Un deshidratador solar (o secador solar ) permite al usuario conservar alimentos sin el costo energético ni la contaminación asociados con otras técnicas de secado.
Durante miles de años, los productos agrícolas y de otro tipo se han secado al aire libre al sol y al viento, ya sea para conservarlos para su uso posterior, como ocurre con los alimentos, o como parte integral del proceso de producción, como ocurre con la madera, el tabaco y el lavado de ropa. En las regiones y sectores industrializados, el secado al aire libre ha sido reemplazado en gran medida por secadores mecanizados, con calderas para calentar el aire entrante y ventiladores para impulsarlo a gran velocidad. El secado mecanizado es más rápido que el secado al aire libre, utiliza mucho menos tierra y generalmente da un producto de mejor calidad. Pero el equipo es caro y requiere cantidades sustanciales de combustible o electricidad para funcionar.
En el contexto de este informe técnico, el término "secado solar" se refiere a los métodos de uso de la energía solar para el secado, pero excluye el "secado solar" al aire libre. La justificación de los secadores solares es que pueden ser más eficaces que el secado solar, pero tienen menores costos operativos que los secadores mecanizados. Varios diseños han demostrado su eficacia técnica y, si bien ninguno de ellos se ha utilizado ampliamente todavía, todavía hay optimismo sobre su potencial.
Contenido
Tipos
Secador solar de arroz
En la Figura 1 se muestra un tipo conocido de deshidratador solar. Fue diseñado para los requisitos particulares del arroz, pero los principios son válidos para otros productos y tipos de diseño, ya que la necesidad básica de eliminar agua es la misma.
El aire pasa a través del secador por convección natural. Se calienta al pasar por el colector y luego se enfría parcialmente al absorber la humedad del arroz. El arroz se calienta tanto por el aire como directamente por el sol.
El aire caliente puede retener más humedad que el aire frío, por lo que la cantidad requerida depende de la temperatura a la que se calienta en el colector, así como de la cantidad retenida (humedad absoluta) cuando ingresó al colector.
La forma en que la capacidad de absorción de humedad del aire se ve afectada por su humedad inicial y por la temperatura a la que se calienta posteriormente se muestra en la Tabla 1.
El objetivo de la mayoría de los procesos de secado es reducir el contenido de humedad del producto a un valor específico. El contenido de humedad (base húmeda) se expresa como el peso del agua como proporción del peso total. El contenido de humedad del arroz normalmente se debe reducir del 24% al 14%. Por lo tanto, para secar una tonelada de arroz, se deben eliminar 100 kg de agua. Si el aire calentado tiene una "capacidad de absorción" de 8 g/m3, entonces se requieren 100/0,0008 = 12 500/m3 de aire para secar una tonelada de arroz. El calor necesario para evaporar el agua es de 2,26 kJ/kg. Por lo tanto, se requieren aproximadamente 250 MJ (70 kWh) de energía para vaporizar los 100 kg de agua. No hay un requisito fijo de entrada de calor solar al secador. Esto se debe a que el aire ambiental entrante puede ceder parte de su energía interna para vaporizar el agua (enfriándose en el proceso). De hecho, si el aire ambiente es suficientemente seco, no es necesario aplicar calor. Sin embargo, el calor adicional es útil por dos razones. En primer lugar, si el aire es más cálido, se necesita menos. En segundo lugar, la temperatura de los granos de arroz puede ser un factor importante, especialmente en las últimas etapas del secado, cuando la humedad tiene que ser "extraida" desde el centro de los granos hacia sus superficies. Esta temperatura dependerá principalmente de la temperatura del aire, pero también de la cantidad de radiación solar que reciba directamente el arroz. En un sistema de convección natural, el flujo de aire se produce porque el aire cálido en el interior del secador es más ligero que el aire más frío del exterior. Esta diferencia de densidad crea una pequeña diferencia de presión a lo largo del lecho de grano, que fuerza al aire a pasar a través de él. Este efecto aumenta cuanto mayor es la altura del lecho por encima de la entrada (h1) y la salida por encima del lecho (h2). El efecto de un aumento de h2 es menor que el de un aumento de h1 porque el aire se enfría a medida que pasa a través del lecho. En la Tabla 2 se muestran densidades aproximadas para una variedad de casos.Se puede observar que si el aire entrante se calienta sólo entre 10 y 30 °C, la presencia de una chimenea en la parte superior del secador no haría ninguna diferencia, a menos que actuara eficientemente como un colector solar y aumentara significativamente la temperatura del aire. Cabe señalar que incluso si la diferencia en densidades es de hasta 0,05 kg/m2, la diferencia de presión resultante es de sólo 0,5 Pa (5 millonésimas de la presión atmosférica) por metro de chimenea. A modo de comparación, los sistemas de convección forzada suelen funcionar con diferencias de presión de entre 100 y 500 Pa. Muchos productos se dañan por temperaturas excesivas. Las restricciones más severas se aplican a los frijoles (35 °C), al arroz (45 °C) y a todos los cereales si se van a utilizar como semillas (45 °C).Secador solar de convección forzada
Al utilizar un ventilador para crear el flujo de aire, el tiempo de secado se puede reducir en un factor de 3. Además, el área del colector necesaria se reduce hasta en un 50%. Por lo tanto, el área del colector necesaria para una determinada producción de producto se puede reducir en un factor de 5-6. El coste inicial de una secadora de una tonelada por día es de alrededor de 1500-2000 libras esterlinas. El ventilador consumiría unos 500 vatios durante 6 horas, por lo que el coste de la electricidad (a 0,07/kWh) sería de unos 0,20 por tonelada de arroz secado.
Secador de carpas
La característica distintiva de los secadores de carpa, caja y armario es que la cámara de secado y el colector se combinan en uno solo (véase la Figura 3). Esto permite un menor coste inicial. Sin embargo, los tiempos de secado no siempre son mucho menores que en el caso del secado al aire libre (probablemente, hasta ahora no se ha prestado suficiente atención a la utilización de la convección natural). El objetivo principal de los secadores puede ser proporcionar protección contra el polvo, la suciedad, la lluvia, el viento o los depredadores y, por lo general, se utilizan para frutas, pescado, café u otros productos para los que, de otro modo, el desperdicio es elevado. Existen muchos otros tipos. Los secadores de invernadero son una versión más sofisticada de los secadores de carpa. Los secadores de caja pueden incorporar aislamiento térmico para alcanzar temperaturas más altas. Los secadores de tolva de almacenamiento combinan las funciones de secado y almacenamiento a largo plazo. Los hornos solares de madera pueden incluir almacenamiento de agua caliente para permitir el control necesario de la velocidad de secado. ¿Secado solar o secado al aire libre?
En primer lugar, una ventaja importante del secado solar es que el producto está protegido de la lluvia, los insectos, los animales y el polvo que puede contener materia fecal. Algunos sistemas también brindan protección contra la luz solar directa. En segundo lugar, un secado más rápido reduce la probabilidad de que se forme moho. En tercer lugar, las temperaturas de secado más altas significan que es posible un secado más completo, y esto puede permitir tiempos de almacenamiento mucho más largos (pero solo si se evita la rehumidificación durante el almacenamiento). Por último, los tipos más complejos de secadores solares permiten cierto control sobre las velocidades de secado.
¿Qué secador solar?
La elección entre los distintos tipos de secadores solares dependerá de los requisitos locales y, en particular, de la escala de operación. Si el secador está destinado a agricultores campesinos, el costo de capital inicial puede ser la principal limitación y los secadores de caja o carpas cubiertos de plástico pueden ser apropiados.
Sin embargo, puede haber una tendencia hacia un secado más centralizado que permita un uso más intensivo del equipo. El mayor costo inicial de las cubiertas de vidrio puede entonces ser asequible y la electricidad de la red puede estar disponible para hacer funcionar los ventiladores y obtener un rendimiento mucho más rápido para un área de colectores determinada.
Para una escala intermedia y un costo de capital bajo, el secador de arroz por convección natural es un diseño bien probado.
La elección entre utilizar la radiación solar o combustible para calentar el aire es principalmente una cuestión de costes iniciales más elevados y costes de combustible continuos, que deben analizarse en cada lugar. En algunas circunstancias, puede ser posible quemar cáscaras de arroz u otro combustible con un bajo coste de oportunidad. Una tonelada de arroz produce 200 kg de cáscaras. El calentamiento con combustible suele permitir un mejor control de la velocidad de secado que el calentamiento solar; también permite que el secado sea continuo. Si se requiere cualquiera de estos dos, puede ser adecuado un sistema combinado con precalentamiento del aire mediante energía solar.
Proyectos relacionados
Aquí se encuentran todos los proyectos originales de Appropedia que muestran cómo hacer o construir un deshidratador solar . Siéntete libre de agregar el tuyo creando una página y agregando "Deshidratador solar" al parámetro "Instancia de" en el cuadro de datos del proyecto .
Véase también
- Secado de alimentos (Resumen de acciones prácticas)
- Secado de alimentos con vapor sobrecalentado
- Tecnología de secado a pequeña escala (informe de acción práctica)
Enlaces externos
- Diseños de deshidratadores solares en Permies.com
- Planos de deshidratadores solares en Permies.com
- Película sobre deshidratador solar en Permies.com
Lectura adicional
- Secado de alimentos ( Resumen técnico de acción práctica )
- Resumen técnico de la acción práctica de Drying Technologies
- Resumen técnico de acción práctica de los secadores de bandejas
- Resumen técnico práctico de la acción del secador de bandejas Anagi
- Construcción y uso de un secador solar sencillo para conservar alimentos fuera de temporada HEDON
- Red de energía doméstica
- Secado de alimentos para generar ganancias: una guía para pequeñas empresas Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
- Cómo montar una empresa de secado de alimentos: una guía paso a paso Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002
- Secadores solares Consejo Científico de la Commonwealth, 1985
- Secado solar: métodos prácticos de conservación de alimentos, OIT, 1988
- Producción de frutas y verduras secadas con energía solar para el desarrollo de pequeñas empresas, NRI 1996
- ¡Pruebe a secarlo! Estudios de casos sobre la difusión de la tecnología de secado por bandejas, Barrie Axtell y Alex Bush, IT Publishing, 1991
| Palabras clave | solar , cocina solar , energía |
|---|---|
| ODS | ODS07 Energía asequible y no contaminante |
| Licencia | Licencia CC BY-SA 3.0 |
| Idioma | Inglés (es) |
| Traducciones | Alemán , portugués , chino , holandés , japonés , coreano , español |
| Relacionado | 7 subpáginas , 254 páginas, enlace aquí |
| Alias | Secado solar , Deshidratación solar , Proyectos de deshidratación solar de alimentos para hacer uno mismo , Proyectos de deshidratación solar para hacer uno mismo , Original:Secado solar , Deshidratadores solares |
| Impacto | 1.500 páginas vistas ( más ) |
| Creado | 25 de febrero de 2008 por Lonny Grafman |
| Última modificación | 16 de octubre de 2024 por Felipe Schenone |
| Citar como | «Deshidratador solar» . Appropedia. 2008–2024 . Consultado el 27 de noviembre de 2024 . |
| Consultas API | básico , semántico , html , archivos , más |
