Optimization and Simulation of a Solar-MCHP Hybrid Dryer for Renewable Energy-Powered Drying of Mentha piperita L. across Diverse Climatic Conditions

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 30

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JREE-13-4_008

تاریخ نمایه سازی: 14 مرداد 1405

چکیده مقاله:

The drying process of medicinal plants, such as Mentha piperita L. (peppermint), is critical for preserving their bioactive compounds. Traditional drying methods often rely on fossil fuel-based systems, raising environmental concerns. This study integrates a solar dryer with a micro-combined heat and power (MCHP) system to provide a sustainable drying solution. Experimental drying at ۴۰–۶۰ °C and airflow rates of ۰.۵–۱.۵ m/s was optimized using Response Surface Methodology (RSM), identifying ۵۷.۲۸ °C and ۱.۵ m/s as the optimal conditions for maximizing phenolic and flavonoid contents, as well as antioxidant capacity. Practical simulations across three Iranian climates showed that PID-controlled integration reduced auxiliary energy demand by ۴۸.۳۲% while maintaining thermal stability within ±۰.۵ °C. Annual collector efficiencies reached ۴۰.۴۳% (Shahrekord), ۴۴.۲۹% (Kerman), and ۴۵.۹۰% (Bushehr), with a peak monthly efficiency of ۵۲.۷۹% in September. TOPSIS analysis identified Kerman and Bushehr as the most suitable locations based on solar stability. These quantitative results demonstrate the industrial viability of the system, offering an energy-efficient and environmentally friendly approach to high-quality medicinal plant processing across diverse climatic conditions.

نویسندگان

Mohammadamin Babakhani Samani

Department of Mechanical Engineering of Biosystem, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

Sajad Rostami

Department of Mechanical Engineering of Biosystem, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

Zahra Lorigooini

Medical Plants Research Center, Basic Health Sciences Institute, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran.

Kimia Taki

Department of Mechanical Engineering of Biosystem, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

Zahra Shafie

Department of Mechanical Engineering of Biosystem, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

Bahram Hosseinzadeh Samani

Department of Mechanical Engineering of Biosystem, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Alwan, N. T., Shcheklein, S., & Ali, O. M. (۲۰۲۱). ...
  • Azwanida, N. (۲۰۱۵). A review on the extraction methods use ...
  • Baniyounes, A. M., Liu, G., Rasul, M., & Khan, M. ...
  • Bolaji, B. O., & ABIALA, I. O. (۲۰۱۲). Theoretical and ...
  • Darhmaoui, H., & Lahjouji, D. (۲۰۱۳). Latitude based model for ...
  • Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (۲۰۱۳). Solar engineering ...
  • Duffie, J. A., Beckman, W. A., & Blair, N. (۲۰۲۰). ...
  • ElGamal, R., Hamed, O. A., Rayan, A. M., Liu, C., ...
  • Eslami, M., Rostami, S., Hosseinzadeh Samani, B., Ebrahimi, R., & ...
  • Gulcin, İ., & Alwasel, S. H. (۲۰۲۳). DPPH radical scavenging ...
  • Hayat, K. (۲۰۲۰). Impact of drying methods on the functional ...
  • Hosseinzadeh Samani, B., Khodadadi, A., Rostami, S., & Lorigooini, Z. ...
  • Hosseinzadeh Samani, B., Khoshtaghaza, M., & Minaee, S. (۲۰۱۸). Modeling ...
  • Kant, R., Kushwah, A., Kumar, A., & Kumar, M. (۲۰۲۳). ...
  • Kaya, D., Çanka Kılıç, F., & Öztürk, H. H. (۲۰۲۱). ...
  • Kong, D., Wang, Y., Li, M., & Liang, J. (۲۰۲۴). ...
  • Kushwah, A., Kumar, A., & Gaur, M. K. (۲۰۲۳). Optimization ...
  • López-Vidaña, E. C., Méndez-Lagunas, L. L., & Rodríguez-Ramírez, J. (۲۰۱۳). ...
  • Madaan, R., Bansal, G., Kumar, S., & Sharma, A. (۲۰۱۱). ...
  • Majeed, Y., Khan, M. U., Waseem, M., Zahid, U., Mahmood, ...
  • Maleki, A., Ahmadi Chenarbon, H., & Movahhed, S. (۲۰۱۸). Investigation ...
  • Megantoro, P., Syahbani, M. A., Sukmawan, I. H., Perkasa, S. ...
  • Mendyl, A., Bouzghiba, H., Tadili, R., & Weidinger, T. (۲۰۲۳). ...
  • Minaei, S., Motevali, A., Ghobadian, B., Banakar, A., & Samadi, ...
  • Mujumdar, A. S. (۲۰۱۴). Book Review: Heat Pump Dryers: Theory, ...
  • Noori, A. W., Royen, M. J., & Haydary, J. (۲۰۲۱). ...
  • Ogata, K. (۲۰۲۰). Modern control engineering. https://repositori.mypolycc.edu.my/jspui/handle/۱۲۳۴۵۶۷۸۹/۵۰۸۹ ...
  • Pandiyarajan, V., Pandian, M. C., Malan, E., Velraj, R., & ...
  • Pata, U. K. (۲۰۲۱). Linking renewable energy, globalization, agriculture, CO۲ ...
  • Pramudita, B. A. (۲۰۲۴). Utilization of PID Controller to Optimize ...
  • Rajasheker, G., & Chandramohan, V. (۲۰۱۷). Estimation of initial moisture ...
  • Rojas, M. L., Augusto, P. E. D., & Cárcel, J. ...
  • Sahoo, S. K. (۲۰۱۶). Renewable and sustainable energy reviews solar ...
  • Şevik, S. (۲۰۱۳). Design, experimental investigation and analysis of a ...
  • Shafiee, Z., Samani, B. H., Rostami, S., Lorigooini, Z., Jmashidi‐kia, ...
  • Sharma, A., Chen, C., & Lan, N. V. (۲۰۰۹). Solar-energy ...
  • Taki, K., Hosseinzadeh Samani, B., Forouzandeh, M., & Shafiee, Z. ...
  • Ulgen, K. (۲۰۰۶). Optimum tilt angle for solar collectors. Energy ...
  • Wang, D., Dai, J.-W., Ju, H.-Y., Xie, L., Xiao, H.-W., ...
  • Wei, H., Kong, S., Jayaraman, V., Selvaraj, D., Soundararajan, P., ...
  • Yahyavi, M., Vaziri, M., & Vadhva, S. (۲۰۱۰). Solar energy ...
  • نمایش کامل مراجع