Design and development of a diagonal-airflow batch dryer for spatial drying homogeneity

Das Verfahren der Lebensmitteltrocknung wird häufig angewendet, um ein Produkt für längere Zeit haltbar zu machen. Obst und Gemüse sind aufgrund ihres hohen Wassergehalts leicht verderblich durch biochemische Vorgänge innerhalb des Produktes, nicht sachgemäße Lagerung und unzureichende Transportmöglichkeiten. Um solche Verluste zu vermeiden wird die direkte Trocknung eingesetzt, welche die älteste Methode zum langfristigen haltbarmachen ist. Diese Methode ist jedoch veraltet und kann den heutigen Herausforderungen nicht gerecht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuer Chargentrockner, mit diagonalem Luftstömungskanal entlang der Länge des Trocknungsraumes und ohne Leitbleche entwickelt. Neben dem unbestreitbaren Nutzen der Verwendung von Leitblechen, erhöhen diese jedoch die Konstruktionskosten und führen auch zu einer Erhöhung des Druckverlustes. Dadurch wird im Trocknungsprozess mehr Energie verbraucht. Um eine räumlich gleichmäßige Trocknung ohne Leitbleche zu erreichen, wurden die Lebensmittelbehälter diagonal entlang der Länge des Trockners platziert. Das vorrangige Ziel des diagonalen Kanals war, die einströmende, warme Luft gleichmäßig auf das gesamte Produkt auszurichten. Die Simulation des Luftstroms wurde mit ANSYS-Fluent in der ANSYS Workbench Plattform durchgeführt. Zwei verschiedene Geometrien der Trocknungskammer, diagonal und nicht diagonal, wurden modelliert und die Ergebnisse für eine gleichmäßige Luftverteilung aus dem diagonalen Luftströmungsdesign erhalten. Es wurde eine Reihe von Experimenten durchgeführt, um das Design zu bewerten. Kartoffelscheiben dienten als Trocknungsgut. Die statistischen Ergebnisse zeigen einen guten Korrelationskoeffizienten für die Luftstromverteilung (87,09%) zwischen dem durchschnittlich vorhergesagten und der durchschnittlichen gemessenen Strömungsgeschwindigkeit. Um den Effekt der gleichmäßigen Luftverteilung auf die Veränderung der Qualität zu bewerten, wurde die Farbe des Produktes, entlang der gesamten Länge der Trocknungskammer kontaktfrei im on-line-Verfahren bestimmt. Zu diesem Zweck wurde eine Imaging-Box, bestehend aus Kamera und Beleuchtung entwickelt. Räumliche Unterschiede dieses Qualitätsparameters wurden als Kriterium gewählt, um die gleichmäßige Trocknungsqualität in der Trocknungskammer zu bewerten. Entscheidend beim Lebensmittel-Chargentrockner ist sein Energieverbrauch. Dafür wurden thermodynamische Analysen des Trockners durchgeführt. Die Energieeffizienz des Systems wurde unter den gewählten Trocknungsbedingungen mit 50,16% kalkuliert. Die durchschnittlich genutzten Energie in Form von Elektrizität zur Herstellung von 1kg getrockneter Kartoffeln wurde mit weniger als 16,24 MJ/kg und weniger als 4,78 MJ/kg Wasser zum verdampfen bei einer sehr hohen Temperatur von jeweils 65°C und Scheibendicken von 5mm kalkuliert. Die Energie- und Exergieanalysen für diagonale Chargentrockner wurden zudem mit denen anderer Chargentrockner verglichen. Die Auswahl von Trocknungstemperatur, Massenflussrate der Trocknungsluft, Trocknerkapazität und Heiztyp sind die wichtigen Parameter zur Bewertung der genutzten Energie von Chargentrocknern. Die Entwicklung des diagonalen Chargentrockners ist eine nützliche und effektive Möglichkeit um dei Trocknungshomogenität zu erhöhen. Das Design erlaubt es, das gesamte Produkt in der Trocknungskammer gleichmäßigen Luftverhältnissen auszusetzen, statt die Luft von einer Horde zur nächsten zu leiten.

Carcass and meat quality characteristics of Arsi-Bale goats supplemented with different levels of air-dried Moringa stenopetala leaf

This study was conducted to assess the effect of air-dried Moringa stenopetala leaf (MSL) supplementation on carcass components and meat quality in Arsi-Bale goats. A total of 24 yearling goats with initial body weight of 13.6+/-0.25 kg were randomly divided into four treatments with six goats each. All goats received a basal diet of natural grass hay ad libitum and 340 g head^(−1) d^(−1) concentrate. The treatment diets contain a control diet without supplementation (T1) and diets supplemented with MSL at a rate of 120 g head^(−1) d^(−1) (T2), 170 g head^(−1) d^(−1) (T3) and 220 g head^(−1) d^(−1) (T4). The results indicated that the average slaughter weight of goats reared on T3 and T4 was 18.2 and 18.3 kg, respectively, being (P<0.05) higher than those of T1 (15.8 kg) and T2 (16.5 kg). Goats fed on T3 and T4 diets had higher (P<0.05) daily weight gain compared with those of T1 and T2. The hot carcass weight in goats reared on T3 and T4 diets was 6.40 and 7.30 kg, respectively, being (P<0.05) higher than those of T1 (4.81 kg) and T2 (5.06 kg). Goats reared on T4 had higher (P<0.05) dressing percentage than those reared in other treatment diets. The rib-eye area in goats reared on T2, T3 and T4 diets was higher (P<0.05) than those of T1. The protein content of the meat in goats reared on T3 and T4 was 24.0 and 26.4%, respectively being significantly higher than those of T1 (19.1%) and T2 (20.1%). In conclusion, the supplementation of MSL to natural grass hay improved the weight gain and carcass parts of Arsi-Bale goats indicating Moringa leaves as alternative protein supplements to poor quality forages.