Сушка сельскохозяйственной продукции на солнечных батареях является важным и наиболее жизнеспособным решением мировой продовольственной проблемы, заключающейся в сокращении потерь продовольствия, которые происходят по различным причинам, таким как отсутствие подходящих технологий, неправильное выращивание и удобрение, отсутствие каналов сбыта, неправильная транспортировка, высокие потери после сбора урожая и т. Д., Что приводит кпотери от 10 до 40%. Консервирование продуктов путем сушки на солнце — единственный метод сокращения пищевых потерь, применяемый на протяжении многих веков (М.В. Рамана Мурти, 2008). Для решения этой проблемы были разработаны различные типы солнечных сушилок. Тип сушилки зависит от продукта и процесса сушки, необходимого для данного конкретного типа продукта. В основном процесс сушки включает в себя миграцию воды из внутренней части продукта, подлежащего сушке, на поверхность для ее испарения, и, следовательно, это явление тепломассообмена.
Коэффициент конвективной теплопередачи https://ifarming.com.ua/ является важным параметром, который определяет тепло- и массообмен. Коэффициент конвективной теплопередачи варьируется от культуры к культуре и режиму сушки. В случае зеленого перца чили конвективное тепло составляет 1,31 Вт / м2 К (Anwar et al., 2001a, b). Основная суть сушки заключается в снижении содержания влаги в продукте до уровня, который предотвращает порчу в течение определенного периода времени. Сушка — это двойной процесс: передача тепла к продукту от источника нагрева. И массоперенос влаги из внутренней части изделия на его поверхность и с поверхности в окружающий воздух.
Введение
Сушка определяется как процесс удаления влаги за счет одновременного тепломассообмена. Это классический метод консервирования продуктов, который обеспечивает более длительный срок хранения, меньший вес при транспортировке и небольшое пространство для хранения. Процесс сушки происходит в два этапа. Первая стадия происходит на поверхности высушиваемого материала с постоянной скоростью сушки и аналогична испарению воды в окружающую среду. Второй этап проходит с уменьшающейся (падающей) скоростью сушки. Состояние второй ступени определяется свойствами высушиваемого материала. Сушка на открытом солнце является наиболее часто используемым методом сохранения сельскохозяйственных продуктов, таких как зерно, фрукты и овощи, в большинстве развивающихся стран.
Такая сушка в неблагоприятных климатических условиях приводит к серьезным потерям количества и качества высушенного продукта. Эти потери связаны с загрязнением грязью, пылью и заражением насекомыми, грызунами и животными. Таким образом, внедрение солнечных сушилок в развивающихся странах может снизить потери урожая и значительно улучшить качество высушенного продукта по сравнению с традиционными методами сушки, такими как сушка на солнце или в тени.
Большинство солнечных сушилок используют прямое солнечное излучение для сушки продуктов. В этом проекте мы пытаемся сконцентрировать тепловое излучение на поверхности высокопроводящего материала, такого как медный лист, который проводит тепло. Далее захваченное тепло используется для сушки продуктов с помощью конвекционных и радиационных механизмов.
Цели:
Основной целью этого проекта является разработка доступной сельскохозяйственной сушилки на солнечной энергии для контролируемой сушки сельскохозяйственных продуктов, таких как семена, каучук, рыба и т.д. без использования электроэнергии. Это позволяет использовать сушилку в отдаленных районах, где доступ к электричеству невозможен или дорог. Для этой цели сушилка использует линзу Френеля для улавливания солнечной энергии для нагрева продуктов, помещенных в закрытую камеру. Линза Френеля обладает превосходными свойствами по сравнению с обычной двойной выпуклой линзой, что увеличивает скорость и эффективность сушки. В отличие от обычного метода сушки, этот метод более безопасен, экономичен, быстр и гигиеничен.
Методология
1. Выявление проблем:
Исследование рынка проводится для понимания проблемы сушки путем взаимодействия с фермерами и оценки доступности фермеров. Определены различные проблемы, с которыми сталкиваются фермеры при сушке своей продукции, включая различные требования к сушке.
2. Концептуальный дизайн с использованием solid works и изготовление прототипа:
Дизайн прототипа должен быть разработан с использованием solid works. Методология проекта основана на преобразовании солнечной энергии в тепловую энергию с помощью линзы Френеля. Вырабатываемая таким образом высокоинтенсивная тепловая энергия поглощается медным листом с высокой проводимостью. Полученная таким образом тепловая энергия используется для сушки сельскохозяйственной продукции посредством конвекции. Сушилка снабжена двумя узлами, а именно узлом линзы Френеля и узлом сушильной камеры. Сушильная камера в сборе снабжена лотком для семян и лотком для воды. Сельскохозяйственная продукция помещается на лоток для семян, а вода, стекающая с лотка для семян, собирается в поддон для воды, расположенный под ним. Вся конструкция основана на фокусном расстоянии линзы Френеля. Конструкция такова, что фокусное расстояние всех трех объективов приходится на одну линию.
Пожарная насадка используется для сушки в межсезонье (сезон дождей).
3. Тестирование прототипа:
Затем прототип проверяется на работоспособность в зависимости от времени, необходимого для сушки продуктов, а также снижения влажности за период сушки. Эксперимент проводится периодически для оценки скорости сушки с учетом изменения атмосферных условий. Тестирование проводится с помощью термопар и датчиков влажности. Термопара используется для отслеживания температуры сушильной камеры, температуры стенок и температуры окружающей среды. Датчики влажности используются для регистрации значений влажности внутри камеры, а также окружающей среды. Эти входы подключаются к регистратору данных, и показания записываются для дальнейшего анализа и оптимизации.
4. Анализ результатов и оптимизация конструкции:
Результаты эксперимента сравниваются с эффективностью и эффективностью существующих сушилок. Кроме того, конструкция оптимизирована для повышения эффективности.
Оптимизация выполнена для уменьшения потерь тепла из камеры в окружающую среду и т. Д.
Недорогая солнечная сушилка
Сушилка состоит из прямоугольного ящика, изготовленного из листовой мягкой стали. 10-сантиметровая часть ящика закреплена в земле, а у основания предусмотрена изоляция из шелухи байры (толщиной 10 см). Четыре полых бамбука закреплены в стенках сушилки над изоляцией, а в бамбуке просверлено несколько отверстий для подачи свежего воздуха в основание. Над бамбуком установлены две рамы из дерева и проволочной сетки для размещения продуктов, подлежащих сушке. Сушилка оснащена двухскатной крышей из ПВХ толщиной 0,3 мм. В верхней части наклонной крыши предусмотрены три алюминиевые трубы, окрашенные в черный цвет, для выхода горячего воздуха. В дымоходах предусмотрены регулирующие клапаны для изменения площади прохода циркулирующего воздуха. Содержание влаги было снижено с 86,3% до 4,1% в течение 9 дней методом сушки на солнце; в отличие от этого, для обезвоживания того же количества перца чили путем открытой сушки для 12 кг перца чили потребовалось 18 дней.
Сфера будущей работы:
Эффективность сушки может быть дополнительно повышена за счет дополнительного слоя изоляции корпуса сушилки
Предлагаемая сушилка на солнечных батареях может быть увеличена до размеров линзы Френеля для увеличения производительности сушки
Сушилку можно автоматизировать для размещения и удаления сельскохозяйственной продукции, используя конвейерную систему с электрическим управлением
Выводы
Сельскохозяйственная сушилка на солнечных батареях с линзовым узлом и сушильной камерой была успешно спроектирована и изготовлена
Сушилка была полностью изготовлена на солнечной энергии путем замены системы вентиляторов с ручным приводом на электрический вентилятор с питанием от солнечных батарей
Мощность и эффективность сушки были определены путем сбора различных свойств сушки