تعیین شرایط عملکرد بهینه در فرایند خشک کردن گیاه رزماری با استفاده از یک سامانه خشک کن تسمه نقاله ای ترکیبی مجهز به لامپ های مادون قرمز با منبع فوتوولتائیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.

2 عضو هیات علمی دانشگاه گیلان

3 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، شهر رشت، استان گیلان

چکیده

در پژوهش حاضر از یک سامانه خشک‌کن تسمه نقاله‌ای پیوسته ترکیبی شامل آبگرمکن خورشیدی و لامپ‌های مادون قرمز تامین شونده با انرژی خورشیدی برای خشک کردن برگ‌های رزماری استفاده شد و مشخصات عملکرد آن از نظر زمان خشک شدن، انرژی مصرفی کل، نسبت انرژی خورشیدی و بازده انرژی مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر آزمایش مقادیر 300 گرمی از برگ‌های تازه برداشت شده رزماری در دمای هوای 50 درجه سلسیوس و مقادیر مختلف سرعت جریان هوای ورودی (7، 8 و 9 متر بر ثانیه) و توان لامپ مادون قرمز (0، 150 و 300 وات) تحت فرایند خشک شدن قرار گرفتند. نقطه بهینه برای شرایط کاری سامانه خشک‌کن با استفاده از روش سطح پاسخ با انتخاب مقادیر مناسب برای سرعت هوای ورودی و توان مادون قرمز بر اساس این معیارها تعیین شد: به حداقل رساندن زمان خشک‌شدن، به حداقل رساندن انرژی مصر‌فی کل، به حداکثر رساندن بازده انرژی و به حداکثر رساندن نسبت انرژی خورشیدی. بر این اساس، نقطه بهینه انتخابی شامل توان مادون قرمز 300 وات و سرعت هوای 85/8 متر بر ثانیه بود. تحت شرایط تعریف شده، مشخصات عملکردی سامانه خشک کن شامل زمان خشک کردن، انرژی مصرفی کل، بازده انرژی و نسبت خورشیدی به ترتیب برابر با 13/149 دقیقه، kJ 91/3868، 37/52 درصد و 57/0 بدست آمد. با توجه به یافته‌های این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت که بکارگیری سامانه‌های خشک‌کن توسعه یافته می‌تواند تا حد قابل توجهی نیاز به منابع سوخت فسیلی را کاهش داده و منجر به راندمان عملکردی قابل قبول در فرایند خشک کردن گیاهان دارویی شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determining the optimal performance conditions in the drying process of rosemary plant using a hybrid conveyor belt drying system equipped with infrared lamps with photovoltaic source

نویسندگان [English]

  • Hemad Zareiforoush 1
  • Adel Bakhshipour 2
  • Iraj Bagheri 3

1 Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran

2 Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran

3 Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran

چکیده [English]

The current research used a hybrid conveyor belt drying system, including a solar water heater and solar-powered infrared lamps, to dry rosemary leaves. Its performance characteristics were evaluated regarding drying time, total energy consumption, solar energy ratio and energy efficiency. In each experiment, 300 g of freshly harvested rosemary leaves at a drying air temperature of 50 °C and different values of inlet air velocity (7, 8 and 9 m/s) and infrared lamp power (0, 150 and 300 W) were fed into in the drying system. The optimum point for the working of the drying system was determined using Response Surface Method (RSM) by selecting the appropriate values for the inlet air velocity and infrared power based on these criteria: to minimize drying time, to minimize total energy consumption, to maximize energy efficiency, and to maximize solar energy ratio. Accordingly, the selected optimum point included infrared power of 300 W and an air velocity of 8.85 m/s. Under the defined conditions, the performance characteristics of the drying system, including drying time, total energy consumption, energy efficiency and solar ratio, were equal to 149.13 minutes, 3868.91 kJ, 52.37% and 0.75, respectively. According to the findings of this study, it can be concluded that using a developed drying system can significantly reduce the need for fossil fuel resources and lead to an acceptable performance efficiency in the drying process of medical plants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • Response Surface Method
  • Dryer
  • Solar Energy
  • Energy Efficiency