SEYFİ ŞEVİK, MUSTAFA AKTAŞ, HİKMET DOĞAN, ADEM YILMAZ

Küçük Ölçekli Sera Tipi Bir Kurutucuda Kırmızı Biber Kurutulmasının Termoekonomik Analizi

Bu çalışmada, küçük ölçekli bir sera tipi kurutucu tasarlanmış ve imal edilmiştir. Polikarbonat levha, kaplama malzemesi olarak kullanılmıştır. Hareketli bakır kanatçıklı yüzeyler kullanılarak havanın ısıtılması ve dağılımı sağlanmıştır. Sistem elektrik enerjisi gereksinimi fotovoltaik (PV) ünitesi ile sağlanmıştır. Sistem verimi kırmızı biber kurutularak deneysel olarak incelenmiştir. Kırmızı biberler 11.5 g su/g kuru madde başlangıç nem miktarından son nem miktarına kadar farklı hava sıcaklıklarında kurutulmuştur. Kurutucu içerisinde hava hızı ortalama 0.34 m/s ölçülmüştür. Sistemin yıl içinde 120 gün tam verimli kullanılması halinde geri ödeme süresi 4.5 yıl olarak hesaplanmıştır. Deney sonuçlarına göre zorlanmış taşınımlı sera tipi kurutucunun verimi % 23-27 arasında hesaplanmıştır. Bu sistem, güneş enerjisinin yeterli olduğu aylarda kurutucu olarak kullanılabilmesinin yanında kış aylarında sera olarak da kullanıma olanak sağlamaktadır.

Thermo-economic Analysis of Red Pepper Drying in a Small Scale Greenhouse Type Dryer

In this study, a small scale greenhouse type dryer was designed and manufactured. Polycarbonate cover was used as covering material. Heating and distribution of air was provided by using a moving copper finned surface. The system electricity energy requirement was provided by photovoltaic (PV) unit. The efficiency of system was examined experimentally by drying red peppers. Red peppers were dried from 11.5 g water/g dry matter initial moisture content to final moisture content at the different air temperatures. Drying air velocity was measured average 0.34 m/s. The payback time of system was calculated as 4.5 years when using 120 days in one year. The drying efficiency of forced convection greenhouse type dryer was calculated between the 23% and 27% according to experimental results. This system, when sufficient of solar energy considered can be used as dryer, also it can be used as greenhouse in winter.

PDF

___

Şevik S., "Design, experimental investigation and analysis of a solar drying system", Energy Conversion and Management, 68: 227-234, (2013).
Mark J. E., "Polymer Data Handbook", 363-367, Oxford University Press., Oxford, USA, (1999).
Demir S., "Bazı meyvelerin sera içinde kuruma karakteristikleri", Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ege Üniversitesi, 22-23, İzmir, (1989).
Ergüneş G. ve Gerçekçioğlu R, "Sera tipi kurutucuda Kütahya vişne çeşidinin kuruma özellikleri ve kuru ürün kalitesine etkileri", Türkiye 3. Bahçe Bitkileri Kongresi, 14-17 Eylül, Ankara, 833- 837, (1999).
Demirbaş M., Kasap A., "Fındık kurutma sistemlerinin karşılaştırılması",Tarımsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi, 13-15 Eylül, Şanlıurfa, 431-436 (20019.
Muller J., Reisinger G., Muhlbauer W., Martinov M., Tesic M. and Kisgeci J., "Drying of medicinal and spice plants with solar energy in plastic film covered greenhouse", Land Technik 44(2): 58-60 (1989).
Trim D. S., Ko H. Y., "Development of a forced- convection solar dryer for red peppers", Tropical Agriculture, 59(4): 319-323 (1982).
Chandy E., Ilyas S. M., Samuel D. V. K. and Singh A., "Effect of some physical treatments on drying characteristics of red chillies", In Proceedings of the Int. Agricultural Engineering Conference, Bangkok, Thailand (1992).
Tırıs Ç., Özbalta N., Tırıs M. and Dinçer İ., "Experimental testing of a new solar dryer", Int. J. of Energy Research, 18: 483-490 (1994).
Doymaz I. and Pala M., "Hot-air drying characteristics of red pepper", J. of Food Engineering, 55(4): 331-335, (2002).
Aktaş M., Ceylan İ., Doğan H. ve Aktekeli Z., "Güneş enerjisi destekli, ısı pompalı kırmızı biber kurutucusunun tasarımı, imalatı ve performans deneyleri", Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 30(1): 111-120, (2010).
Manohar K. R. and Chandra P., "Drying of agricultural produce in a greenhouse type dryer", Int. Agric. Eng. J., 9(3): 139-150, (2000).
Jain D. and Tiwari G. N., "Effect of greenhouse on crop drying under natural forced convection II. Thermal modeling and experimental validation", Energy Conversion and Management, 45: 2777- 2793, (2004).
Koyuncu T., "An investigation on the performance improvement of greenhouse type agricultural dryers", Renewable Energy, 31: 1055-1071, (2006).
Ahmad N. T., "Agricultural solar air collector made from low cost plastic packing film", Renewable Energy, 23: 663-671, (2001).
Jain D., "Modeling the performance of greenhouse with packed bed thermal storage on crop drying application", J. of Food Engineering, 71: 170-178, (2005).
Roux N., Jung D., Pannejon J. and Lemoine C., "Modelling of the solar drying process Solia", In: Pierucci S, Ferraris GB, editors. Proceeding of 20th European symposium on computer aided process engineering, (2010).
Yelmen B., "Polietilen yüksek tünel sera tipi kurutucuda baharatlık kırmızı biberin kurutulması", Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çukurova Üniversitesi, Adana, (2010).
Fuller R. J. and Charters W. W. S., "Performance of a solar tunnel dryer with microcomputer control", Solar Energy, 59(4-6): 151-154, (1997).
Bala B. K., Mondol M. R. A., Biswas B. K., Daschowdury B. L. and Janjai S., "Solar drying of pineapple using solar tunnel drier", Renewable Energy, 28: 183-190, (2003).
Gürlek G., Özbalta N. and Güngör A.,"Solar tunnel drying characteristics and mathematical modelling of tomato", Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 29(1): 15- 23, (2009).
Farhat A., Koli S., Kekreni C., Maalej M., Fadkel A. and Belghith A., "Validation of a pepper drying model in a polyethylene tunnel greenhouse", Int. J. of Thermal Sciences, 43: 53-58, (2004).
Khiari B., Mihoubi D., Mabrouk S. B. and Sassi M., "Experimental and numerical investigations on water behaviour in a solar tunnel drier", Desalination, 168: 117-124, (2004).
Condori M. and Saravia L., "The performance of forced convection greenhouse driers", Renewable Energy, 13: 453-469, (1998).
Condori M., Echaz R. and Saravia L., "Solar drying of sweet pepper and garlic using the tunnel greenhouse drier", Renewable Energy, 22: 447-460, (2001).
Garg H. M. And Kumar R., "Studies on semi- cylindrical solar tunnel dryers: thermal performance of collector", Applied Thermal Engineering, 20: 115-131, (2000).
Sethi V. P. and Arora S., "Improvement in greenhouse solar drying using inclined north wall reflection", Solar Energy, 83: 1472-1484, (2009).
Kumar A. and Tiwari G. N., "Thermal modeling of a natural convection greenhouse drying system for jaggery: an experimental validation", Solar Energy, 80: 1135-1144, (2006).
Barnwal P. and Tiwari G. N., "Grape drying using hybrid photovoltaic-thermal greenhouse dryer: an experimental study", Solar Energy, 82: 1131-44, (2008).
Janjai S., Intawee P., Kaewkiew J., Sritus C. and Khamvongsa V., "A large-scale solar greenhouse dryer using polycarbonate cover: Modeling and testing in a tropical environment of Lao People's Democratic Republic", Renewable Energy, 36: 1053-1062, (2011).
Salihoğlu N. K., Pinarli V. and Salihoğlu G., "Solar drying in sludge management in Turkey", Renewable Energy, 32: 1661-1675, (2007).
Srisittipokakun N., Kirdsiri K. and Kaewkhao J., "Solar drying of andrographispaniculata using a parabolic shaped solar tunnel dryer", Procedia Engineering, 32: 839-846, (2012).
Ekechukwu O. V. and Norton B., "Review of solar- energy drying systems III: low temperature air- heating applications", Management, 40: 657-667, (1999). Conversion and 34.
Ekechukwu O. V. and Norton B., "Review of solarenergy drying systems III: low temperature airheating solar collectors for crop drying applications", Energy Conversion and Management, 40: 657-667, (1999).
Holman J. P., "Experimental Methods for Engineers", McGraw-Hill, Sigapore, (1994).
TS-2134, "Baharat-Rutubet Miktarının Tayini", Kasım 1987, (1987).
Onat A., "Kırmızı biberin havalı güneş kolektörü sistemi ile kurutulması", Doktora tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Marmara Üniversitesi, 129-130, İstanbul, (2002).
Koç A., B. Toy, M. Hayoğlu, İ. ve Vardin, H., "Kırmızı biber kurutmada kullanılan güneş enerjili bir kurutucu performansı", Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 8: 57-65, (2004).
Makaracı A., "Farklı kurutma yöntemlerinin kırmızı biberlerde aflatoksin oluşumu üzerine etkisi", Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü,Trakya Üniversitesi, 21-22, Tekirdağ, (2006).
Işık A., "Mühendislik Ekonomisi", Birinci Baskı, Bizim Büro Basımevi, 320, Ankara, (1999).
Aydın N., Coşkun M., Bakır H., Ceylan A. ve Başar M., "Finansal Yönetim", Anadolu Üniversitesi Yayın no:1465, Editör: Aydın N., 2007.
Rathore N. S. and Panwar N. L., "Experimental studies on hemi cylindrical walk-in type solar tunnel dryer for grape drying", Applied Energy, 87: 2764- 2767, (2010).