Güneş enerjili kurutucunun tasarım parametrelerinin araştırılması

Güneş enerjili sistemlerin kurutmada kullanılması ekonomik ve pratik olması açısından tercih edilmektedir. Bu nedenle, bu sistemlere etki eden parametrelerin bilinmesi büyük önem taşımaktır. Bu çalışmada birbirine seri halinde bağlanmış iki güneş enerjili toplayıcıdan geçen kurutma havası kapalı bir ortama verilerek kurutma yapılmıştır. Burada ürün olarak çarliston tipi biber (Capsicum Annuum) kullanılmıştır. Bu ürünün seçilmesindeki en büyük neden, ürünün niteliğinden dolayı kurutmada yaşanan bazı zorlukların sistemimizde giderilmeye çalışılmasıdır. Kurutma süresince, deneye etki eden, denge nem içeriği, kurutma hızı, ısıl verim, sistemin kurutma verimi ve nem ekstraksiyon oranı gibi parametreler araştırılmıştır. Bu çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. Öncelikle başlangıç nem değerleri belirlenmiş (kuru madde tayini TSE 1129ʼa göre) olan ürünün denge nem içerikleri bulunmuştur. Bu nedenle sorpsiyon izotermleri oluşturulmuştur. Biberin sorpsiyon izotermleri, % 10-98 bağıl nem aralığında, 30 oC ve 60 oC olmak üzere iki farklı sıcaklıkta, statik gravimetrik metot kullanılarak, 14 günlük bir sürenin sonunda incelenmiştir. Deneyde kullanılan malzemeler, ± 0,5 doğruluk değerine sahip termostatlı su banyosu, yedi adet sorpsiyon kabı olarak adlandırılan, 10 cm çapında vakumlu cam kap olarak verilebilir. Sorpsiyon kapları herhangi bir buhar kaçağına karşı plastik conta ile kapatılmıştır. Her bir sorpsiyon kaplarına içindeki bağıl basıncın belirlenmesini sağlayacak olan farklı doymuş tuz çözeltisi eklenmiştir. İncelenecek olan ürün, küçük cam şişelere (ağırlık şişesi) konularak, LiCl, MgCl2, K2CO3, NaBr, NaCl, BaCl2 ve K2SO4 gibi doymuş tuz çözeltilerinin üstüne yerleştirilerek 14 gün sonundaki değerler belirlenmiştir. Doymuş tuz çözeltilerinin derişim miktarları literatürden bulunmuştur. Sıcaklık kontrolü için, sorpsiyon kapları termostatlı su banyosuna yerleştirilmiştir. Deney sırasında su banyosundaki suyun azalmasını önlemek için su banyosu plastik bir örtü ile kapatılmıştır. Sonuç olarak, sorpsiyon izoterm diyagramı, nem içeriğine karşılık su aktivitesi alınarak çizilmiş ve su aktivitesinin fonksiyonu olan sorpsiyonlarının davranışı belirleyen uygun matematik modeller, 30 oC ve 60 oC için lineer olmayan regresyon metodundan yararlanılarak belirlenmişlerdir. Deneysel veriler, Oswin, Modified Oswin, GAB, Modified Henderson, Halsey ve Modified Halsey modelleri kullanılarak istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. İkinci aşamada, kurutma deneyinde, güneşli hava ısıtıcılı tünel tipi seralı kurutucu kullanılmıştır. Bu sistemde, ışınım şiddeti, sıcaklıklar, ürün kütlesinin nem kaybı, kurutma verimi için gerekli olan hava hızları gibi parametreler ölçülmüştür. Böylece, kurutma eğrileri ve verim eğrileri elde edilmiş ve lineer olmayan regresyon metodu kullanılarak uygun denklemler oluşturulmuştur. Ayrıca kurutma verimleri de hesaplanmıştır. Kurutma 5 m uzunluğunda 2,05 m genişliğinde ve 2,28 m yüksekliğinde sera tipi tünel kurutucuda yapılmıştır. Kurutucunun içine yerleştirilen sıcaklık ve nem duyar elemanları ile alınan ölçümler bir data-logger (veri toplayıcı) aracılığıyla kaydedilmiştir. Kurutma havası, birbirine seri halde bağlı, güneye yönelik, 4,5 m x 1,1 m boyutlarında eğimleri 20o olan iki toplayıcıda ısıtılmıştır. Kurutucuda kullanılan örtü polietilendir. Toplayıcılarda yalıtım için 5 cm kalınlığında poliüretan köpük kullanılmıştır. Aynı zamanda kurutucu ve toplayıcıların değişik noktalarında sıcaklık, nem, kütle, güneş ışınımı, rüzgar hızı ölçüldü ve kaydedildi. Deney sonuçları toplayıcı ve kurutucunun verimliliğinin belirlenmesinde kullanıldı