PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Solar Energy Materials and Solar Cells· 2026Q1

Nano-PCM Tabanlı Termal Enerji Depolamanın Güneşli Kurutma Uygulamaları İçin Deneysel Değerlendirmesi: Kurutma Kinetiği, Isı Transferi, Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ve Kalite Özellikleri

Experimental evaluation of nano-PCM based thermal energy storage for solar drying applications: Drying kinetics, heat transfer, Differential Scanning Calorimetry (DSC), and quality characteristics

Anand Kushwah, Anshu Anand, Danvendra Singh, Md Saquib Akhter ve diğerleri

Kısa özet

Bir güneşli kurutucuya parafin mumu (PCM) eklenen çinko oksit nano parçacıkları (ZnO-PCM), patates cipslerinin nem içeriğini 21 saatte %80-88'den %6-8'e düşürerek, sadece PCM'yi (%9-10) ve PCM'siz durumu (%11-12) geride bıraktı.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • ZnO-PCM güneşli kurutucu, patates cipslerinin nem içeriğini 21 saatte %80-88'den %6-8'e düşürdü; PCM ile %9-10, PCM'siz ise %11-12 oldu.
  • Kurutma verimliliği %34'ten (PCM'siz) %39'a (PCM) ve %42'ye (ZnO-PCM) yükseldi.
  • ZnO-PCM, etkili nem yayıcılığını (8.5 × 10⁻¹⁰ m²/s'ye kadar) ve ısı transfer katsayısını (12-28 W/m²K) artırdı.
  • Toplam renk farkı (ΔE), ZnO-PCM ile en düşük (23.50) olarak kaydedildi, bu da üstün renk tutulumunu gösteriyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

This study presents a novel controlled experimental comparison of paraffin wax phase change material (PCM) and zinc oxide nanoparticle-enhanced paraffin wax (ZnO-PCM) integrated into a solar drying system for potato chips under identical meteorological conditions. Unlike previous studies that investigated PCM and Nano-PCM systems independently, this work systematically quantifies their relative effects on drying kinetics, heat and mass transfer, thermodynamic performance, and product quality. Experiments were conducted in three operating modes: Category-I (without PCM), Category-II (PCM), and Category-III (ZnO-PCM). The initial moisture content (80-88%) decreased to final values of 11-12%, 9-10%, and 6-8% for Category-I, Category-II, and Category-III, respectively, after 21 h of drying. The moisture ratio reduced from 1.0 to 0.10-0.12, 0.08-0.10, and 0.05-0.08, respectively. The maximum drying efficiency increased from 34% in Category-I to 39% and 42% in Category-II and Category-III, respectively. The effective moisture diffusivity ranged from 4.5 × 10 −10 to 6.8 × 10 −10 m 2 /s in Category-I and increased up to 8.5 × 10 −10 m 2 /s in Category-III. The mass transfer coefficient varied between 1.2 × 10 −7 and 4.2 × 10 −7 m/s, while the heat transfer coefficient increased from 8 to 18 W/m 2 K in Category-I to 12-28 W/m 2 K in Category-III. The activation energy was found to be 21.5-30.5 kJ/mol, and water activity decreased from 0.98 to 0.32-0.45. The total color difference (ΔE) was lowest for Category-III (23.50), compared with Category-II (25.20) and Category-I (29.20), indicating superior color retention. Scanning Electron Microscopy (SEM) observations further suggested better preservation of the microstructure in ZnO-PCM-dried samples. Overall, the incorporation of ZnO-PCM significantly enhanced thermal energy storage, heat and mass transfer, drying kinetics, and product quality. These findings demonstrate the potential of Nano-PCM-assisted thermal energy storage as an efficient and sustainable solution for improving solar drying performance and preserving the quality of agricultural products.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Gıda Bilimi

Food ScienceAgricultural and Biological Sciences