태양열 건조기

태양열 건조기 (또는 태양열 건조기 )를 사용하면 다른 건조 기술과 관련된 에너지 비용이나 오염 없이 음식을 보존할 수 있습니다.

수천 년 동안 농산물과 기타 제품은 야외에서 태양과 바람에 의해 건조되었습니다. 그 목적은 식품의 경우처럼 나중에 사용하기 위해 보존하거나 목재, 담배 및 세탁의 경우처럼 생산 공정의 필수적인 부분으로서입니다. 산업화된 지역과 부문에서 야외 건조는 이제 보일러로 유입 공기를 가열하고 팬으로 고속으로 강제로 통과시키는 기계식 건조기로 대체되었습니다. 기계식 건조는 야외 건조보다 빠르고 땅을 훨씬 적게 사용하며 일반적으로 더 나은 품질의 제품을 제공합니다. 그러나 장비는 비싸고 작동하려면 상당한 양의 연료나 전기가 필요합니다.

이 기술 간략서의 맥락에서 '태양 건조'는 건조를 위해 태양 에너지를 사용하는 방법을 말하지만 야외 '태양 건조'는 제외합니다. 태양 건조기의 정당성은 태양 건조보다 효과적일 수 있지만 기계식 건조기보다 운영 비용이 낮다는 것입니다. 여러 가지 설계가 기술적으로 입증되었으며 아직 널리 사용되지는 않지만 잠재력에 대한 낙관론이 여전히 있습니다.

유형

벼 태양건조기

그림 1은 잘 알려진 태양열 건조기 유형 중 하나를 보여줍니다. 이 건조기는 쌀의 특정 요구 사항에 맞게 설계되었지만 물을 제거해야 하는 기본적인 필요성은 동일하기 때문에 이 원리는 다른 제품과 설계 유형에도 적용됩니다.

공기는 자연 대류에 의해 건조기를 통해 끌어들여집니다. 수집기를 통과하면서 가열되고 쌀에서 수분을 흡수하면서 부분적으로 냉각됩니다. 쌀은 공기와 태양에 의해 직접 가열됩니다.

따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 수분을 보유할 수 있으므로 필요한 수분량은 수집기에서 가열되는 온도와 수집기에 들어올 때 보유되었던 양(절대 습도)에 따라 달라집니다.

공기의 수분 흡수 능력이 초기 습도와 이후 가열되는 온도에 따라 영향을 받는 방식은 표 1에 나타나 있습니다.

대부분의 건조 공정의 목적은 제품의 수분 함량을 지정된 값으로 줄이는 것입니다. 수분 함량(습도 기준)은 총 중량에 대한 물의 비율로 표현됩니다. 쌀의 수분 함량은 일반적으로 24%에서 14%로 줄여야 합니다. 따라서 쌀 1톤을 건조하려면 물 100kg을 제거해야 합니다. 가열된 공기의 '흡수 용량'이 8g/m3이면 쌀 1톤을 건조하는 데 100/0.0008 = 12,500/m3의 공기가 필요합니다. 물을 증발시키는 데 필요한 열은 2.26kJ/kg입니다. 따라서 100kg의 물을 증발시키는 데 약 250MJ(70kWh)의 에너지가 필요합니다. 건조기에 태양열을 입력해야 하는 고정된 요구 사항은 없습니다. 이는 유입되는 주변 공기가 내부 에너지의 일부를 포기하여 물을 증발시킬 수 있기 때문입니다(이 과정에서 차가워짐). 실제로 주변 공기가 충분히 건조하다면 열 입력이 필수적이지 않습니다. 그럼에도 불구하고 두 가지 이유로 추가 열이 유용합니다. 첫째, 공기가 더 따뜻하면 덜 필요합니다. 둘째, 쌀알 자체의 온도는 특히 건조 후반 단계에서 중요한 요소가 될 수 있습니다. 이때는 수분을 곡물 중심에서 표면으로 '끌어내야' 합니다. 이 온도 자체는 주로 기온에 따라 달라지지만 쌀이 직접 받는 태양 복사열의 양에도 따라 달라집니다. 자연 대류 시스템에서 공기 흐름은 건조기 내부의 따뜻한 공기가 외부의 차가운 공기보다 가볍기 때문에 발생합니다. 이 밀도 차이는 곡물 층에 걸쳐 작은 압력 차이를 만들어 공기를 강제로 통과시킵니다. 이 효과는 입구(h1) 위의 층의 높이와 층의 출구(h2) 위의 층의 높이가 클수록 커집니다. h2가 증가한 효과는 h1이 증가한 효과보다 작습니다. 공기가 층을 통과할 때 냉각되기 때문입니다. 다양한 경우에 대한 대략적인 밀도는 표 2에 나와 있습니다.유입 공기가 10~30°C만 가열된다면 건조기 위에 굴뚝이 있어도 태양열 집열기 역할을 효율적으로 해서 공기 온도를 크게 올리지 않는 한 별 차이가 없거나 전혀 없다는 것을 알 수 있습니다. 밀도 차이가 0.05kg/m2만큼 크더라도 결과적으로 발생하는 압력 차이는 굴뚝 1m당 0.5Pa(대기압의 500만분의 1)에 불과합니다. 비교를 위해 강제 대류 시스템은 일반적으로 100~500Pa의 압력 차이로 작동합니다. 많은 제품이 과도한 온도로 인해 손상됩니다. 가장 심각한 제약은 콩(35°C), 쌀(45°C) 및 씨앗으로 사용되는 모든 곡물(45°C)에 있습니다.

강제 대류 태양 건조기

팬을 사용하여 공기 흐름을 생성하면 건조 시간을 3배로 줄일 수 있습니다. 또한 필요한 수집기 면적이 최대 50%까지 줄어듭니다. 따라서 주어진 제품 처리량에 필요한 수집기 면적을 5-6배로 줄일 수 있습니다. 1톤/일 건조기의 초기 비용은 약 £1500-2000입니다. 팬은 6시간 동안 약 500와트를 소모하므로 전기 비용(0.07/kWhr)은 건조된 쌀 1톤당 약 0.20입니다.

텐트 건조기

텐트, 박스 및 캐비닛 건조기의 뚜렷한 특징은 건조실과 수집기가 하나로 결합되어 있다는 것입니다(그림 3 참조). 이를 통해 초기 비용을 낮출 수 있습니다. 그러나 건조 시간은 항상 야외 건조보다 훨씬 낮지는 않습니다. (아마도 지금까지 자연 대류를 활용하는 데 충분한 관심이 주어지지 않았을 것입니다.) 건조기의 주요 목적은 먼지, 흙, 비, 바람 또는 포식자로부터 보호하는 것일 수 있으며 일반적으로 과일, 생선, 커피 또는 기타 낭비가 많은 제품에 사용됩니다. 다른 유형이 많이 있습니다. 온실 건조기는 텐트 건조기의 더 정교한 버전입니다. 박스 건조기는 더 높은 온도를 달성하기 위해 단열재를 통합할 수 있습니다. 보관함 건조기는 건조와 장기 보관의 기능을 결합합니다. 태양열 목재 가마에는 건조 속도를 필요한 대로 제어할 수 있도록 온수 저장이 포함될 수 있습니다. 태양열 건조 또는 야외 건조?

첫째, 태양 건조의 중요한 장점 중 하나는 제품이 비, 곤충, 동물 및 배설물이 들어 있는 먼지로부터 보호된다는 것입니다. 일부 시스템은 직사광선으로부터 보호합니다. 둘째, 더 빠른 건조는 곰팡이가 자랄 가능성을 줄입니다. 셋째, 더 높은 건조 온도는 더 완전한 건조가 가능하다는 것을 의미하며, 이는 훨씬 더 긴 보관 시간을 허용할 수 있습니다(단, 보관 시 재습이 방지된 경우에만 해당). 마지막으로, 더 복잡한 유형의 태양 건조기는 건조 속도를 어느 정도 제어할 수 있습니다.

어떤 태양건조기인가요?

대체 유형의 태양 건조기 선택은 지역 요구 사항, 특히 운영 규모에 따라 달라집니다. 농부를 대상으로 하는 경우 초기 자본 비용이 주요 제약이 될 수 있으며 플라스틱으로 덮인 텐트 또는 상자형 건조기가 적합할 수 있습니다.

그러나 장비를 보다 집중적으로 사용할 수 있도록 보다 중앙 집중화된 건조를 지향하는 추세가 있을 수 있습니다. 그러면 유리 커버의 초기 비용이 저렴해질 수 있으며, 그리드 전기를 사용하여 팬을 작동하고 주어진 수집기 영역에 대해 훨씬 더 빠른 처리량을 얻을 수 있습니다.

중간 규모와 자본 비용의 경우 자연 대류 쌀 건조기는 검증된 설계입니다.

공기를 가열하기 위해 태양 복사선이나 연료를 사용하는 것 중에서 선택하는 것은 주로 더 높은 초기 비용과 각 위치에 대해 분석해야 하는 지속적인 연료 비용 중 하나입니다. 어떤 상황에서는 낮은 기회 비용으로 벼 껍질이나 다른 연료를 연소할 수 있습니다. 1톤의 쌀은 200kg의 껍질을 제공합니다. 연료 가열은 일반적으로 태양열 가열보다 건조 속도를 더 잘 제어할 수 있습니다. 또한 건조를 연속적으로 수행할 수 있습니다. 이 중 하나가 필요한 경우 태양열로 공기를 예열하는 결합 시스템이 적합할 수 있습니다.

또한 참조

외부 링크

추가 읽기

식품 건조 ( 실제 활동 기술 간략 요약 )
건조 기술 실제 행동 기술 간략 설명
트레이 건조기 실제 작업 기술 간략 설명
Anagi Tray Dryer 실용 액션 기술 간략서
비수기 동안 식품을 보존하기 위한 간단한 태양열 건조기의 구성 및 사용 HEDON
가정용 에너지 네트워크
이익을 위한 식품 건조: 소규모 기업을 위한 가이드 Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
식품 건조 사업 설립: 단계별 가이드 Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002
태양열 건조기 Commonwealth Science Council, 1985
태양 건조: 식품 보존의 실용적 방법, ILO, 1988
소규모 기업 개발을 위한 태양열 건조 과일 및 채소 생산, NRI 1996
Try Drying It! 트레이 건조 기술 보급 사례 연구, Barrie Axtell & Alex Bush, IT Publishing, 1991

페이지 데이터
키워드	태양열 , 태양열 조리기 , 에너지
지속가능개발목표	SDG07 저렴하고 깨끗한 에너지
특허	저작권: CC-BY-SA-3.0
언어	영어 (en)
번역	독일어 , 포르투갈어 , 중국어 , 네덜란드어 , 일본어 , 한국어 , 스페인어
관련된	7개 하위 페이지 , 254페이지 여기 링크
별칭	태양 건조 , 태양 건조 , DIY 태양 식품 건조기 프로젝트 , DIY 태양 건조기 프로젝트 , 원본: 태양 건조 , 태양 건조기
영향	1,500 페이지 뷰 ( 더 보기 )
생성됨	2008년 2월 25일 Lonny Grafman 작성
마지막 수정	2024년 10월 16일 Felipe Schenone 작성
인용하다	"태양열 탈수기" . Appropedia. 2008–2024 . 2024년 11월 27일 검색됨 .
API 쿼리	기본 , 의미론적 , html , 파일 , 더 많은

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