Conception, Réalisation et investigation expérimentale d’un procédé de séchage solaire avec système de stockage d’énergie thermique

Abstract

Le changement climatique a considérablement affecté nos modèles de production, affectant négativement la production agricole annuelle. Un processus de base dans l'industrie est le séchage des produits agricoles. Le séchage augmente la valeur et prolonge la durée de conservation des produits agricoles. Cependant, les technologies de séchage modernes dépendent encore des combustibles fossiles. Des technologies de séchage basées sur l'énergie solaire sont nécessaires pour contrer la dépendance aux combustibles fossiles. Outre la réduction de la consommation de carburant, les séchoirs solaires sont facilement adaptables aux communautés rurales qui dépendent fortement du processus de séchage. Des conceptions alternatives ont été proposées pour améliorer les performances des séchoirs solaires, intégrant notamment des systèmes de stockage d'énergie thermique. Un facteur limitant, cependant, est que la performance est limitée à la capacité de chauffage du système de stockage d'énergie thermique. Une étude précédente a examiné l'intégration du système de stockage d'énergie thermique par chaleur latente dans un prototype de séchoir solaire indirect sans recirculation de l'air de séchage, indiquant une amélioration des performances. Une évaluation plus poussée du ce prototype de séchage solaire indirect avec recirculation de l'air de séchage et d‟autres produits agricoles est nécessaire pour illustrer l'adaptabilité de la fonction hybride. Cette étude évalue donc les performances de prototype de séchage solaire avec système de stockage d'énergie thermique par chaleur latente et recirculation d'air pour le séchage des feuilles de bettes et de moringa. Des comparaisons ont été faites avec d'autres combinaisons de conception comme référence. Pour les différents essais réalisés, les paramètres de performance retenus pour l'évaluation incluaient la teneur en eau, la cinétique de séchage et la diffusivité effective. Dix modèles mathématiques ont été utilisés pour décrire la cinétique de séchage des feuilles de bettes et de moringa. Les résultats ont montré que les modèles TwoTerms, Midilli-Kucuk et Diffusion Approximation étaient les plus adaptés pour décrire la cinétique de séchage des feuilles de bettes et de moringa dans les deux prototypes de séchoir solaire indirect ainsi que pour le séchage solaire à air libre...Climate change has significantly affected our production patterns, negatively affecting annual agricultural production. A basic process in industry is the drying of agricultural products. Drying increases the value and extends the shelf life of agricultural products. However, modern drying technologies still depend on fossil fuels. Drying technologies based on solar energy are needed to counter the dependence on fossil fuels. Apart from reducing fuel consumption, solar dryers are easily adaptable to rural communities that are highly dependent on the drying process. Alternative designs have been proposed to improve the performance of solar dryers, including integrating thermal energy storage systems. A limiting factor, however, is that the performance is limited to the heating capacity of the thermal energy storage system. A previous study examined the integration of the latent heat thermal energy storage system into a prototype indirect solar dryer without recirculation of the drying air, indicating an improvement in performance. Further evaluation of this prototype of indirect solar drying with recirculation of drying air and other agricultural products is necessary to illustrate the adaptability of the hybrid function. This study therefore evaluates the performance of a solar drying prototype with a thermal energy storage system using latent heat and air recirculation for drying chard and moringa leaves. Comparisons were made with other design combinations as a reference. For the various tests carried out, the performance parameters retained for the evaluation included the water content, the drying kinetics and the effective diffusivity. Ten mathematical models were used to describe the drying kinetics of chard and moringa leaves. The results showed that the Two-Terms, Midilli-Kucuk and Diffusion Approximation models were the most suitable to describe the drying kinetics of chard and moringa leaves in the two prototypes of indirect solar dryer as well as for solar air drying. free.