CC BY
15
¿к UNiVERSlIM:
№ 12 (93)_ДД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2021 г.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ
DOI - 10.32743/UniTech.2021.93.12.12743
ИССЛЕДОВАНИЕ СУШКИ КОКОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА В СОЛНЕЧНОЙ СУШИЛКЕ
Зулпонов Шовкиддин Урозалиевич
исследователь,
Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Ташкент
Самандаров Достон Ишмухаммат угли
PhD, Ташкентский государственный технический университет
Республика Узбекистан, г. Ташкент
Султанова Шахноза Абдувахитовна
д-р техн. наук, доцент, Ташкентский государственный технический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: sh. sultanova@yahoo. com
Сафаров Жасур Эсиргапович
д-р техн. наук, профессор Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: _ jasursafarov@yahoo. com
RESEARCH ON DRYING MULBERRY SILKWORM COCOONS IN A SOLAR DRYER
Shovkiddin Zulponov
Researcher,
Tashkent State Technical University Uzbekistan, Tashkent
Doston Samandarov
PhD, Tashkent State Technical University Uzbekistan, Tashkent
Shakhnoza Sultanova
DSc, associate professor, Tashkent State Technical University, Uzbekistan, Tashkent
Jasur Safarov
DSc, professor Tashkent State Technical University Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Сушка сельскохозяйственных продуктов по-прежнему является наиболее распространенным методом сохранения. Солнечная сушка может рассматриваться как развитие солнечной сушки и является эффективной системой использования солнечной энергии. Целью данного исследования было изучение работы прямоугольной солнечной сушилки для сушки коконов тутового шелкопряда в условиях Узбекистана.
Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ СУШКИ КОКОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА В СОЛНЕЧНОЙ СУШИЛКЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Зулпонов Ш.У. [и др.]. 2021. 12(93). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12 743
№ 12 (93)
AuiSli
ж те;
universum:
технические науки
декабрь, 2021 г.
ABSTRACT
Drying of agricultural products is still the most common method of conservation. Solar drying can be considered as a development of solar drying and is an effective system of solar energy utilization. The purpose of this study was to study the operation of a rectangular solar dryer for drying mulberry silkworm cocoons in the conditions of Uzbekistan.
Ключевые слова: сушка на солнце, кокон, сушилка, эффективность, скорость сушки. Keywords: sun drying, cocoon, dryer, efficiency, drying speed.
Введение. Одним из важных потенциальных применений солнечной энергии является солнечная сушка сельскохозяйственных продуктов. Потери сельско-хозяйственной продукции в развивающихся странах оцениваются в 30-40 % от объема производства [1].
Сушка на открытом солнце является хорошо известным методом сохранения продуктов питания, который снижает содержание влаги в сельскохозяйственных продуктах и предотвращает их порчу в течение периода времени, считающегося периодом безопасного хранения. В процессе сушки происходят значительные потери из-за воздействия таких факторов, как грызуны, птицы, насекомые, дождь и микроорганизмы. Качество продуктов питания может серьезно ухудшиться, так что иногда они становятся несъедобными. Чтобы преодолеть эти проблемы, внедряются солнечные сушилки.
Солнечные сушилки можно разделить на несколько категорий, в зависимости от способа нагрева или режима работы. Солнечные сушилки обычно классифицируются как (I) сушилки прямого действия, (II) сушилки косвенного действия и (III) сушилки смешанного действия. В солнечных сушилках прямого действия в воздушном нагревателе находятся зерна, а солнечная энергия, проходящая через прозрачную крышку, поглощается зернами. В сушилках непрямого типа солнечная энергия собирается в отдельном солнечном воздухонагревателе, и нагретый воздух из отдельного воздухонагревателя проходит через слой зерна. Солнечные сушилки смешанного типа, нагретый воздух из отдельного воздухонагревателя проходит через зерновой слой, и в то же время верхняя поверхность слоя непосредственно поглощает солнечную энергию, проходящую через прозрачные крышки. Солнечные сушилки также можно разделить на пассивные и активные, в зависимости от способа подачи воздуха (естественный или принудительный). В течение многих лет было изучено несколько конструкций солнечных сушилок. Одной из них является солнечная сушилка [2].
Garg и Kumar [3] представили моделирование и тепловые характеристики полуцилиндрической сушилки с естественной циркуляцией. Они пришли
к выводу, что система может использоваться как в режиме естественной, так и принудительной циркуляции. Естественный конвективный расход воздуха и повышение температуры приточного воздуха в пиковые солнечные часы достаточны для сушки корпуса.
Medved и др. [4] разработали надувной солнечный коллектор полусферической геометрии. Их прототип имеет диаметр 40,8 см, а абсорбер представляет собой банку высотой 10 см и диаметром 6,5 см. Для анализа теплового поведения такого нагревателя была использована переходная модель с единичными параметрами. Модель была решена с помощью метода обратной матрицы. В данном исследовании разница между численной моделью и экспериментальными результатами составила около 7%.
Amir и др. [5] сообщили о многоцелевой солнечной сушилке для использования во влажных тропиках. По сравнению с солнечной сушкой, время сушки какао, кофе и кокоса может быть сокращено на 40 %. Эффективность коллектора находилась в диапазоне 23,5-36 %.
Узбекистан обладает высоким потенциалом для производства солнечной энергии. Он расположен в зоне умеренного климата. Большая часть территории страны получает среднегодовую дневную глобальную солнечную радиацию. Целью данного исследования было изучение работы солнечной сушилки со смешанным режимом принудительной конвекции в прямоугольном туннеле для сушки коконов тутовгог шелкопряда в условиях Узбекистана [6].
Результаты исследований. Солнечная сушилка для сушки коконов.
Установка состоит из камеры с дверью. Подлежащие сушке умиротворенные коконы раскладывают на сетчатых поддонах. Дверь загрузки сушильной установки плотно закрывается. Попадающие сквозь двухслойное прозрачное стекло лучи солнца проникают через слой чёрного металла к сушильной камере а камера снабжена стеллажами [7]. В нижней части установки размещён парафин, аккумулирующий тепло, скорость воздушного потока составляет 0,2 м/с (рис. 1).
№ 12 (93)
AunÎ 1Ш. te;
universum:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2021 г.
Рисунок 1. Фотография экспериментальной солнечной сушилки
Экспериментальный метод.
Эксперимент проводился в следующем порядке. В качестве объекта для сушки были выбраны коконы сорта Bombyx mon. Время процесса сушки продолжалось с 9:00 до 21:00. Каждые три часа высушиваемый объект измерялся с помощью цифровых весов марки SF-400. Также для определения температуры внутри установки был установлен термометр, который фиксировал каждые три часа с определение температуры. При измерении массы высушиваемого объекта была зафиксирована температура воздуха с помощью термометра марки Elitech ST-1A, а температура парафина была определена электронным термометром TECMAN TD360.
Теоретический подход.
Основными характеристиками, которые обычно используются для оценки производительности любой солнечной сушильной системы, являются скорость сушки и дневная эффективность сушки. Скорость сушки может быть выражена в виде уравнения сушки тонкого слоя;
= -k(BR - Вс )
(1)
где к - константа сушки (с-1); Вс - равновесное содержание влаги (%)£ - желаемый период времени (с) Содержание влаги на сухой основе Вв - это вес влаги, присутствующей в продукте, на единицу веса продукта и представляется как [9]
BR =
(Мн-Мп)
Мп
(2)
где
М.
вес высушенного продукта (кг); Мн -
Мгновенное содержание влаги в любой момент времени может быть рассчитано по следующему уравнению;
В = [(Мн + 1)Мв| _ г
Мн
(3)
где Мв - вес продукта, подлежащего сушке в любой момент времени (кг)
Суточная эффективность сушки пс - это отношение энергии, необходимой для испарения влаги из коконов шелкопряда, к изоляции, полученной на площади воздухонагревателя, задается как
Пс =
[Вв-ВкЖн-Ln _ (Мн + 1)
i-n-t
(4)
где П - площадь поверхности воздухонагревателя (м2); I - интенсивность солнечного излучения на горизонтальной поверхности (Вт/м2); Lп - Латентная теплота парообразования (Дж/кг); Вк - конечное содержание влаги (%).
Суточная эффективность сушки солнечной сушилки.
Сравнение содержания влаги в куколках шелкопряда в солнечной сушилке с сушкой на открытом солнце показано на рис. 2. Куколки шелкопряда были высушены до влажности 22% с 70% за 720 мин при соответствующей скорости потока воздуха 0,2 м/с в солнечной сушилке. По сравнению с 1460 мин сушки на открытом солнце до конечного содержания влаги 12%.
начальный вес высушенного продукта (кг);
№ 12 (93)
AuiSlj
ж те;
universum:
технические науки
декабрь, 2021 г.
Рисунок 2. Сравнение сушки коконов тутового шелкопряда в солнечной сушилке и на открытом солнце
Изменение суточной эффективности сушки в солнечной сушилке показано на рис.3. Максимальная
дневная эффективность составила 25% при скорости воздушного потока 0,2 м/с.
Рисунок 3. Изменение суточной эффективности сушки
Заключение: На основании проведенного эксперимента можно сделать следующие выводы:
1. Температура воздуха при сушке в сушилке 40-50 ° С.
2. Солнечная сушилка может использоваться для сушки до 28-30 кг коконов тутового шелкопряда.
3. Во всех случаях использование этой сушилки привело к значительному сокращению времени сушки по сравнению с сушкой на открытом солнце.
4. Ежедневная эффективность сушки составляет около 25%.
Список литературы:
1. Jayaraman K.S. and Gupta D.K. Handbook of industrial drying, Marul Dekker Inc.
2. El-Sebaii A.A., Aboul-Enein S., Ramadan M.R.I.. and El-Gohary H.G. Experimental investigation of an indirect type natural convective solar dryer, Energy Conversive&Management, 43, pp. 2251-2266.
3. Garg H.P. and Kumar R. Studies on semi-cylindrical solar tunnel dryers: thermal performance of collector, Applied Thermal Engineering, 20, pp. 115-131.
4. Medved S., Oman J. and Novak P. Numerical model and parametric analysis of an inflatable solar heater, Solar Energy, 65, (4), pp.263-270.
5. Amir J.E., Grandegger K., Esper A., Sumarono M., Djayer C. and Muhlbaulr W. Development of a multi-purpose solar tunnel dryer for use in humid tropics, Renewable Energy, 1, (2), pp.167-176.
6. Сафаров Ж.Э., Самандаров Д.И. Исследование процесса переработки живых коконов тутового шелкопряда. // Universum: технические науки, 2019. №7(64). С.21-23.
7. Safarov J.E., Sultanova Sh.A., Dadayev G.T. and Zulpanov Sh.U. 2021 IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. Dynamics of Technical Systems (DTS 2020) 1029 1-11.
