Güneş enerjili hibrit tip bir kurutma sistem tasarımı ve deneysel analizi / Design and experimental analysis of a solar hybrid type drying system

Abstract

Kurutma, gıdaların daha uzun süre bozulmadan muhafaza edilebilmesi için yapılan ürün içerisindeki nemin uzaklaştırılması işlemidir. Bu amaç için tasarlanmış çok farklı kurutucular bulunmaktadır. Bu çalışmada, Şanlıurfa iklim şartlarında biber, patlıcan ve yapraklı bitkilerin kurutulmasında kullanılmak üzere güneş enerjili hava kollektörü ve hava geçiş tüneli birleştirilerek hibrit tip bir kurutma sistemi tasarlanmıştır. Böylelikle kurutulacak ürünlerin güneş ışığına maruz kalmadan temiz ve doğal görünümlü bir şekilde kuruması amaçlanmıştır. Hava hızının, sıcaklığının ve güneş ışınım miktarının kuruma süresine etkisi araştırılmıştır. Tasarımı ve imalatı yapılan sistem, kanatçıklı yapıda alüminyum yutucu plakalı bir hava kollektörü, bir tünel, bir fan ve bir konveyörden oluşmuştur. Ürünler hemen yutucu plakanın altına bırakılmış ve güneş ışınlarına maruz kalmadan kuruması sağlanmıştır. Ürünlerin kabin içerisine giriş ve çıkışı için konveyör bandı kullanılmıştır. Kurutma havasının hızı, fan üzerindeki bir hız anahtarı ile kontrol edilmiştir. Deney setinde, giriş ve çıkış sıcaklığı ile bağıl nemi, kabin içinde farklı noktalardan sıcaklıklar ve zamana bağlı ürün kütlesi ölçülmüştür. Yapılan bu çalışmada güneş ışınımının, dış hava sıcaklığı ve hava hızının ürünlerin kuruma süresini etkileyen en önemli parametreler olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonucunda güneş enerjisinden yararlanılarak tünel tipi hibrit kurutma sistemi içerisinde kuruması sağlanan kırmızıbiber, nane ve maydanozun, açık sergide güneş altında kurutulan ürünlere kıyasla daha hızlı kuruduğu, daha temiz ve doğal bir görünüme sahip olduğu tespit edilmiştir. Drying is the process of removal of moisture from food products in order to store longer time without spoiling. There are many different dryers designed for this purpose. In this study, a hybrid type drying system was designed with combining solar air collectors and air tunnel in order to dry peppers, eggplants and leafy vegetables under the climatic conditions of Şanlıurfa. It is aimed that the products will not be exposed directly sun rays and will be kept clean and their natural appearance. The effect of air velocity and temperature and solar radiation on drying time is investigated. The system designed and manufactured in this study consists of a solar air collector made from aluminum absorber plate with fins, an air tunnel, a fan and a conveyor belt. The products were placed under absorber plate in order to not expose to directly sun rays. The velocity of drying air was controlled with a velocity switch on the fan in order to see the effect of air velocity on drying. Inlet and outlet temperatures and relative humidity, temperatures from different points in the drying cabin and product mass with time were measured and recorded in the experimental setup. It was determined in this study that solar radiation, outside air temperature and air velocity are the most important parameters affecting the drying time of the products. As the measurements analyzed, collector's efficiency was observed to be directly proportional to solar radiation. The experimental results show that red pepper, mint and parsley dried in the hybrid type drying system have a cleaner and more natural appearance and dry faster when compared with the products dried under the sun in outdoor conditions.