Pembangunan dan pengujian sistem pengering terbantu suria berskala besar untuk serat kenaf di Chuping Perlis

Abstract

Penggunaan sistem pengering suria termaju dalam industri pertanian merupakan revolusi ke arah pertanian moden dan mesra alam. Sebuah pengering terbantu suria telah dibangunkan untuk mengeringkan serat kenaf. Pengering ini mempunyai komponen-komponen seperti pengumpul tiub vakum, tangki berpenebat, pemanas, pengendali udara (penukar haba dan penghembus), pam dan kebuk. Objektif kajian ini adalah untuk membangunkan pengering terbantu suria untuk serat kenaf (Hibiscus Cannabinus L), menjalankan penilaian prestasi dan optimasi, dan menganalisa pengering dari aspek teknoekonomi. Pembangunan pengering dilakukan berdasarkan penentuaan beberapa komponen utama iaitu luas pengumpul, muatan tangki, dimensi kebuk dan muatan beban. Penilaian prestasi pengering diuji berdasarkan prestasi umum, kecekapan dan eksergi. Prestasi umum adalah kadar penyejatan air MER, kadar penyejatan air spesifik SMER dan penggunaan tenaga spesifik SEC. Kecekapan yang dinilai pula adalah kecekapan pengumpul, kecekapan tangki, kecekapan terma dan kecekapan pengeringan. Dari sudut eksergi adalah eksergi masuk, eksergi keluar dan eksergi musnah. Perbandingan antara simulasi Ansys fluent dengan ujian di tapak juga dilakukan. Optimasi pengering dilakukan dengan melakukan pemerhatian terhadap prestasi pengering dalam tiga keadaan iaitu: optimasi beban (1000kg, 1200kg, 1400kg), optimasi keamatan sinaran (≥4.0PSH dan <4.0PSH) dan optimasi strategi penghembus (tanpa penghembus, bersela dan berterusan). Seterusnya tempoh pulangan balik pengering dapat dianggarkan berdasarkan analisis teknoekonomi daripada nilai-nilai seperti kos pengering, kos operasi, harga serat, kekerapan pengeringan dan pendapatan tahunan. Berdasarkan dapatan literatur, rumus-rumus dan ujian awal mendapati luas pengering, muatan tangki, dimensi kebuk (luas-tinggi) dan muatan beban yang diperolehi masing-masing adalah 48.45m2, 1200L, 58.73m2 – 2.5m dan 1412kg. Pengeringan telah dijalankan dengan nilai kandungan air asas basah awal dan akhir masing-masing ialah 76% dan 16%. Nilai MER, SMER dan SEC masing-masing adalah 73.3kg/h, 2.38kg/kWh dan 1.08kWh/kg. Pemerhatian mendapati kecekapan-kecekapan berubah-ubah bergantung kepada suhu sekitar. Nilai-nilai kecekapan pengumpul, tangki, terma dan pengeringan masing-masing sekitar 86.4%, 47.6%, 41.0% dan 46.4%. Analisa eksergi menyimpulkan kadar eksergi musnah adalah tinggi bermula pagi hingga ke petang. Ujian optimasi menunjukkan pengeringan terbaik direkodkan daripada gabungan beban 1400kg, keamatan ≥4.0PSH dan strategi penghembus bersela. Akhir sekali, hasil teknoekonomi menunjukkan tempoh pulangan balik adalah 3.68 tahun.