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International Journal of Innovation and Applied Studies
ISSN: 2028-9324     CODEN: IJIABO     OCLC Number: 828807274     ZDB-ID: 2703985-7
 
 
Sunday 27 September 2020

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Numerical simulation of a greenhouse solar drying at natural convective air : Application to drying cocoa beans


[ Simulation numérique d’un séchage solaire sous serre à air convectif naturel : Application au séchage de fèves de cacao ]

Volume 29, Issue 2, May 2020, Pages 240–256

 Numerical simulation of a greenhouse solar drying at natural convective air : Application to drying cocoa beans

Karidioula Daouda1, Koné Kisselmina Youssouf2, Akmel Djedjro Clement3, Assidjo Nogbou Emmanuel4, TROKOUREY Albert5, and Laguerre Jean-Claude6

1 UFR Sciences et Technologies, Laboratoire de chimie, Université de Man, Côte d’Ivoire
2 UMRI Sciences des Procédés Alimentaires Chimiques et Environnementaux, Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INP-HB), BP 1313 Yamoussoukro, Côte d’Ivoire
3 UMRI Sciences des Procédés Alimentaires Chimiques et Environnementaux, Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INP-HB), BP 1313 Yamoussoukro, Côte d’Ivoire
4 UMRI Sciences des Procédés Alimentaires Chimiques et Environnementaux, Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INP-HB), BP 1313 Yamoussoukro, Côte d’Ivoire
5 Laboratoire de Chimie Physique, Université Félix Houphouët Boigny, 22 BP 582 Abidjan 22, Abidjan, Côte d'Ivoire
6 Département des Sciences et Technologie Agro-Industriel, Institut Polytechnique UniLaSalle Beauvais, 19 Rue Pierre Waguet 60026, Beauvais, France

Original language: French

Received 24 November 2019

Copyright © 2020 ISSR Journals. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract


The aim of this study is to compare a greenhouse solar drying simulated by a developed numerical model, with the actual experimental drying of cocoa beans. Thus, using multiphysical models (based on conservation laws of energy, mass and momentum within the dryer and beans), it was possible to simulate the greenhouse drying behavior of the beans. The resolution of the developed equation system was done using the finite element method of COMSOL Multiphysics 4.0 software. For the validation of the numerical model, an experimental study has been developed at the designed dryer. In this study, a drying operation of cocoa beans was conducted. The characteristics of the drying air (temperature, relative humidity and speed) as well as the mass of the beans were regularly determined over time. The results indicate that, in general, there is good agreement between the experimental results and the simulated results (R close to unity). This allows a validation of the mathematical model of the drying of cocoa beans within the greenhouse type solar dryer used.

Author Keywords: Modeling, simulation, greenhouse dryer, cocoa beans, energy balance, material balance.


Abstract: (french)


L'objectif de cette étude est de comparer un séchage solaire sous serre simulé par un modèle numérique développé, avec le séchage expérimental réel des fèves de cacao. Ainsi, à l'aide de modèles multiphysiques (basé sur les lois de conservation d’énergie, de masse et de quantité de mouvement au sein du séchoir), il a été possible de simuler le comportement au séchage sous serre des fèves. La résolution du système d’équations développé s’est faite par la méthode des éléments finis à l'aide du logiciel COMSOL Multiphysics 4.0. Pour la validation du modèle numérique, une étude expérimentale a été élaborée au niveau du séchoir conçu. Dans cette étude, une opération de séchage de fèves de cacao a été menée. Les caractéristiques de l’air de séchage (température, humidité relative et vitesse) ainsi que de la masse des fèves ont été régulièrement déterminées au cours du temps. Les résultats indiquent qu'en général, il existe une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et les résultats simulés (R proche de l'unité). Ce qui permet une validation du modèle mathématique du séchage de fèves de cacao au sein du séchoir solaire type serre.

Author Keywords: Modélisation, simulation, séchoir serre, fèves de cacao, bilan énergétique, bilan matière.


How to Cite this Article


Karidioula Daouda, Koné Kisselmina Youssouf, Akmel Djedjro Clement, Assidjo Nogbou Emmanuel, TROKOUREY Albert, and Laguerre Jean-Claude, “Numerical simulation of a greenhouse solar drying at natural convective air : Application to drying cocoa beans,” International Journal of Innovation and Applied Studies, vol. 29, no. 2, pp. 240–256, May 2020.