Doğal taşınımlı güneş enerjili kurutma sistemi performansının deneysel incelenmesi

Bu çalışmada, Şanlıurfa bölgesinde bolca yetişen kırmızıbiberlerin, geleneksel kurutma yöntemlerine göre daha sağlıklı şartlarda ve daha kısa sürede kurutulması hedeflenmiştir. Bu amaçla, doğal taşınımlı güneş kollektörü (DTGK) ile tümleşik kurutma odasından oluşan güneş enerjili kurutma sistemi (GEKS) tasarlanıp üretilmiştir. GEKS'nin tasarımı ve çalışmanın planlanmasında, bölgenin coğrafi yapısı ve güneşlenme süresi ile üretilen kırmızıbiberlerin bölge ekonomisine katkısı dikkate alınmıştır. GEKS'nin kurutma performansı, 2021 yılı haziran ayında, günde 11 saat süreyle yapılan iki ayrı deneyle incelenmiştir. Karşılaştırma amacıyla, aynı tarihlerde açık havada (güneş altında) kurutma deneyleri de yapılmıştır. Deneylerde numunelerin günlük kütle (nem) kayıpları ölçülürken, GEKS'nin farklı noktalarındaki sıcaklıklar saatlik olarak ölçülmüştür. Ayrıca 2021 yılı Ekim ayında, GEKS'nin (DTGK) ısıl performans deneyi de yapılmıştır. Bu deneyde, önceki deneylere ek olarak DTGK girişindeki hava hızı da ölçülmüştür. DTGK'nın ısıl hesaplarında kullanılan güneş ışınım akıları ve rüzgâr hızları Şanlıurfa Meteoroloji Bölge Müdürlüğü'nden temin edilmiştir. GEKS'de kurtulan numunelerin nem miktarları, 4. günün sonunda, kırmızıbiberler için istenen son nem miktarlarına (kuru baza göre ortalama %7'nin altına, yaş baza göre %4,26'nın altına) düşmüştür. Açık havada kurutulan numunelerin nem miktarları ise ancak 7. günün sonunda, istenen son nem miktarına (kuru baza göre %8,1) düşürülebilmiştir. GEKS, açık havada kurutmaya göre, kırmızıbiberlerin hem kurutma süresini (yaklaşık 1/3 oranında) kısaltmış hem de nihai nem miktarını (yaş baza göre ~%2,5) düşürmüştür. GEKS'de kurutulan kırmızıbiberlerde, açık havada kurutulanlarda görülen bozulmalar (aşırı büzüşme ve renk değişimleri) ve istenmeyen yabancı maddelerin (toz, böcek, kuş tüyü gibi) etkisi görülmemiştir. Kurutma deneylerinde; DTGK için teorik ısıl verimler, kırmızıbiberler için efektif difüzyon katsayıları, boyutsuz nem oranları, kurutma hızları, GEKS'nin enerji ve kurutma verimleri, özgül enerji tüketimleri ve özgül nem çekme oranları hesaplanmıştır. 2021 Ekim ayında yapılan deneyde, DTGK'nın ortalama teorik ve deneysel ısıl verimleri sırasıyla %44 ve %40 olarak belirlenmiştir. Kurutma ve ısıl performans deneyleri neticesinde GEKS'de doğal hava akışını iyileştirecek tasarım değişikliklerinin, ısıl verimi ve kurutma performansını iyileştireceği değerlendirilmiştir.