Hybrid Photovoltaic Thermal-Desiccant Integrated Infrared Drying System

ระบบการอบแห้งแบบผสมผสานโดยใช้ระบบโฟโตวอลเทอิกส์เธอร์มอลและสารดูดความชื้นร่วมกับอินฟราเรด

Name: Chantana Punlek

Name: ฉันทนา พันธุ์เหล็ก

keyword: Drying Kinetic

Abstract: An effect of drying time on energy consumption and product quality is the main problem for a drying system. So, new technology drives are used to improve system efficiency. The reducing energy consumption of drying were required the utilization of energy resources. Consequently, an attention towards alternative energy solutions, as the hybrid drying technology has recovered attention. The aim of this research is to study a simulation system and design for a Hybrid PV/T assisted desiccant integrated HA-IR drying system (HPIRD) which has two components: a photovoltaic thermal air collector (PVAC), and a desiccant silica gel bed (DB). The PVAC and DB were used for improved performance of the drying system. PVAC have been modified with fins (PVACAF) and DB has three different silica gel bed shapes (v-shape, c-shape and plate). The designed simulation system used TRNSYS and CFX programs with new PVAC and DB components. The optimum two new models from simulation were used to develop a new drying system and compared it with the pre-experimental results. The simulation results indicated that the PVACAF because of fin system can be increase thermal and electrical efficiency. The v-shape DB was suitable, due to it has least pressure drop. Next, the HPIRD used the optimal case to develop a system. The dryer was used to dry 2 kg ginger on drying temperature of 60?C and a 0.022 kg/s flow rate. Experimentation was study in drying kinetics, energy consumption, quality, economic and environment. Which quality and environment analyses were used High performance liquid chromatography (HPLC) and clean development mechanism (CDM) technique. The experimental results were used to compare drying efficiency of each operation drying mode namely HA-IR and HPIRD compare to HA drying. The drying experimental results indicated that the HPIRD drying test was reduced the drying time is 44% with less energy consumption (56%) compared to hot air drying mode. The total energy consumption for dried ginger of moisture content reached to final 13 %db from 540 %db. In term of product quality it was observe that HPIRD percentage with highest of main pungent principles (gingerol and shogaol) compare with those dried by HA and HA-IR. HPIRD drying also gave better results over hot air infrared drying. Finally, in this economical analysis showed that the payback period of HPIRD is 1.35 years. Moreover, environment impact was consider CO2 emission of overall ginger drying production. The process could be reduces direct CO2e 3,168.52 tCO2/year on grid electricity supply by used hybrid system. Therefore, the proposed HPIRD concept seems to be an interesting new alternative for drying system which considers effect based on results of the energy consumption, quality, and environment.

Abstract: การใช้พลังงานและการสูญเสียคุณภาพผลิตภัณฑ์จากระยะเวลาการอบแห้ง เป็นปัญหาหลักสำหรับ กระบวนการอบแห้ง ดังนั้นจึงต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ ทั้ง ด้านพลังงาน คุณภาพ และผลกระทบสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการใช้ระบบผสมผสานจึงเป็นอีกทาง เลือกหนึ่งที่สามารถแก้ไขปัญหาดังที่ได้กล่าวมาแล้ว วิทยานิพนธ์นี้ได้ศึกษาการอกแบบระบบและทำนายผลระบบผสมผสารโฟโตโวเทอิกเทอร์มอล และ ระบบลดความชื้น ร่วมกับการอบแห้งแบบลมร้อนร่วมกับอินฟราเรด ประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ ระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาความร้อนด้วยอากาศ (PVAC) และระบบลดความชื้นด้วยซิลิกาเจล (DB) เปรียบเทียบกล่องซิลิกาเจลต่างกัน สามรูปแบบ (แบบตัววี แบบโค้ง และแบบแผ่นตรง) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพระบบอบแห้ง โดยใช้ โปรแกรม TRNSYS และ CFX ทำนายผลเบื้องต้นของระบบที่ออกแบบ และเปรียบเทียบกับผลการทดลอง เบื้องต้น หาผลที่เหมาะสมที่สุดเพื่อใช้ปรับปรุงระบบอบแห้ง จากผลเบื้องต้นพบว่า ระบบผลิตพลัง งานไฟฟ้าและความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาความร้อนด้วยอากาศ (PVAC) ปรับปรุง ด้วยครีบระบายความร้อน (PVAC /AF) เนื่องจากสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนและ ไฟฟ้าของระบบ และระบบดูดความชื้นรูปแบบตัววี เนื่องจากมีความดันสูญเสียในชุด DB น้อยที่สุด จากนั้นจึงปรับปรุงระบบโดยใช้องค์ประกอบที่เหมาะสมที่สุดจากผลการทำนายและทดลองเบื้องต้น และใช้ทดลองอบแห้งขิงเป็นผลิตภัณฑ์ตัวอย่าง จำนวน 2 กิโลกรัม ที่อุณหภูมิอบแห้ง 60 องศา เซลเซียสความเร็วลม 0.022 กิโลกรัม/วินาที เพื่อศึกษาจลนศาสตร์การอบแห้ง ความสิ้นเปลือง พลังงาน คุณภาพ เศรษฐศาสตร์ และปริมาณมลพิษที่ลดลง ซึ่งในส่วนของการวิเคราะห์คุณภาพใช้ เทคนิคโครมาโตกราฟฟีแบบของเหลวสมรรถนะสูง เพื่อวิเคราะห์คุณภาพน้ำมันหอมระเหย และ ปริมาณมลพิษที่ลดลงใช้เทคนิคของกลไกการพัฒนาที่สะอาด นอกจากนี้ในการศึกษายังได้นำผลที่ได้ จากการทดลองด้วยระบบแห้งที่พัฒนาขึ้นดังกล่าวไปเปรียบเทียบกับผลการทดลงที่ได้จากระบบ อบแห้งด้วยลมร้อน และระบบอบแห้งด้วยลมร้อนร่วมกับอินฟราเรด ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าระบบอบแห้งที่พัฒนาขึ้นเมื่อทดลองอบแห้งขิงที่ความชื้นเริ่มต้น 540 เปอร์เซ็นต์มาตรฐานแห้ง ลดลงเหลือความชื้นสุดท้าย 13 เปอร์เซ็นต์มาตรฐานแห้ง สามารถลดระยะ เวลาอบแห้งลด 44 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการสิ้นเปลืองพลังงานน้อยกว่า 56 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบ เทียบกับระบบอบแห้งด้วยลมร้อนเพียงอย่างเดียว ในแง่ของคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ได้หลังการอบแห้ง พบว่าน้ำมันหอมระเหยขิงที่ได้จากการอบแห้งด้วยระบบผสมผสานมีเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบ ทางเคมี (gingerol และ shogaol) สูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีอบแห้งทั้งสามระบบนอกจากนี้ ในด้านเศรษฐศาสตร์ และสิ่งแวดล้อม พบว่าการวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์เบื้องต้นของระบบ HPIRD มีระยะเวลาคืนทุน 1.35 ปี และในการวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อมพบว่าการใช้ระบบพลังงาน ผสมผสานโดยประเมินการอบแห้งขิงในกรณีการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบ สามารถลดปริมาณ คาร์บอนไดออกไซด์ได้ 3,168.52 ตันคาร์บอนไดออกไซด์ต่อปี ระบบอบแห้งแบบผสมผสานจึงเป็น อีกแนวทางหนึ่งสำหรับกระบวนการอบแห้ง เมื่อพิจารณาถึงความเหมาะสมด้านการใช้พลังงาน คุณภาพผลิตภัณฑ์ และสิ่งแวดล้อม

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Rattanachai Pairintra

Role: Advisors

Created: 2555

Modified: 2555-01-31

Issued: 2012-01-31

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ET91

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Energy Technology

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ET791.pdf	2.05 MB	153	2025-06-14 14:11:03
2	ET791ab.pdf	27.42 KB	49	2021-02-15 11:05:58

ใช้เวลา

0.03457 วินาที