Керівництво по сонячних сушарок для фруктів і овочів

Кілька десятиліть тому термічні сушарки, в основному, використовували викопні види палива в якості джерела енергії для нагрівання повітря, з допомогою якого здійснювалося осушення. Однак, із зростанням цін на традиційні види палива ще в 1970-х роках, сонячна енергія стала розглядатися в якості джерела енергії, що представляє велику цінність для зневоднення продуктів, у зв'язку з чим, використання цієї енергії для цілей сушіння стало зростати.

Що означає сушка і для чого вона потрібна?

Сушка - це видалення води, що знаходиться в м'яких тканинах продукту, з метою надання йому певних характеристик, які полегшать поводження з нею, її зберігання чи використання.

Сушка у випадку з харчовою продукцією - це процес, який допомагає зберегти її. Зважаючи на те, що більша частина рідини відсутній, з цієї причини зневоднений харчовий продукт не може гнити. Можна здійснити зневоднення різноманітних фруктів, овочів, м'яса, риби і т. д. Таким чином, щоб вони могли зберігати природний вигляд протягом багатьох місяців.

Існує велика кількість інших продуктів, які також мають біологічне походження, такі як деревина, які можуть бути зневоднені для найбільш спрощеного поводження з ними. При використанні деревини в будівельній галузі, в меблевій, або в якості біопалива, в цьому випадку потрібно належний процес сушіння. Неналежне висихання надлишкової вологи в деревині може призвести до деформації, тріщин або ексудації у вже виготовленої меблів або можуть виникнути труднощі при спалюванні, що також може призвести до «небажаної» «вибухонебезпечності» при використанні в якості палива.

Як відбувається сушка продуктів?

Існує кілька способів видалення вологи з продуктів. В даній статті ми будемо говорити тільки про тих процесах, які зачіпають використання сонячного тепла. Фактично можна використовувати будь-яке джерело енергії для вироблення тепла, необхідного для сушіння.

Серед цих джерел - сонячна енергія, яка ідеально підходить для цієї задачі, оскільки вона є безкоштовною, і з нею можна працювати в температурному діапазоні, відповідному для сушіння, також коефіцієнт корисної дії може бути ідеальним.

Сушка теплом, в основному, складається з приміщення продукту для сушіння у середу, яка буде сприяти випаровуванню води, що міститься в його внутрішній частині. Це пов'язано з тим, що продукти мають схильність до встановлення балансу між їх внутрішньої вологістю і навколишнім середовищем. Якщо середовище є досить теплою і сухою, продукт має тенденцію втрачати свою внутрішню вологість до такої міри, коли вона вже не може повністю відновитися, навіть якщо він буде поміщений у вологе середовище. Тому ідеальними умовами для зневоднення є повітряні маси, які оточують продукт у присутності підвищеної температури і низької відносної вологості. Вони сприяють виникненню потоків повітря і значно прискорюють їх для оновлення навколишнього середовища навколо продукту з метою зневоднення шляхом заміни вже зволоженого повітря іншим сухим і теплим в процесі сушіння.

1 - Повітря в колектор надходить свіжим, маючи середню відносну вологість. Тепло, створюване сонцем, призводить до підвищення температури повітря, і набуває здатність містити більше вологи. Оскільки зовнішня волога відсутня, її відносна вологість падає.

2 - Гаряче повітря і знижена відносна вологість з сонячного колектора підвищують температуру продуктів і змушують їх випаровувати воду, що міститься в них. Тепле і сухе повітря легко вбирає вологу, яка вивільняється з продукту, і в процесі роботи збільшує свою відносну вологість, знижуючи її температуру. В кінцевому підсумку, все ще тепле і вологе повітря викидається із приміщення в атмосферу.

Деталі сонячної сушарки

Внутрішня будова сонячних сушарок має особливі сушильні зони, щоб процес сушіння продуктів був найбільш ефективним. Є відмінності у формі і розташуванні кожній з цих зон в залежності від моделі. У деяких моделях кілька зон можуть бути розташовані в одному і тому ж місці, мати схожість, і можуть не мати окреслених кордонів. Ключовими зонами є:

Площа поглинання - площа, яка отримує пряме сонячне випромінювання і перетворює його в теплоту, за допомогою якої продукти підлягають сушінню.

Площа сушіння - місце, де продукт підлягає сушінню.

Область виходу вологи - місце, де повітря, насичене вологою, витравлюється в атмосферу.

Зона входу свіжого повітря - точка, через яку надходить повітря, щоб замінити той, який був витравлений.

Система циркуляції повітря - циркуляція повітря навколо продукту, що підлягає сушінню, є вкрай важливою, оскільки вона витравлює вже витягнуту вологу, підтримуючи суху середу, яка прискорює сушіння.

В залежності від техніки, що використовується для переміщення повітря, існують дві системи: - Природна конвекція - це природний рух, що веде до підйому гарячого повітря. Повітря, при нагріванні, зменшує свою щільність, і має схильність переміщатися вгору по щільному середовищі. Це явище називається конвекцією. У сонячних сушарках - це природний рух повітря використовується для проходу через зону, де продукт підлягає сушінню, потім виводиться з системи. Воздуховыпускное отвір створює стиснення, яке призводить до введення зовнішнього повітря в систему, і знову нагрівається шляхом рециркуляції процесу. Природна циркуляція підтримується весь період, поки йде сонячне тепло. Цей метод підходить для невеликих систем природної сушки. Перевага полягає в тому, що у нього немає витрат і недоліків, які є в сушарках зі складною конструкцією, але сила повітряного руху може виявитися недостатньою для досягнення рівня оновлення відповідного середовища.

- Примусова циркуляція - використання електричного обладнання, такого як витяжний вентилятор, де вентилятор служить засобом для переміщення повітря. Ця система підходить для великих і складних систем. Недоліком є те, що потрібно джерело електроживлення, хоча, якщо користувач буде використовувати фотогальванічні панелі, енергопостачання всієї системи можна отримувати від сонця. Існує велика кількість сонячних сушарок. Від найпростіших, що розміщуються на вулиці, до найскладніших, призначених для промислової сушки, і середніх за розміром для малих підприємств або домашнього використання.

Типи сонячних сушарок Сушіння на відкритому повітрі - без сумніву це найбільш наипростейшая і сама стара з усіх існуючих систем. Ймовірно, дана система використовувалася людством з доісторичних часів для сушіння харчових продуктів. Цей метод як і раніше використовується в багатьох куточках світу з метою економії і простоти. Однак саме ця простота накладає більше обмежень на її використання. Її використання обмежується тільки теплими, сонячними і сухими днями. В місцях з підвищеною вологістю навколишнього середовища використання даного методу малоефективно, або навіть зовсім неможливо. Але в пустельних районах дана система може бути широко застосована без будь-яких проблем. Прикладом такого випадку є червоні помідори, які багато племена в пустелі Сахара висушують на сонці в жаркій і сухій атмосфері пустелі, щоб зберегти продукт протягом року до отримання наступного врожаю. Інші недоліки даної методики полягають в тому, що продукт, що проходить сушку, є вразливим для природних опадів, атмосферних забруднень і впливу тварин і комах. Також існує ряд продуктів, які без проблем висихають навіть усередині житлових приміщень та в тіні. Хорошим прикладом служать деякі види перців (чилі), які висихають без труднощів. При використанні даної технології сушіння, зона сушіння продукту є тією самою поверхнею, на якій розміщуються продукти. Повітря вільно входить і виходить, а циркуляційна система - це єдиний шлях прогону конвекційних потоків.

Сонячні сушарки камерного типу - ці типи сушарок являють собою компактний шафа. Площа акумулювання сонячної енергії така ж, як і площа сушильної камери. Вона має невеликий отвір внизу, звідки надходить свіже повітря, а інший отвір у верхній частині призначене для того, щоб тепле повітря виходив з певним рівнем вологості. В даному типі сушарок циркуляція повітря здійснюється природною конвекцією. Оскільки повітря має багато перешкод при своєму русі, потік повітря сповільнюється, отже, ефективність не дуже висока. Дані системи здатні сушити невеликі обсяги продуктів. Вони, в основному, використовуються для сушіння їжі.

Сонячні колектори і сушарки камерного типу.

Дані сушарки складаються з сонячного колектора, де повітря підігрівається і піднімається в шафу, куди елементи розміщуються для сушіння.

Сонячна сушарка в комплекті з сонячною панеллю Зона збору сонячних променів є власним повітряним колектором, хоча є деякі моделі, які також мають прозору поверхню для захоплення сонячного випромінювання в шафі. Можливість відкриття шафи для захоплення сонячної радіації залежить від речовин, які підлягають сушінню. Якщо це продукти, чутливі до ультрафіолету, зовнішній вигляд яких може бути зіпсований, в цьому випадку слід вибрати закриті системи. Впускний отвір для повітря розташоване в нижній частині колектора, в той час як, випускний отвір розташоване у верхній частині шафи.

Тип повітряної циркуляції є природним завдяки конвекції. Розташування колектора в нижній частині обладнання має деякий нахил, і поряд з випускним отвором для повітря у верхній частині полегшує рух повітря, який швидше, ніж у випадку з приміщення камерного типу. Дані сушарки підходять для продуктів харчування, трав, квітів і т. д. в малих і середніх обсягах, залежно від розміру і потужності обладнання. Комбінуючи кілька модулів цього типу, можна сушити обсяги продукції на промислових рівнях.

Сонячні сушарки з акумулятором (бункер) – дана система аналогічна системам камерного типу, використовують панелі, відмінність тільки у великому розмірі. Замість шафи у вас буде бункер для сушіння набагато більших обсягів. Крім того, частина колекторів буде більше, так як необхідно виробляти набагато більше тепла. Даний тип обладнання має систему примусової циркуляції повітря, так як більший обсяг продукції, що підлягає сушінню, робить рух повітря природною конвекцією.

Сонячна сушарка з акумулятором (бункер)

Сушарки тепличного типу - дана система складається з великої теплиці, аналогічно тій, що використовується в сільському господарстві. В даному випадку тепло, вироблене в теплиці, використовується для сушки продуктів. Сама по собі вона представляє ту ж схему, що і модель камерного типу, різниця лише в пропорціях і матеріалах, які використовуються в конструкції теплиці. Деякі моделі, пропоновані для сушіння деревини, привносять нововведення, що полягає у наявності коліс, які дозволяють уникати підвищеного навантаження на конструкцію внаслідок маси дерева.

Сушарка тепличного типу

Дані конструкції мають системи примусової циркуляції для досягнення рівня належного відновлення повітря, якого тільки одна система не може досягти конвекцією.

Сушарки з замкнутими колекторами – дані типи сушарок мають роздільні сонячні повітряні колектори та сушильну камеру. Гаряче повітря проходить через колектори в камеру через відповідні повітроводи. Має систему примусової циркуляції повітря, яка повинна мати велику потужність. Сонячна сушарка з замкнутими колекторами

Расул Толыбеков, Клуб SAP, Республіка Казахстан