تحليل انرژي و اگزرژي يك خشك‌كن خورشيدي با دو انبارۀ گرمايي براي خشك كردن نعناع فلفلي

Exergy and Energy Analyses for Solar Drying of Peppermint (Mentha piperita) With a Double-pass Collector

سه روش خشك‌ كردن خورشيدي، آفتابي و سايه جهت كاهش رطوبت نعناع فلفلي از 87%~ تا 7%~ (بر مبناي تر) مطالعه گرديد. در حاليكه افزايش دماي (∆T) هواي محيط در روش آفتابي در اثر جذب انرژي روزانه خورشيد (با شدت 2m/W ‌957=Iave) به حدود oC4 رسيد، اين افزايش دما در روش خورشيدي پس از عبور هوا از ميان جمع‌كنندۀ انرژي (با سطح 2m 26/1) به oC18 رسيد. با توجه به متوسط شدت تابش در روش خورشيدي (روزانه 2m/W 860~) ميزان آنتالپي هواي گرم‌كن تا 40% افزايش يافت. مقدار مصرف انرژي براي خشك كردن از هر كيلوگرم نعناع فلفلي در خشك‌كن خورشيدي به kg/W 80~ رسيد كه با توجه به زمان كوتاه اين روش (5 ساعت) فقط 16% از كل انرژي ورودي به محفظۀ خشك‌كن صرف افزايش گرماي محسوس و تبخير آب از محصول گرديد. اگزرژي ورودي و خروجي خشك‌كن خورشيدي براي خشك كردن از نعناع فلفلي به ترتيب 24% كاهش و 38% افزايش يافت و مقدار كل اتلاف حرارتي (براي اتصالات و بدنۀ دستگاه) در طي دورۀ خشك كردن خورشيدي كمتر از 4%~ از انرژي كل ورودي به خشك‌كن رسيد. چون انرژي مصرفي براي خشك كردن از نعناع فلفلي با روش خورشيدي حدود 50% انرژي مصرفي در روش‌هاي آفتابي و سايه بوده امكان خشك كردن از نعناع فلفلي تازه و رسانيدن آن تا 7% رطوبت تادو برابر ظرفيت دراين روش فراهم گرديد.

Three methods of solar drying (I), sun drying (II) and shade drying (III) used to reduce the moisture content of peppermint from 87 to 7% (wet basis). The increase of air-drying temperature (∆T) for peppermint dehydration in method II reached up to 4oC after absorbing of daily solar energy (Iave=957 W/m2). However, in the method I, this parameter (∆T) reached to 18oC after the ambient air passed through a double-pass heat collector (with only 1.26 m2 area). Although the enthalpy of drying air in the method I reached to 35 kJ/kg (40% more than the other methods because of the high heat intensity of solar collector Iave=840 W/m2), only ~16% of accumulated solar heat used to increase the peppermint temperature and evaporate its extra moisture. This is the reason that exergy in the inlet and outlet of the method I during drying peppermint reached to 24 and 38%, respectively. Furthermore, the drying capacity of peppermint in the method I was 100% more than the ones dried in methods II and III at the similar conditions. The total heat loss (because of connecting pipes and drying chamber) in the method I during peppermint drying was < 4% of the total heat collected in solar drier, which is negligible.