Effect of the use of latent heat storage on energy conservation and drying kinetics of a food product = ผลของการใช้ระบบเก็บความร้อนแฝงต่อการอนุรักษ์พลังงานและจลนศาสตร์การอบแห้งของอาหาร


เสาวคนธ์ พิทักษ์ศุริยะราช


วิทยานิพนธ์. (2004) 93 หน้า


สำหรับงานวิจัยในส่วนที่สองเป็นการศึกษาผลกระทบของการใช้ระบบเก็บความร้อนแฝงต่อจลนศาสตร์ของการอบแห้งมันเทศ (ซึ่งใช้เป็นวัสดุทดสอบ) และความสามารถในการประหยัดพลังงานในกระบวนการอบแห้งของระบบเก็บความร้อนแฝง จากผลการศึกษาพบว่า อัตราการอบแห้งของมันเทศเพิ่มขึ้ เมื่อความเร็วของอากาศแวดล้อมที่ผ่านระบบเก็บความร้อนแฝงเพื่อรับพลังงานมีค่าลดลง สำหรับปริมาณพลังงานที่ระบบเก็บความร้อนแฝงจ่ายได้เมื่อความเร็วของอากาศแวดล้อมมีค่าเท่ากับ 1 และ 2 เมตรต่อวินาทีเท่ากับ 1920 และ 1386 กิโลจูล ต่อกิโลกรัม ตามลำดับ และระบบสามารถประหยัดพลังงานในการอบแห้งได้ร้อยละ 40 และ 34 เมื่อใช้ความเร็วของอากาศแวดล้อมเท่ากับ 1 และ 2 เมตรต่อวินาที ตามลำดับ.


Solar drying has recently received much attention, especially in tropical countries, since it is a process that requires low capital and operation costs and is also environmental friendly. However, since the Availability of the solar energy, which is the main source of energy in solar drying, depends on the time of the day and varies in different seasons, supplementary energy is required in order to achieve a continuous drying operation; this requirement is indeed one of the major shortcom;ags of the solar drying system. The objective of the present study was therefore to simulate the use of a latent heat storage (LHS) with paraffin wax as a phase change material (PCM) to store excess solar energy during the day time (by using hot air at temperatures close to those exhausted from a typical solar collector) and release it when the solar energy availability is inadequate or not available (by forcing ambient air through the energy storage to extract the stored energy), which implies a possibility of reducing the amount of supplementary energy required in the drying operation. This work was divided into two parts. In the first part attention was given on the heat transfer characteristic of the PCM during the charge and discharge periods of the LHS. The effects of inlet hot air temperature in the range of 70" to 90?C and inlet air velocities of 1 and 2 m s-l (calculated based on the cross section of the attached drying chamber) on the charge time were determined. During the discharge period, on the other hand, only the effect of inlet ambient air velocity (1 and 2 m s-') on the discharge time was considered. It was found that, during the charge period, heat conduction first dominated the process while natural convection took control the process afterwards. On the other hand, during the discharge period, heat conduction solely dominated the whole process. It was also observed that the charge time decreased with an increasing in the inlet air temperature and air velocity. In the second part the effect of the LHS on the drying kinetics of sweet potato and the ability of the LHS to conserve energy during drying of sweet potato were determined. It was found that the drying rate of sweet potato increased with a decreased of the inlet ambient air velocity. The amounts of the energy extractable from the LHS were 1920 and 1386 kJ kg-' and the energy savings were 40 percent and 34 percent when using an inlet ambient air velocity of 1 and 2 m s-', respectively