عنوان پایان‌نامه
طراحی ، ساخت و ارزیابی یک خشک کن الکتروهیدرودینامیک خورشیدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5039;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54597
- تاریخ دفاع
- ۲۱ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- محمدجعفر دالوند
- استاد راهنما
- سیدسعید محتسبی
- چکیده
- خشک¬کردن یکی از روش¬های رایج برای محافظت از مواد غذایی می¬باشد. فرآیند خشک¬کردن مواد غذایی به معنی جدا کردن آب از مواد جامد با استفاده از منابع انرژی الکتریکی، مکانیکی و یا گرمایی می¬باشد. فرآیندهای رایج خشک¬کردن مبتنی بر انتقال حرارت به روش رسانش، همرفت و تابش با استفاده از هوای گرم، امواج مایکرویو و یا هر دوی آنها می¬باشد. روش¬های حرارتی خشک¬کردن علاوه بر مصرف انرژی بالا، منجر به تنزل کیفی مواد غذایی از جنبه¬های رنگ، مزه، بافت و مواد مغذی می¬شود. لذا تحقیقات علمی باید در جهت بدست آوردن جایگزینی مناسب برای این روش¬ها منتهی شود. بطور تجربی ثابت شده است که قرار گرفتن محلول-های آبی و یا مواد غذایی در یک میدان الکتریکی منجر به افزایش نرخ خشک شدن آنها می¬شود. این روش، یک روش جدید و غیر حرارتی می¬باشد که بکار بردن آن برای خشک¬کردن مواد غذایی می¬تواند دارای مزایای صرفه جویی در مصرف انرژی، هزینه تجهیزات کم، خشک¬شدن در دمای پایین و کیفیت بالای محصول خشک¬شده نهایی باشد. تجهیزات این خشک¬کن شامل: یک منبع تغذیه ولتاژ بالا، الکترود صفحه¬ای زمین، الکترود سوزنی تخلیه و شماری از وسایل اندازه گیری می¬باشد. لازم به ذکر است که برای این روش می¬توان از منابع تغذیه با جریان مستقیم یا متناوب استفاده کرد. در این روش یک میدان الکتریکی به فضای بین الکترودها جایی که محصول غذایی قرار می¬گیرد، القا می¬شود که این فعل منجر به ایجاد یک باد الکتریکی (یونی) می¬شود حالی که سرعت خشک¬شدن و انرژی مصرفی افزایش می¬یابد. از طرف دیگر از نظر سرعت خشک¬شدن، شدت میدان الکتریکی 5/4 کیلوولت بر سانتی¬متر بهینه¬ترین مقدار می¬باشد. بالاترین مقدار برای سرعت خشک¬شدن در ولتاژ 15 کیلوولت و شدت میدان الکتریکی 5/4 کیلوولت بر سانتی-متر واقع شد. اثر سه نوع صفحه الکترود زمین با جنس-های ورق گالوانیزه، آلومینیوم و مس بر سرعت خشک شدن ورقه¬های کیوی در سه سطح ولتاژ 6 ، 5/10 و 15 کیلو-ولت مطالعه شد. علاوه بر این اثر دو نوع الکترود صفحه¬ای زمین شامل مشبک و غیرمشبک نیز بررسی شد. اثر متقابل ولتاژ اعمالی و جنس الکترود زمین بر سرعت خشک¬شدن در سطح 5% معنی¬دار نشد در حالی که اثر ولتاژ اعمالی و جنس الکترود به تنهایی در سطح 1% معنی¬دار شد. نتایج نشان داد که اثر نوع الکترود صفحه¬ای (مشبک و غیرمشبک) بر سرعت خشک¬شدن در سطح 1% معنی¬دار است.
- Abstract
- Drying is a common method of food preservation. Drying process involves the removal of water from a solid with the application of thermal, mechanical, or electrical energy. Conventional drying processes are based on convective, conductive, and radiative heat transfer using hot air and microwave either stand alone or combined. Thermal drying degrades color, flavor, texture and nutrients. Applying an electric field to some water solutions or food materials has shown experimentally to increase the drying rate. This method is a novel method of non-thermal processing, it has been applied for drying of agricultural materials due to its many advantages such as energy saving, low cost equipment, low drying temperatures and superior materials quality. This system includes: a high voltage power supply, grounded plate electrode, discharge point electrode and some measurement instruments. Drying can be carried out using either AC or DC high voltages. An electric field was applied a cross the interface of samples via electrodes located above and under the samples surface and then, electrode produces corona wind, which resembles a round jet, impinges and removes moisture from the surface. In order to evaluate this method, an Electro-HydroDynamic (EHD) dryer based on solar (photovoltaic) energy was designed and fabricated. A 60 watt photovoltaic module and a 18 Ah backup battery were considered for providing required energy of system. Photovoltaic panel orientation can be changed toward sun position during the day by using a designed sun tracker. In this work, by changing, applied voltage, field strength, the number of needles and air velocity the factors related to drying process of thin layer kiwifruit consist of : the moisture ratio, drying rate, electrohydrodynamic performance and energy consumption are investigated. Result indicated that with increasing in voltage from 6 to 15 kV, moisture ratio decreased while drying rate and energy consumption increased. In the other hand, field strength of 4.5 kV/cm was optimal point in term of moisture ratio. The highest values of drying rate were obtained during the experiments at applied voltage of 15 kV and field strength of 4.5 kV/cm. Effects of three different grounded electrodes, namely galvanized iron, aluminum and copper on drying rate of kiwi fruit in applied voltages of 6, 10/5 and 15 kV were studied, Moreover the effects of two types of grounded electrodes consist of flat plate and grid plate were also investigated. Interaction of applied voltage and material type (grounded electrode) on drying rate was not significant at 5% (P>0.05) while effect of material types and applied voltage on drying rate of kiwi fruit was significant at 1% (P>0.01) separately from each other. Results showed that effect of opening ratio of grounded electrode on drying rate was significant at less than 1 % probability level (P<0.01).
