مقايسه سينتيك خشك كردن برگ نعناع با خشك كن خورشيدي فتوولتائيك / گرمايي با خشك كردن طبيعي

Comparison of drying kinetics of mint leaves by photovoltaic / thermal solar dryer and natural drying

در اين تحقيق يك خشك كن خورشيدي تركيبي فتوولتاييك /گرمايي حاوي مواد تغيير فاز به منظور خشك كردن برگ هاي نعناع طراحي و ساخته شد. عملكرد اين خشك كن تحت شرايط آب و هوايي مشهد با طول جغرافيايي 62/59 درجه و عرض جغرافيايي 26/36 درجه مورد بررسي قرار گرفت. اجزاي اصلي اين خشك كن عبارتند از : پنل فتوولتاييك، كلكتور خورشيدي، فن هاي دمنده، محفظه حاوي مواد تغيير فاز پارافين آلي و محفظه محصول. آزمايشات خشك كردن بر روي برگ هاي نعناع به دو روش خشك كردن با خشك كن خورشيدي تركيبي و خشك كردن طبيعي در سايه با رطوبت اوليه 80 درصد بر پايه تر انجام گرفت و تا رسيدن به رطوبت 12 درصد ادامه يافت. مدت زمان خشك كردن با خشك كن خورشيدي 290 دقيقه و به روش طبيعي 1560 دقيقه طول كشيد. داده هاي آزمايشگاهي با هشت مدل خشك كردن لايه نازك در پيشينه پژوهش برازش گرديد كه مدل دوجمله اي و مدل وانگ و سينق به ترتيب بهترين مدل ها براي خشك كردن طبيعي و با خشك كن خورشيدي تركيبي بودند. اين مدل ها نسبت به مدل هاي ديگر بيشترين تطبيق را با نسبت رطوبت آزمايشي (بالاترين ضريب همبستگي و حداقل ريشه ميانگين مربعات خطا و مربع كاي) دارند.

In this research, a combined photovoltaic / thermal solar dryer containing phase change materials (PCM) was designed and fabricated for drying mint leaves. The performance of this dryer was evaluated under the climatic conditions of Mashhad city with a longitude of 59.62 and a latitude of 36.26. The components of this dryer mainly include: photovoltaic panel, solar collector, blowers, phase change material chamber containing paraffin wax and drying chamber. Solar dryer and natural drying in shade as two different drying types were used to perform experiments on mint leaves. The initial moisture content of the mint leaves was 80% which reduced to 12%. The required drying time for the combined solar drying and natural drying was 290 minutes and 1560 minutes, respectively. Eight thin layer drying models available in the literature were fitted to the experimental data in which the Two-term model and the Wang and Singh model were the best fit models for natural and combined solar drying respectively. These models have the highest correlation (highest coefficient of determination and least root mean square error and Chi-square) with the experimental moisture ratio among the other models.