مقاله خشک کن خورشیدی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله خشک کن خورشیدی دارای ۶۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله خشک کن خورشیدی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله خشک کن خورشیدی

مقدمه  
بررسی انواع خشک‌کن‌های خورشیدی  
خشک‌کن‌های خورشیدی  
۱- خشک‌کن خورشیدی فعال غیرمستقیم با سبدهای چند لایه  
۲- خشک‌کن‌های فعال مختلط از نوع تونلی  
۳- خشک‌کن‌های خورشیدی غیرفعال مستقیم از نوع سقف شیشه‌ای  
۴- خشک کن خورشیدی غیرفعال مختلط  
۵- خشک‌کن‌های خورشیدی غیرفعال مستقیم از نوع کابینتی  
اجزای خشک کن:  
سیستم کنترل PID:  
سخت‌افزار سیستم کنترل  
نرم‌افزار سیستم کنترل خودکار  
بررسی دقت سیستم کنترل دور فن  
بررسی میزان تغییرات دور فن  
مقایسه بازده‌های فعلی و بهینه خشک کن  
محاسبات خشک‌کن‌ها  
فرآیند خشک کردن پیاز و محاسبات آن:  
نتایج و بحث‌ها  
معرفی دستگاه  
نتیجه‌گیری  

مقدمه

خشک کردن مواد غذایی یکی از قدیمی‌ترین روش‌های نگهداری آنهاست. با کاهش مقدار رطوبت ماده غذایی، امکان فساد میکروبی آن از بین می‌رود و وزن و حجم آن نیز به مقدار زیادی کاهش می‌یابد. از طرفی، فرآیند خشک کردن از لحاظ مصرف انرژی یکی از پرهزینه‌ترین عملیات پس از برداشت در کشاورزی است. امروزه منبع اصلی تامین انرژی سوخت‌های فسیلی هستند که در آینده به اتمام خواهند رسید. از جمله انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی است که می‌تواند جایگزینی برای انرژی‌های فسیلی باشد

در بسیاری از مناطق روستایی کشورهای در حال توسعه، خرید خشک‌کن‌های صنعتی برای کشاورزان از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست و کشاورزان خرده پا به ندرت از این تجهیزات استفاده می‌کنند. روش سنتی خشک کردن محصول زیر تابش مستقیم آفتاب هم معایب و محدودیت‌هایی دارد که از جمله می‌توان به تلفات بالای محصول، خشک شدن ناکافی، آلودگی به گرد و غبار، آلودگی‌های قارچی، حمله حشرات، پرندگان و جوندگان به محصول،‌ و بارندگی غیرمنتظره اشاره کرد

کاربرد خشک‌کن‌های خورشیدی در محل‌های تولید محصولات کشاورزی مانند مزارع و باغ‌ها باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های تولید و تبدیل بهینه محصولات کشاورزی می‌شود. کیفیت محصول، به خصوص محصولاتی مانند سبزی‌های برگی (که با داشتن ترکیبات معطر در برابر دمای بالای خشک‌کن‌های صنعتی فوق‌العاده حساس هستند وقتی با خشک‌کن‌های خورشیدی خشک شود به طور قابل توجهی نسبت به روش‌های سنتی (پهن کردن محصول در معرض آفتاب و باد) و روش صنعتی (که پرهزینه است) خواهد بود

بررسی انواع خشک‌کن‌های خورشیدی

خشک‌کن‌های خورشیدی

به طور کلی خشک کن‌های خورشیدی به دو گروه عمده خشک‌کن‌های فعال و خشک‌کن‌های غیرفعال تقسیم می‌شوند. خشک‌کن‌های خورشیدی غیرفعال، خشک‌کن‌هایی هستند که در آنها تنها از انرژی خورشید جهت خشک کردن محصول استفاده می‌گردد. در خشک‌کن‌های خورشیدی فعال علاوه بر انرژی خورشید معمولا از یک مکنده یا دمنده برای ایجاد جریان هوا در سرتاسر بستر محصول استفاده می‌شود

خشک‌کن‌های خورشیدی غیرفعال به سه دسته تقسیم می‌شوند

۱- خشک‌کن غیرفعال مستقیم، در این خشک‌کن‌ها بستر محصول در معرض تابش مستقیم خورشید قرار می‌گیرد و جریان هوا به روش جابجایی آزاد برقرار می‌گردد

۲- خشک‌کن‌های غیرفعال غیرمستقیم، در این خشک‌کن‌ها هوای گرم از سرتاسر بستر محصول عبور می‌کند و جریان هوا معمولا به روش جابجایی آزاد برقرار می‌گردد. در این روش بستر محصول مستقیما در معرض تابش خورشید قرار ندارد

۳- خشک‌کن‌های غیرفعال مختلط، این نوع از خشک‌کن‌ها ترکیبی از دو روش قبلی هستند. در این روش هوای گرم شده توسط انرژی خورشید از سرتاسر بستر محصول عبور می‌کند و در عین حال خود بستر نیز به طور همزمان در معرض تابش مستقیم خورشید قرار دارد

 خشک‌کن‌های خورشیدی فعال نیز در انواع کلی زیر وجود دارند

۱- خشک‌کن خورشیدی فعال غیرمستقیم، در این نوع خشک‌کن‌ها علاوه بر انرژی خورشید معمولا از یک مکنده یا دمنده برای ایجاد جریان سریع هوا در سرتاسر بستر محصول استفاده می‌گردد و محصول مستقیما در معرض تابش نور خورشید نمی‌باشد

۲- خشک‌کن خورشیدی فعال مختلط، در این نوع علاوه بر جابجایی اجباری- هوای گرم شده- به وسیله دمنده (یا مکنده) بستر محصول نیز در معرض تابش مستقیم خورشید قرار می‌گیرد

۱- خشک‌کن خورشیدی فعال غیرمستقیم با سبدهای چند لایه

این خشک کن (شکل ۴) دارای یک جمع‌کننده انرژی خورشید با صفحه جاذب پلکانی (به منظور افزایش سطح جذب انرژی و سطح تماس با هوای داخل جمع‌کننده) و یک محفظه خشک‌کن می‌باشد. هوا گرم داخل جمع‌کننده از طریق یک مکنده گریز از مرکز به سمت محفظه خشک‌کن حرکت می‌کند. در داخل محفظه خشک‌کن سبدهایی با چند لایه طوری قرار گرفته‌اند و محصول روی این طوری‌ها پهن می‌شود. جریان هوای داخل جمع‌کننده از داخل این سبدها عبور کرده و ضمن گرفتن رطوبت محصول از مجرای خروجی خشک‌کن خارج می‌شود

ظرفیت بارگیری این نوع خشک‌کن ۳۸ کیلوگرم به ازای هر مترمربع سطح جمع‌کننده می‌باشد. دوره خشک شدن در این روش ۵ تا ۶ روز است و محصول دارای کیفیت بسیار مطلوبی می‌باشد

۲- خشک‌کن‌های فعال مختلط از نوع تونلی

در این نوع از خشک‌کن (شکل ۵) محفظه خشک کردن به صورت تونلی می‌باشد که محصول به صورت یک لایه نازک در داخل آن پهن می‌گردد. جذب انرژی خورشید هم در جمع کننده و هم مستقیما توسط محفظه خشک شدن صورت می‌گیرد. برای ظرفیتهای پایین (حدود ۵۰ تا ۳۰۰ کیلوگرم‌) معمولا محفظه خشک کردن و جمع‌کننده پشت سر هم (به صورت سری قرار می‌گیرند ولی در ظرفیتهای بالا (تا ۱۰۰۰ کیلوگرم) این دو قسمت کنار هم و به صورت موازی قرار می‌گیرند. در خشک کن تونلی با جمع‌کننده خورشیدی، جمع‌کننده و محفظه تونلی خشک شدن هر دو روی زمین بسته می‌شوند و یک پوشش شفاف روی آنها قرار می‌گیرد و دیوارهای اطراف نیز عایق‌بندی می‌گردد. در این نوع خشک‌کن جابجایی هوا به صورت اجباری و توسط یک مکنده گریز از مرکز صورت می‌گیرد. برای جلوگیری از ورود حشرات به داخل خشک کن در مجرای ورودی هوا به داخل به طور معمول یک توری سیمی قرار می‌گیرد

۳- خشک‌کن‌های خورشیدی غیرفعال مستقیم از نوع سقف شیشه‌ای

خشک کن خورشیدی سقف شیشه‌ای (شکل ۲) شبیه یک اتاقکی می‌باشد که شامل دو ردیف موازی سبد توری از جنس گالوانیزه که هر کدام دارای بدنه چوبی می‌باشند، است. این خشک‌کن دارای سقف شیشه‌ای دو تکه می‌باشد که یکی از این دو به جهت شمال جغرافیایی و دیگری در جهت جنوب شیب گرفته‌اند. هوای گرم شده در داخل محفظه همراه با رطوبت جذب شده از قسمت بالایی اتاقک خارج می‌شود، در اثر خلاء ایجاد شده هوای تازه از قسمت پایین اتاقک وارد می‌شود و بدین ترتیب جریان هوا در داخل خشک‌کن برقرار می‌گردد. درجه حرارت داخل این خشک‌کن می‌توانند تا دو برابر درجه حرارت هوای محیط در موقع ظهر برسد

۴- خشک کن خورشیدی غیرفعال مختلط

این خشک کن (شکل ۳) دارای دو قسمت جمع‌کننده انرژی خورشید و محفظه خشک شدن محصول که در آن قرار می‌گیرند، می‌باشد. جمع‌کننده دارای یک پوشش شفاف و یک صفحه جاذب سیاه رنگ می‌باشد. محفظه خشک کردن نیز دارای پوشش شفاف می‌باشد تا محصول علاوه بر این که در معرض تابش مستقیم خورشید قرار می‌گیرد از خطر باران و گرد و خاک هم حفظ گردد. جابجایی هوای گرم در خشک کن به صورت جابجایی آزاد (جابجایی در اثر تغییرات چگالی هوای گرم شده) است و در صورت وزش باد و با مکش ایجاد شده در مجرای خروجی هوای خشک کن این جریان افزایش خواهد یافت. بیشترین درجه حرارت داخل محفظه خشک کردن در شرایطی که دمای محیط حدود ۲۰ درجه سانتی‌گراد بوده، معادل ۵۰ درجه سانتی‌گراد گزارش شده است. ظرفیت بارگیری تا ۱۰۰ کیلوگرم در هر متر مکعب فضای داخل محفظه و یا ۲۵ کیلوگرم برای هر مترمربع از سطح جمع‌کننده می‌باشد

۵- خشک‌کن‌های خورشیدی غیرفعال مستقیم از نوع کابینتی

این نوع خشک‌کن‌ها بسیار ساده بوده و توسط روستائیان نیز به سادگی با هزینه اندک قابل ساخت و استفاده کردن خواهد بود

این خشک کن از نوع خشک‌کن‌های غیرفعال مستقیم می‌باشد که معمولا از چوب ساخته می‌شود و طول آن تقریبا ۳ برابر پهنای آن است. خشک‌کن دارای یک لایه شیشه یا پلاستیک شفاف است که نور خورشید از آن عبور کرده و به سطح سیاه رنگ زیر و اطراف برخورد کرده و حرارت تولید می‌کند، درجه حرارت در داخل جمع‌کننده به حدود ۸۰ درجه سانتی‌گراد می‌تواند برسد و محصول نهایی دارای کیفیت بالاتری نسبت به خشک کردن سنتی می‌باشد

اجزای خشک کن

جمع کننده: جمع‌کننده انرژی خورشیدی از یک قاب آلومینیومی ساخته شده که سایر اجزاء را در خود نگه می‌دارد. صفحه جاذب از ورق آلومینیومی و با نوعی رنگ تیره مات با ضریب جذب بالا و نام تجاری دنکستل پوشانده شده است. زیر صفحه جاذب از نوعی عایق فومی به ضخامت) (وات بر متر درجه سانتی‌گراد) استفاده می‌شود. و زیر لایه عایق صفحه زیرین قرار دارد که جنس آن ورق گالوانیزه است. صفحه پوشش هم از شیشه ساختمانی با ضخامت ۴ میلی‌متر است که با صفحه جاذب فاصله دارد. که این مقدار فاصله با استفاده از مقادیر جرم و دبی هوای محاسبه شده برای خشک‌کن، عرضی مجرای عبور هوای جمع‌کننده و مساحت جمع‌کننده بدست می‌آید

جمع کننده انرژی خورشیدی

محفظه خشک کن: فرآیند اصلی خشک کردن در این قسمت انجام می‌شود. هوای گرم شده توسط جمع‌کننده‌های خورشیدی بوسیله مکنده، مکیده شده و به این قسمت هدایت می‌شود. در این قسمت با عبور هوای گرم از بستر محصول رطوبت موجود در آنها تبخیر و به خارج هدایت خواهد شد. محفظه خشک کن شامل محفظه آرام‌کننده، پوشش شیشه‌ای، درب جهت دسترسی به داخل آن دریچه جهت اتصال به سیستم تأمین هوا، پشم شیشه جهت عایق‌کاری، شیارهایی جهت نگهداری سینی‌های محصول رکاب می‌باشد. این محفظه خود به عنوان صحیح‌کننده انرژی خورشیدی عمل می‌کنند لذا داخل محفظه خشک‌کننده با رنگ سیاه مات پوشیده شده است تا در مواقعی که از تابش مستقیم نور خورشید در حالتهای مختلط بهره گرفته می‌شود، خود به عنوان جمع‌کننده عمل کرده و حداکثر جذب انرژی خورشید حاصل گردد. فاصله قرارگیری سینی‌ها نسبت به هم بسیار مهم می‌باشد طوری که سینی بالایی باید سایه‌اندازی ناچیزی روی سینی پائین داشته باشد

محفظه خشک کن

سینی نگه‌داری محصول: در یک خشک کن محصول به صورت لایه نازک خشک می‌گردد. به منظور قرار دادن محصول به صورت لایه نازک در داخل محفظه خشک کننده باید با توجه به ظرفیت محفظه خشک کننده و ابعاد آن از سینی استفاده می‌شود. در اکثر موارد سینی‌ها از توده پارچه‌ای با قاب چوبی ساخته می‌شود

سیستم تأمین و انتقال هوا: در یک خشک‌کن هوا از جمع‌کننده‌ها توسط سیستم تأمین و انتقال هوا مکیده و وارد محفظه خشک‌کننده می‌گردد. برای خروج هوا از خشک‌کن لوله قابل انعطاف آلومینیومی بکار گرفته می‌شود که انتهای دیگر این لوله به یک مکنده ختم می‌شود

 کانال رابط: برای اتنتقال هوای گرم شده در جمع‌کننده‌ها به محفظه خشک‌کن از یک کانال ذوزنقه‌ای شکل استفاده می‌شود. این کانال چوبی طوری ساخته می‌شود که از یک طرف دارای یک دهانه با اندازه مشخص می‌باشد که به انتهای بالایی جمع‌کننده متصل می‌گردد. و از طرف دیگر دارای اندازه مشخص و به قسمت جلو- پائین محفظه خشک‌کننده با پیچ محکم می‌گردد. برای به حداقل رساندن تلفات حرارتی سطح کانال بصورت مؤثر توسط پشم شیشه پوشیده می‌شود

مکنده: هوای گرم شده در جمع‌کننده توسط این وسیله مکیده می‌شود و از بستر محصول عبور داده می‌شود. عموما مکنده در قسمت عقب محفظه خشک‌کن نصب شده است

خفه کن: دبی هوای خشک کننده را تغییر می‌دهد. خفه کن در خروجی مکنده نصب می‌گردد

سیستم کنترل PID