Solar dehydrator/pt
Um desidratador solar (ou secador solar ) permite ao usuário conservar alimentos sem o custo de energia ou a poluição associados a outras técnicas de secagem.
Produtos agrícolas e outros são secos ao sol e ao vento ao ar livre há milhares de anos. O objetivo é preservá-los para uso posterior, como no caso dos alimentos, ou como parte integrante do processo de produção, como no caso da madeira, do tabaco e da lavagem de roupa. Em regiões e setores industrializados, a secagem ao ar livre foi amplamente substituída por secadores mecanizados, com caldeiras para aquecer o ar que entra e ventiladores para forçá-lo a passar em alta velocidade. A secagem mecanizada é mais rápida do que a secagem ao ar livre, utiliza muito menos espaço e geralmente resulta em um produto de melhor qualidade. No entanto, o equipamento é caro e requer quantidades consideráveis de combustível ou eletricidade para funcionar.
Neste documento técnico, "secagem solar" refere-se a métodos que utilizam a energia solar para secar roupas, excluindo a secagem ao ar livre, também conhecida como secagem solar. A justificativa para o uso de secadores solares reside no fato de que eles podem ser mais eficazes do que a secagem solar convencional, porém com custos operacionais menores do que os secadores mecanizados. Diversos projetos já foram comprovados tecnicamente e, embora nenhum deles seja amplamente utilizado, ainda existe otimismo quanto ao seu potencial.
Tipos
Secador solar de arroz
Um tipo bastante conhecido de desidratador solar é mostrado na Figura 1. Ele foi projetado para as necessidades específicas do arroz, mas os princípios se aplicam a outros produtos e tipos de projeto, já que a necessidade básica de remover a água é a mesma.
O ar é aspirado através do secador por convecção natural. Ele é aquecido ao passar pelo coletor e, em seguida, parcialmente resfriado ao absorver a umidade do arroz. O arroz é aquecido tanto pelo ar quanto diretamente pelo sol.
O ar quente pode reter mais umidade do que o ar frio, portanto, a quantidade necessária depende da temperatura à qual é aquecido no coletor, bem como da quantidade de umidade (umidade absoluta) que continha ao entrar no coletor.
A forma como a capacidade de absorção de umidade do ar é afetada por sua umidade inicial e pela temperatura à qual ele é posteriormente aquecido é mostrada na Tabela 1.
O objetivo da maioria dos processos de secagem é reduzir o teor de umidade do produto para um valor específico. O teor de umidade (base úmida) é expresso como a proporção do peso da água em relação ao peso total. O teor de umidade do arroz normalmente precisa ser reduzido de 24% para 14%. Portanto, para secar uma tonelada de arroz, é necessário remover 100 kg de água. Se o ar aquecido tiver uma "capacidade de absorção" de 8 g/m³, serão necessários 100/0,0008 = 12.500 kg/m³ de ar para secar uma tonelada de arroz. O calor necessário para evaporar a água é de 2,26 kJ/kg. Assim, são necessários aproximadamente 250 MJ (70 kWh) de energia para vaporizar os 100 kg de água. Não há uma exigência fixa de entrada de calor solar para o secador. Isso ocorre porque o ar ambiente que entra pode liberar parte de sua energia interna para vaporizar a água (ficando mais frio no processo). De fato, se o ar ambiente estiver suficientemente seco, nenhuma entrada de calor é essencial. No entanto, o calor extra é útil por dois motivos. Primeiro, se o ar estiver mais quente, será necessária menos quantidade de calor. Segundo, a temperatura nos próprios grãos de arroz pode ser um fator importante, especialmente nos estágios finais da secagem, quando a umidade precisa ser "extraída" do centro dos grãos para a superfície. Essa temperatura dependerá principalmente da temperatura do ar, mas também da quantidade de radiação solar recebida diretamente pelo arroz. Em um sistema de convecção natural, o fluxo de ar é causado pelo fato de o ar quente dentro do secador ser menos denso que o ar frio externo. Essa diferença de densidade cria uma pequena diferença de pressão através da camada de grãos, o que força o ar a passar por ela. Esse efeito aumenta quanto maior for a altura da camada acima da entrada (h1) e da saída (h2). O efeito de um aumento em h2 é menor que o de um aumento em h1, porque o ar é resfriado ao passar pela camada. Densidades aproximadas para diversos casos são mostradas na Tabela 2.Pode-se observar que, se o ar de entrada for aquecido em apenas 10 a 30 °C, a presença de uma chaminé no topo do secador fará pouca ou nenhuma diferença, a menos que ela atue eficientemente como um coletor solar e eleve significativamente a temperatura do ar. Deve-se notar que, mesmo que a diferença de densidades seja de até 0,05 kg/m², a diferença de pressão resultante é de apenas 0,5 Pa (5 milionésimos da pressão atmosférica) por metro de chaminé. Para comparação, os sistemas de convecção forçada geralmente operam com diferenças de pressão de 100 a 500 Pa. Muitos produtos são danificados por temperaturas excessivas. As restrições mais severas são para feijão (35 °C), arroz (45 °C) e todos os grãos destinados a sementes (45 °C).Secador solar de convecção forçada
Ao utilizar um ventilador para criar o fluxo de ar, o tempo de secagem pode ser reduzido em até 3 vezes. Além disso, a área do coletor necessária é reduzida em até 50%. Portanto, a área do coletor necessária para uma determinada produção de produto pode ser reduzida em 5 a 6 vezes. O custo inicial de um secador com capacidade para uma tonelada por dia situa-se entre £1500 e £2000. O ventilador consumiria cerca de 500 watts durante 6 horas, e assim o custo da eletricidade (a £0,07/kWh) seria de aproximadamente £0,20 por tonelada de arroz seco.
Secador de tenda
A principal característica dos secadores de tenda, caixa e armário é que a câmara de secagem e o coletor são combinados em uma única peça (ver Figura 3). Isso permite um custo inicial menor. No entanto, os tempos de secagem nem sempre são muito menores do que os da secagem ao ar livre. (Provavelmente, não se tem dado a devida atenção à utilização da convecção natural.) O principal objetivo dos secadores pode ser o de fornecer proteção contra poeira, sujeira, chuva, vento ou predadores, e eles geralmente são usados para frutas, peixes, café ou outros produtos que, de outra forma, teriam alto índice de desperdício. Existem muitos outros tipos. Os secadores de estufa são uma versão mais sofisticada dos secadores de tenda. Os secadores de caixa podem incorporar isolamento térmico para atingir temperaturas mais altas. Os secadores de armazenamento combinam as funções de secagem e armazenamento a longo prazo. As estufas solares para madeira podem incluir armazenamento de água quente para permitir o controle necessário da taxa de secagem. Secagem solar ou secagem ao ar livre?
Em primeiro lugar, uma importante vantagem da secagem solar é que o produto fica protegido da chuva, insetos, animais e poeira que pode conter matéria fecal. Alguns sistemas também oferecem proteção contra a luz solar direta. Em segundo lugar, a secagem mais rápida reduz a probabilidade de crescimento de mofo. Em terceiro lugar, temperaturas de secagem mais elevadas permitem uma secagem mais completa, o que pode possibilitar períodos de armazenamento muito mais longos (mas apenas se a reidratação for evitada durante o armazenamento). Por fim, tipos mais complexos de secadores solares permitem certo controle sobre as taxas de secagem.
Qual secador solar?
A escolha entre os diferentes tipos de secador solar dependerá das necessidades locais e, em particular, da escala de operação. Se o destino for pequenos agricultores, o custo inicial de investimento pode ser a principal restrição, sendo os secadores de lona ou de caixa cobertos com plástico mais adequados.
Pode haver, no entanto, uma tendência para uma secagem mais centralizada, permitindo uma utilização mais intensiva do equipamento. O custo inicial mais elevado das coberturas de vidro pode então tornar-se viável, e a eletricidade da rede pode estar disponível para alimentar os ventiladores e obter uma taxa de transferência muito mais rápida para uma determinada área de coleta.
Para escala e custo de capital intermediários, o secador de arroz por convecção natural é um projeto comprovadamente eficaz.
A escolha entre usar radiação solar ou combustível para aquecer o ar se resume principalmente a um equilíbrio entre um custo inicial mais alto e os custos contínuos com combustível, que precisam ser analisados para cada local. Em algumas circunstâncias, pode ser possível queimar cascas de arroz ou outro combustível com baixo custo de oportunidade. Uma tonelada de arroz rende 200 kg de cascas. O aquecimento por combustível geralmente permite um melhor controle da taxa de secagem do que o aquecimento solar; também possibilita a secagem contínua. Se qualquer um desses métodos for necessário, um sistema combinado com pré-aquecimento do ar por energia solar pode ser apropriado.
Projetos relacionados
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Veja também
- Secagem de alimentos (Resumo de ação prática)
- Secagem de alimentos com vapor superaquecido
- Tecnologia de secagem em pequena escala (Resumo de ação prática)
Links externos
- Projetos de desidratadores solares em Permies.com
- Projetos de desidratador solar em Permies.com
- Vídeo sobre desidratador solar em Permies.com
Leitura complementar
- Secagem de Alimentos ( Ação Prática - Resumo Técnico )
- Tecnologias de Secagem: Ação Prática - Resumo Técnico
- Secadores de bandejas: ação prática e resumo técnico
- Secador de bandejas Anagi: instruções práticas e resumo técnico.
- Construção e utilização de um secador solar simples para conservar alimentos fora de época HEDON
- Rede de energia doméstica
- Secagem de Alimentos para Lucro: Um Guia para Pequenas Empresas, Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
- Como montar um negócio de secagem de alimentos: um guia passo a passo, de Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002.
- Secadores solares, Conselho de Ciência da Commonwealth, 1985
- Secagem solar: Métodos práticos de conservação de alimentos, OIT, 1988
- Produção de frutas e vegetais secos ao sol para o desenvolvimento de pequenas empresas, NRI 1996
- Experimente a secagem! Estudos de caso na disseminação da tecnologia de secagem em bandejas, Barrie Axtell e Alex Bush, IT Publishing, 1991.
| Autores | |
|---|---|
| Licença | CC-BY-SA-3.0 |
| Citar como | "Desidratador solar" . Appropedia. 2008–2025 . Consultado em 29 de maio de 2026 . |