Un nuevo modo de un secador de invernadero solar de convección natural para uso doméstico: evaluación del rendimiento para el secado de uvas
Autores: Tawfik, M. A.; Oweda, Khaled M.; Abd El-Wahab, M. K.; Abd Allah, W. E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un nuevo modo de un secador de invernadero solar de convección natural para uso doméstico: evaluación del rendimiento para el secado de uvas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Secado solar
Convección natural
Convección forzada
Uvas
Plexiglas
Eficiencia de secado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Se sabe que el proceso de secado solar por convección natural (NC) es un método simple y económico para secar alimentos, pero no es preferible para usuarios comunes en el caso de secar productos agrícolas de alto contenido de humedad debido a la lenta tasa de secado. Mientras tanto, el proceso de secado por convección forzada (FC) es más apropiado para tales productos, pero su viabilidad económica puede verse afectada debido a los altos costos iniciales y de mantenimiento. Por lo tanto, el presente estudio propuso un modo de secado controlado por convección natural (CNC) utilizando un secador solar de invernadero (SGD) para secar uvas con dos tipos de materiales de cubierta, vidrio y Plexiglas, a través de una operación intermitente con un sistema fotovoltaico para ahorrar energía como un secador doméstico simple y económico en lugar del común SGD de convección forzada y el SGD de convección natural convencional. Los resultados obtenidos del nuevo modo de secado CNC utilizando un SGD de Plexiglas mostraron una tasa de secado más alta que el modo de secado NC y están cerca del modo de secado FC utilizando el mismo material de cubierta. El contenido de humedad inicial de las uvas se redujo de 5.91 g de agua/g de materia seca al contenido de humedad final de 0.15 g de agua/g de materia seca en 12 h y 15 h para los modos de secado CNC y NC, respectivamente, utilizando el SGD de Plexiglas. Además, la eficiencia térmica de secado para los dos modos de secado mencionados fue del 12.5 y 9.7%, respectivamente. El modelo de Page resultó ser el modelo más apropiado para predecir la cinética del SGD en todos los modos de secado, independientemente del tipo de cubierta. El nuevo modo de secado CNC utilizando el SGD de Plexiglas logró el costo más bajo por kg de uvas secas (1.26 USD/kg), los costos totales ahorrados más altos durante la vida útil del secador (USD 245.46) y el período de recuperación más corto (1.08 años) en comparación con los otros dos secadores, NC-SGD y FC-SGD. En general, el CNC-SGD tuvo un buen rendimiento sobre el NC-SGD porque no se ve afectado por la fluctuación en el volumen, la velocidad y la dirección del aire ambiente/ viento de entrada durante el secado de uvas como un producto de alto contenido de humedad sin fuentes de calor externas o partes complicadas. Por lo tanto, el sistema de secado propuesto tiene la ventaja en términos de simplicidad, economía y ahorro de energía en comparación con FC-SGD.
Descripción
Se sabe que el proceso de secado solar por convección natural (NC) es un método simple y económico para secar alimentos, pero no es preferible para usuarios comunes en el caso de secar productos agrícolas de alto contenido de humedad debido a la lenta tasa de secado. Mientras tanto, el proceso de secado por convección forzada (FC) es más apropiado para tales productos, pero su viabilidad económica puede verse afectada debido a los altos costos iniciales y de mantenimiento. Por lo tanto, el presente estudio propuso un modo de secado controlado por convección natural (CNC) utilizando un secador solar de invernadero (SGD) para secar uvas con dos tipos de materiales de cubierta, vidrio y Plexiglas, a través de una operación intermitente con un sistema fotovoltaico para ahorrar energía como un secador doméstico simple y económico en lugar del común SGD de convección forzada y el SGD de convección natural convencional. Los resultados obtenidos del nuevo modo de secado CNC utilizando un SGD de Plexiglas mostraron una tasa de secado más alta que el modo de secado NC y están cerca del modo de secado FC utilizando el mismo material de cubierta. El contenido de humedad inicial de las uvas se redujo de 5.91 g de agua/g de materia seca al contenido de humedad final de 0.15 g de agua/g de materia seca en 12 h y 15 h para los modos de secado CNC y NC, respectivamente, utilizando el SGD de Plexiglas. Además, la eficiencia térmica de secado para los dos modos de secado mencionados fue del 12.5 y 9.7%, respectivamente. El modelo de Page resultó ser el modelo más apropiado para predecir la cinética del SGD en todos los modos de secado, independientemente del tipo de cubierta. El nuevo modo de secado CNC utilizando el SGD de Plexiglas logró el costo más bajo por kg de uvas secas (1.26 USD/kg), los costos totales ahorrados más altos durante la vida útil del secador (USD 245.46) y el período de recuperación más corto (1.08 años) en comparación con los otros dos secadores, NC-SGD y FC-SGD. En general, el CNC-SGD tuvo un buen rendimiento sobre el NC-SGD porque no se ve afectado por la fluctuación en el volumen, la velocidad y la dirección del aire ambiente/ viento de entrada durante el secado de uvas como un producto de alto contenido de humedad sin fuentes de calor externas o partes complicadas. Por lo tanto, el sistema de secado propuesto tiene la ventaja en términos de simplicidad, economía y ahorro de energía en comparación con FC-SGD.