Güneş takip mekanizmalı bir kurutma sisteminin performans ve optimum çalışma şartlarının belirlenmesi

Bu çalışmada sabit ve hareketli havalı güneş kollektörlerine sahip güneş enerjisi destekli gıda kurutma sistemleri tasarlanmıştır. Tasarlanan kurutma sistemlerinde iki adet 1400x800x100 mm ölçülerinde hava ısıtmalı güneş kollektörleri (HIGK) kullanılmıştır. Güneş ışınlarından yeterince faydalanmak için HIGK'ne programlanabilir kontrol sistemi (PLC) yardımı ile güneş takip özelliği kazandırılmıştır. Güneş takip özelliğine sahip HIGK'li kurutma sisteminin performansını karşılaştırmak için sabit HIGK'ne sahip kurutma sistemi ile aynı anda armut dilimleri kurutulmuştur. Her iki kurutma sisteminde kurutulacak armut numuneleri ortalama 10 mm kalınlığında eşit dilimler haline getirilerek kurutma işlemine alınmıştır. Kurutulacak armut dilimleri her iki kurutma sisteminde 3 farklı fan devrinde kurutulmuştur. Kurutma deney verilerinden armut dilimlerinin kuru baz nem içeriği, yaş baz nem içeriği, boyutsuz nem oranı, kuruma hızı, konvektif ısı transfer katsayısı, difüzyon katsayısı, aktivasyon enerjisi değerleri ve güneş kollektörlerinin ısıl verimleri hesaplanmıştır. Armut ürününün kuruma eğrileri, literatürde bulunan 13 adet kuruma modeli ile ifade edilmeye çalışılmış ve bu modeller arasından armut ürünü için en uygun kuruma modeli seçilmiştir. Ayrıca her iki kurutma sisteminin enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda belirli periyotlarda elde edilen kütle kaybı, sıcaklık, bağıl nem değerleri ve güneş ışınım şiddeti değerleri kullanılarak kurutma kinetiği ve kurutma sisteminin performansı araştırılmıştır. Sabit ve hareketli güneş kollektörlerine sahip kurutma sistemlerinde ürün kalitesi ve kurutma etkinliği hakkında karşılaştırmalar yapılmıştır. Elde edilen kurutma verileri için destek vektör makinesi, karar ağacı ve yapay sinir ağı gibi hesapsal zekâ yöntemleri kullanılarak tahminsel modellerler oluşturulmuştur. Elde edilen tahminsel modeller ile her iki kurutma sistemi için optimum çalışma şartları belirlenmiştir. Güneş takip özelliğine sahip kurutma sisteminin diğer kurutma sistemine göre %40 daha fazla ısıl verime sahip olduğu, ortalama ekserji veriminin %45' den daha fazla olduğu ve ortalama kurutma süresinin %38 daha az olduğu tespit edilmiştir.