لا تحتاج لبذل الجهد لاستخراجها بل نصمم فقط الاجهزة المجمعة لها ولا تتناقص او تنتهى باستخدامها الیومی ویعتبر التجفیف الشمسی للمنتجات الزراعیة من اهم تطبیقات استخدام الطاقة الشمسیة حیث زاد استخدام التقنیات الحدیثة فی تصمیم مجففات الخضر والفاکهة ومع ذلک مازالت هذه الصناعة تواجه العدید من المشاکل ومن اولى هذه المشاکل هو عدم استمرار سطوع الشمس اثناء ساعات اللیل  او فی اوقات الغیوم وکذلک عدم التصمیم الامثل للأجهزة المجمعة. لذلک وجب البحث عن آلیة لتخزین الطاقة الشمسیة واستخدامها اثناء ساعات اللیل لاستمرار عملیة التجفیف وتقلیل زمن التجفیف مما یؤدى لزیادة جودة المنتجات المجففة وزیادة کفاءة استغلال الطاقة. لذلک کان الهدف من البحث تحسین اداء المجفف الشمسی المختلط عن طریق تصمیم مجفف شمسی مختلط وتم  تزویده بوحده لتخزین الطاقة توجه بطریقة صحیحة لتخزین الطاقة فی مادة صلبة وهى البازلت ویتم توصیلها بحجرة التجفیف اثناء ساعات   اللیل لاستمرار عملیة التجفیف. تم مقارنة آداء المجفف الشمسی المعدل المزود بوحدة التخزین بالمجفف العادی للتوصل الى مدى الفائدة المتحصلة من ذلک . شملت الدراسة الاداء الحرارى للمجمع الشمسی والخزان الحرارى اثناء ساعات النهار واللیل وکذلک دراسة خواص التجفیف والجودة لأشکال مختلفة لقطع الطماطم( انصاف وارباع وشرائح  یسمک 5مم) فی کلا المجففین اثناء ساعات النهار واللیل. 
ومن اهم النتائج المتحصل علیها:
1– زادت درجة الحرارة داخل المجفف المحسن اثناء ساعات اللیل عن المجفف العادی بقیمة متوسطة 5 درجات مئویة وکذلک انخفضت الرطوبة النسبیة للهواء فی المجفف المحسن بنسبة 5.74%.
2– ادى استخدام وحدة التخزین الى زیادة معدل التجفیف الکلى الى 33.3، 36 % لکل من ارباع وشرائح الطماطم المجففة مقارنة بالمجفف العادی.
3– الاداء الحرارى للمجمع الشمسی ووحدة التخزین اعطت نتائج مرضیة حیث زادت تدریجیا اثناء النهار حتى ساعات الظهیر وبعدها بقلیل ثم أخذت فی الانخفاض.
4– الزمن اللازم للوصول بالمنتج للرطوبة النهائیة کان 54، 50 ساعة داخل المجفف العادی لأرباع وشرائح الطماطم على الترتیب بینما کان 36 ، 32 ساعة لکل من الارباع والشرائح على الترتیب  داخل المجفف المحسن.
5– یمکن وصف معدلات التجفیف داخل المجفف المعدل بواسطة :
Newtonian or  exponential model
6- خواص الجودة لشرائح الطماطم والأرباع داخل المجفف المحسن اعطت نتائج جیدة جدا مقارنة بالمجفف العادی بینما انصاف الطماطم اعطت نتائج غیر مقبولة لذلک لا ینصح بالتجفیف الشمسی لأنصاف الطماطم

Abdellatif, S. M. (1985). "Solar energy collection, storage and utilization in protected cropping". Ph.D. Wye College, University of London, UK.
AOAC (1995). "Association of Official Analytical Chemists" 15th d., Published by AOAC, 2200 Wilson Boulevard Arlington, Virginia 22201 U.S.A.
Bal, M.L.; S. Satya and S.N. Naik (2010)."Solar dryer with thermal energy   storage systems for drying agricultural food products: A review". Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14.; 2298–2314.
CAPMS. (2011). "Annual year book for general statistics. Central Agency for public Mobilization and Statistics of A.R.E"., Egypt.
Dincer, I. and S. Dost (1996)."A perspective on thermal energy storage systems for solar energy applications". International journal of energy research, vol. 20, 547-557.
Dincer, I. and A. M. Rosen (2010)."Thermal energy storage systems and applications", John Wiley & Sons, Ltd. United Kingdom.
Doymaz, I. and M. Pala (2002). "The effects of dipping pretreatments on air-drying rates of the seedless grapes". Journal of Food Engineering, 52(4), 413–417.
Duffie, J. A. and W. R. Beckman (2006). "Solar Engineering for Thermal Processes". 3rd  Ed., pp. 907. John Wiley and Sons. New York: USA.
Gamea, G. R.; A. T. Taha and M. H. Keshek (2012). "Thermal performance of solar energy storage in some solid materials". Misr J. Ag. Eng. Vol. 29 (1):429 – 350.
Gustavsson. J.; C. Cederberg; U. Sonesson; R. V. Otterdijk and A.  Meybeck (2011). "Global Food Losses and Food Waste". Food and Agricultural Organization.
Hasturk, F.; T. Aktas; H. Orak and P. Ulger (2011). "Influence of Pretreatment and different drying methods on color parameters and lycopene content of dried tomato". Bulgarian journal of Agricultural science, 17 (6): 867 – 883.
Johnson, R. W. (1992). "Analytical results for specific system Passive solar buildings". The MIT Pres, Cambridge, Massachusets, London.
Joshi, C.; M. Gewali and R. Bhandari (2004). "Performance of solar drying systems: a case study of Nepal". Inst. Eng. (India), (7): 53 - 85.
Mohamed M. A., G. R. Gamea and M. H. Keshek (2010)."Drying characteristics of okra by different solar dryers". Misr J. Ag. Eng. Vol. 27 (1): 294 – 312.
Simate, I. (2001). "Simulation of the mixed-mode natural-convection solar drying of maize". Drying Technology; 19 (6): 1137–55.
Vlachos, N.A.; T. D. Karapantsios; A. I. Balouktsis and D. Chassapis (2002) "Design and testing of a new solar tray dryer". Drying Technol; 20 (6): 1243–71.
Duffie, J. A. and W. R. Beckman (2006). "Solar engineering for thermal processes". 3rd  ed., pp. 907. John Wiley and Sons. New York: USA.
Mohamed, M. A.; G. R. Gamea and M. H. Keshek (2010)."Drying characteristics of okra by different solar dryers". Misr J. Ag. Eng. Vol. 27(1): 294 – 312.
Ozturk, H. H. and A. Bascetincelik (2003). "Energy and energy efficiency of a packed bed heat storage unit for greenhouse heating". Biosyst Eng; 86 (2): 231 – 245.
Sander, A.; S. Tomas and D. Skansi (1998). The influence of air temperature on effective diffusion coefficient of moisture in the falling rate period. Drying Technology, 16 (7): 1487–1499.
Skansi, D. and S. Tomas (1995). Microwave drying kinetics of a clay plate. Ceramics International, 21, 207–211.
Somerton, H. W. (1992). "Thermal properties and temperature-related behavior of rock/fluid systems". Elsevier Publishing Company.
Tomas, S. and D. Skansi (1996). "Numerical interpretation of drying curve of food products". Journal of Chemical Engineering of Japan, 29 (2): 367–370.
Workneh, T. S.; V. Raghavan and Y. Gariepy (2011). "Microwave assisted hot air ventilation drying of tomato slices". International conference on food engineering biotechnology. Singapoor. IPCBEV, Vol. 9, 150-162.