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会偏向Taşkın, Nazmiİzli,阿里瓦达, ”分析光伏助力干豌豆”,国际期刊的Photoenergy, 卷。2016年, 文章的ID3814262, 8 页面, 2016年。 https://doi.org/10.1155/2016/3814262
分析光伏助力干豌豆
文摘
光伏工业干衣机分析了助力。干燥机已经测试了在不同天气和工作条件与3公斤的豌豆从初始含水率的75.6% 20%最终水分含量(波段)。各种干燥空气温度的影响三个层面(40、50和60°C)和两个不同的空气速度(3米/秒和4 m / s)检查。干燥性能评估标准包括干燥动力学,特定的能源消费总量、颜色和补液比率。结果证明,总干燥时间减少空气速度率和干燥空气温度提高。依赖干燥时间、一代表演之间的光伏板是5.261和3.953 W。在另一部分,能源消耗之间的干燥机是37.417和28.111 W。最好的检测到特定的能源消耗50°C在3 m / s的600分钟7.616千瓦时/公斤。所有干燥条件造成黑暗的颜色参数。补液化验表明,水化豌豆达到更高的容量和提高空气温度和气流速度。
1。介绍
豌豆(Pisum一)是最常见的一种,是世界上受欢迎的豆类(1]。据统计由粮农组织干2014年绿色豌豆生产全世界近1130万吨(2]。已经广泛应用在人类的饮食很长一段时间,因为它是一个很好的来源的蛋白质,维生素,矿物质和其他营养物质和高纤维低脂肪和最后不含胆固醇(3]。因为它的水分含量高,干燥是另一种方法来保持豌豆。干豌豆已经成为受欢迎的,因为他们提供的优势更长的保质期,适口性,方便在运输和处理4]。同时,干燥的豌豆使有效和实际的保护,以减少收获后的损失。像其他豆类、干豌豆可用于餐或汤。同样,它是用于一些传统食物在英国和北美(5]。他们通常在使用热空气薄层干燥工业用途(1]。
自古以来,晒干是一个简单的和众所周知的技术减少农业产品的水分含量。就其微不足道的成本和能源的需要,它是有利的。相反,这个过程是不利的速度慢和劳动力的需求。干燥期间,产品可以被灰尘污染、灰尘、动物、昆虫和微生物污染以及这种方法没有保护环境条件如雨水和风暴(5]。因此,在食品质量损失干产品可能有负面影响其经济价值和贸易潜力。为了防止材料质量下降,已建成各种类型的干燥方法。传统烘干机其中有被证明是不经济的,因为他们的高能源成本(6]。消耗最小能量最大干燥效率是针对工业干燥。出于这个原因,太阳能干燥是一个合适的选择提供了低成本的干燥和减少污染的化石燃料的使用。太阳能干燥技术简单,易于采用国内部门(7]。以受益于自由和可再生能源资源,近年来,已经有几个干燥器试图保护农产品(8]。
关于光伏(PV)协助烘干机,Adelajaa et al。9)展示了集成的抽风机是由太阳能光伏模块。一个实验进行蔬菜(6月Hydrophyllum)。设计干燥机干燥室温度的58°C符合最适宜温度,干燥蔬菜,其集电极效率是83.2%。Nwosu et al。10)描述的设计和实验photovoltaic-powered太阳能干燥系统的绩效评估。实验结果表明,即使在不利的天气条件下,单位可以在优质生产木薯。Aktaşet al。11)生产和分析了太阳能干燥器,10公斤西红柿能力。干燥机已经使用在不同的条件。要求完全由太阳能提供电力和热能。番茄切片干燥在干燥空气温度40°C, 45°C,和50°C,分别和平均为0.2米/秒风速8.5,7日和6个小时。根据实验的结果平均太阳能集热器效率计算为49.33%。Ceylan et al。6)设计并制作了一种新型的太阳能干燥器。在本实验使用干燥过程西红柿。光伏电池是用于运行风机和白天充电电池。这些指控电池跑的卤素灯在夜间,而这些卤素灯是用来加热drying-air-assisted光伏电池。太阳能干燥器的效率会增加在夏季由于太阳辐射增加在这个时期。干燥器被称为绿色太阳能干燥器利用光伏电池所需的电力供应。Seveda [12)设计了一个photovoltaic-powered-forced对流太阳能干燥器和评估它NEH条件地区的印度。干燥机有6公斤辣椒每批的能力。太阳能干燥器的平均气温达到40°C,这是高于环境温度。辣椒干燥过程在一个PV powered-forced对流太阳能干燥器减少近80.2%的水分含量(湿基)的最终水分含量近10.0%在32小时。
本研究的主要目的是评估的性能设计和制造PV-assisted干衣机。薄层豌豆干燥过程在这个实验中使用了各种空气温度和气流速度的影响,干燥时间,颜色、补液比率,和特定的能源消费总量。
2。材料和方法
豌豆(Pisum一),它被用于干燥实验,在该地区种植Yenişehir,囊,土耳其。产品是收获6月29日,2016年,然后被存储°C抑制水分的损失。干燥实验收获前进行了一次,同样的产品使用在所有干燥实验。统一的内核的平均半径毫米。样本的初始水分含量规定烘干(ED 115粘合剂、Tuttlingen、德国)24小时的105°C。基于这个初始水分含量分析,发现含水率为75.6%,湿的基础。
2.1。实验装置
开发干燥实验室外气象条件下发生现场实验室的生物系统工程系,学院农业、囊、土耳其(40°13′N, 28°51′E)。干燥器的工程图视图呈现在图1。
这个设备包含1千瓦总容量多晶太阳能电池板模块(SFP250、Solarfield、土耳其)水平30°角总是朝南,1.1千瓦蜗牛风扇(1.5 1500年代,MTA,土耳其),拥有数字电位计,8 kW电阻加热器区,比例积分微分(PID)控制处理器和一个装PT100热电偶(Emko Esm 7730年,土耳其),12个电池(12 V 100)连接在系列48 V电源(SPG100/12,某人,中国),逆变器和控制器,数字电表,干燥室,有四个书架(198 cm-58厘米)。两个托盘之间有一个8厘米的空间。只有一个托盘用于这些实验。
2.2。测试程序
在这个研究中,PV-assisted干燥机的性能进行了测试。设计已经由考虑到当地的条件。之间的实验进行了日期7月1日和7月14日,2016年,在上午十时和下午8点二倍的复制。干燥器被远离任何影子在整个实验过程。薄层干燥,样品被放在金属丝网托盘。
为了理解环境条件的影响,7月的平均环境数据测量记录的数据记录仪(美国坎贝尔科学Cr1000) 12天。平均1分钟测量的数据集是由全球水平的辐照度(CM11日射强度计,Kipp&Zonen,荷兰),直接正常发光(CHP1太阳热量计,Kipp&Zonen,荷兰)和一个安装在太阳能跟踪器,日照时间(CSD 3传感器、Kipp&Zonen、荷兰),环境温度(41342年,年轻的美国),和环境湿度(美国41003年,年轻的)。车站放置除了干燥机。
2.3。分析过程
2.3.1。干燥动力学
通过人工检查,损坏、不成熟和手动干舱被排除在外。此外,豌豆是手动炮击的(4]。豌豆分离之后,它在干燥机干燥空气温度为50,60岁,70°C (13),分别在3米/秒和4 m / s空气速度(14,15]。单一层的干燥进行网状托盘包含新鲜豌豆3公斤。然后数字的谷物水分测定仪测量含水率(美国Dickey-John迷你广汽+)[16]。这个过程被重复,直到水分含量下降到20%(波段)[17]。干燥过程后,产品冷却10分钟,然后在空中玻璃瓶一周的时候颜色和补液进行测量(18]。
2.3.2。具体和总能量消耗
特定的能源消费被定义为删除单位质量所需要的能量的水在干燥过程19]。这个特定的能量计算表示为千瓦/公斤的水分。另一方面,空气干燥机加热和风机运行总能耗计算通过使用数字电子计数器(AEL MF 07、科勒、土耳其)20.]。此外能源生产实现了光伏电池板被测量(Bk325、GT权力RC、中国)在干燥期间,它被排除在总消费。
2.3.3。颜色
色度计确定初始的颜色和干样品(美国亨特实验室EZ 4500 l)。委员会国际歌d 'Eclairage拥抱与三维颜色空间和解释如下:的亮度值范围从没有反射黑色()值为白色(完美的漫反射0)值。价值是发红,范围从负值代表绿色代表红色的积极的价值观。价值是黄色,范围从负值代表蓝色和积极的价值观,代表黄色(21]。之前的颜色测量操作,设备的校准完成后,利用一个标准的白色板(,5,),还利用一个标准的黑版(,,)。在测量的过程中,豌豆叠加以完全覆盖表面的黑色圆柱盒(22]。
2.3.4。补液
补液与干燥实验样品的10 g放入布和放置在一个有250毫升蒸馏水的烧杯中。烧杯被保留在室温下的近20°C, 14个小时的时间。之后,这些样本被从烧杯和排水网,以去除表面的水,然后他们被数字平衡重(Radwag PS 4500年,波兰)。补液能力被确认为样品的总重量的比例的干重补液后克(23]。
2.4。统计分析
结果被使用ms excel软件处理。考试后每个干燥方法,评估任何重大区别颜色和补液使用单向方差分析能力。无条件转移指令的所有计算都是通过软件(版本7.0、数控、美国)。除非另有规定,被视为重要的差异价值。
3所示。结果与讨论
水分含量的减少,影响不同的干燥空气温度和空气速度图所示2。获得的结果表明,豌豆进行的干燥空气温度为50,60岁和70°C在恒定干燥空气3 m / s的速度和花了600年,500年和405分钟。此外,干燥的豌豆持续大约540,450,和360分钟50岁,60岁,70°C在恒定干燥气流速度的4 m / s,分别。干燥时间降低了1.48倍的比例干燥过程中意识到50到70°C在3 m / s的气流速度。同样,干燥时间上涨约1.50倍,如果干燥温度从70减少到50°C 4米/秒风速。因此,干燥时间预计将减少水分在50°C最高层在3 m / s的气流速度和最低水平在70°C 4 m / s气流速度,因此平均总干燥时间持续时间减少约40%。可以看到,较高的干燥温度和空气速度将提高水分子的动能,并最终刺激水蒸发率。出于这个原因,干燥时间减少和增加空气温度和速度。这些结果与以前的研究一致。结果对类似的干燥空气温度的增加由Taechapairoj et al。24]对稻田,Doymaz [25]对绿豆,Rattanamechaiskul et al。26]对紫色水稻,和Doymaz [27红芸豆种子)。在其他方面,它已经看到,气流速度的增加显著降低了干燥时间等其他研究阿夫扎尔et al。28为大麦、Darvishi et al。29日大豆,Chielle et al。30.为木瓜种子。
环境条件是描绘在图3。在晴朗的阳光蓝天实验条件和上午10时到含水率降低到20%。根据每日平均结果收集的研究数据所示3(一个)- - - - - -3 (f),它可以假定全球太阳能辐射强度的比值在实验约667.20 W / m250°和3 m / s, 723.25 W / m250°和4 m / s, 741.74 W / m260°和3 m / s, 798.30 W / m260°和4 m / s, 843.83 W / m270°和3 m / s, 874.25 W / m270°,4米/秒;和直接的太阳辐射强度的比值在实验大约750.44 W / m250°和3 m / s, 771.48 W / m250°和4 m / s, 782.14 W / m260°和3 m / s, 815.55 W / m260°和4 m / s, 824.93 W / m270°和3 m / s, 843.10 W / m270°,4米/秒;在实验期间环境温度是大约29.70°C 50°和3 m / s, 29.63°C 50°和4 m / s, 30.93°C 60°和3 m / s, 30.05°C 60°和4 m / s, 30.58°C 70°和3 m / s, 30.32°C 70°和4米/秒;和在实验大约46.87%相对湿度50°和3 m / s, 47.94% 50°和4米/秒,43.54%为60°和3 m / s, 42.64%为60°和4米/秒,39.25%为70°和3 m / s, 35.93%, 70°和4 m / s。在这个框架中,得出干燥时间和环境条件影响的总量从太阳能电池板发电量。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
治疗各种干燥的能耗变化(电阻和鼓风机)和能源生产从PV图中描述4。当比较不同干燥过程对能量消耗值,注意到空气的温度升高,相对湿度是电阻的重要能耗。此外,如果加热装置与空气温度低,干燥机需要更少的能量。在所有的干燥方法,最低和最高的能源消耗在50°C在3 m / s和70°C 4 m / s,分别。在干燥时间,当光伏电池板产生能量,平均总能耗降低约10.56%至18.71%。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
特定的能量增加而增加气流速度(在恒定温度下)可以看到在图5。数据结果显示,绿豌豆,特定的能量为11.154千瓦的最高价值在70°C h /公斤4 m / s和特定的能量达到最小值的50°C h 3 m / s, 7.616千瓦/公斤。这意味着选择合适的温度和气流速度会导致特定的能源消耗降低。在文献中可以找到类似的结果如Adabi et al。31日]在semifluidized干南瓜种子和流化床干燥器。获得的结果表明,气流速度的增加会导致明显的增加的价值具体的能源消耗。Chayjan et al。32)检查的具体能源消耗几个黑桑的干燥方法。从这个研究,理解,干燥空气速度以更高更多的能源消耗。
总结的平均颜色值(,,)的新鲜和绿色豌豆进行各种干燥过程是在桌子上1。虽然亮度值(44.11)的新鲜样本,绿色/红色()值−5.49和黄色/蓝色()值是31.82。这些结果表明,所有的干燥实验影响颜色变化。值最接近的新鲜豌豆在70°C得到4米/秒风速,而最偏远价值得到了50°C 3 m / s的气流速度。此外,价值减少的干燥时间长。比新鲜豌豆,这是发现和显著值在干燥。当空气温度和气流速度增加,决赛值的范围从0.15−−2.51。出于这个原因,青豆样本失去了绿色。从表可以看出1那价值与减少干燥时间。这是提到干豌豆的值从31.82减少到28.08和24.01在不同气温和空气速度。通过统计分析的工具,这是证实,增加空气温度和气流速度的增加影响了颜色值(显著)。类似的颜色偏差被一些作者强调。本·麦加朝圣说et al。33断言,消极的价值葱属植物罗森叶子显著增加,应用薄层对流干燥后在三个温度下(40、50和60°C)和两个空气速度(1.0和1.5 m / s)。Demiray和Tulek34)研究温度对变色动力学的影响胡萝卜片。最后,颜色值受到热风干燥;例如,值从57.87下降到49.32 65°C。此外,咸海和Beşe [35]应用颜色分析薄层干燥山楂(Crataegusspp)在空气温度50,60岁和70°C和空气速度为0.5,0.9和1.3 m / s对流干燥。他们发现,减少干燥的空气温度和气流速度导致干燥时间长,且减少值可以被视为失去的黄色水果。
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标不同字母在同一列显著差异()。 |
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补液比豌豆的特点是在不同的温度和干空气速度表进行描述1。结果观察到如下。补液的最大容量是2.35,获得了在70°C 4 m / s。同样,最低补液量,获得了2.26,50°C 3 m / s。考虑到个人的影响,样本的平均补液能力提出了随着空气温度和速度的增加。此外,统计分析表明,之间没有显著差异的补液能力50°C 3 m / s和补液容量在70°C 4 m / s,在5%概率水平。这样的行为在几个研究报告进行热风干燥的南瓜片(36],nata de可可[37),而罗莎rubiginosa水果(38]。
4所示。结论
工业干燥的豌豆光伏能源援助已经调查了在六个不同的应用程序。分析了干豌豆关于干燥时间,颜色,补液,特定的能量,和总能量消耗。结果显示,干燥空气温度的增加(50°C到70°C)和空气速度(3 m / s, 4 m / s)导致减少干燥时间。进一步的实验结果指出,特定的能量范围从7.561 kW h /公斤11.154千瓦小时/公斤。最终,颜色偏差已经暴露在所有关于补液治疗以及统计分析比干豌豆表明没有显著差异的空气温度和气流速度等操作条件。工业干燥的光伏能源援助是一个有益的应用在农业上广泛使用,以减少能源消费总量。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者感谢Uludag大学的研究项目单位(项目没有提供金融支持。OUAP (Z) -2014/20)。
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