Desidratador solar
Um desidratador solar (ou secador solar ) permite ao usuário conservar alimentos sem o custo de energia ou poluição associados a outras técnicas de secagem.
Produtos agrícolas e outros têm sido secos pelo sol e pelo vento ao ar livre por milhares de anos. O propósito é preservá-los para uso posterior, como é o caso dos alimentos; ou como parte integrante do processo de produção, como acontece com madeira, tabaco e lavagem. Em regiões e setores industrializados, a secagem ao ar livre foi amplamente substituída por secadores mecanizados, com caldeiras para aquecer o ar de entrada e ventiladores para forçá-lo a passar a uma taxa alta. A secagem mecanizada é mais rápida do que a secagem ao ar livre, usa muito menos terra e geralmente fornece um produto de melhor qualidade. Mas o equipamento é caro e requer quantidades substanciais de combustível ou eletricidade para operar.
'Secagem solar' no contexto deste resumo técnico, refere-se a métodos de uso da energia solar para secagem, mas exclui 'secagem solar' ao ar livre. A justificativa para secadores solares é que eles podem ser mais eficazes do que a secagem solar, mas têm custos operacionais mais baixos do que secadores mecanizados. Vários designs são comprovados tecnicamente e, embora nenhum ainda esteja em uso generalizado, ainda há otimismo sobre seu potencial.
Conteúdo
Tipos
Secador solar de arroz
Um tipo bem conhecido de desidratador solar é mostrado na Figura 1. Ele foi projetado para as necessidades específicas do arroz, mas os princípios valem para outros produtos e tipos de design, já que a necessidade básica de remover água é a mesma.
O ar é puxado através do secador por convecção natural. Ele é aquecido ao passar pelo coletor e então parcialmente resfriado ao pegar 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 ele é aquecido no coletor, bem como da quantidade retida (umidade absoluta) quando entra no coletor.
A maneira 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 a um valor especificado. O teor de umidade (base úmida) é expresso como o peso da água como uma proporção do peso total. O teor de umidade do arroz normalmente tem que ser reduzido de 24% para 14%. Então, para secar uma tonelada de arroz, 100 kg de água devem ser removidos. Se o ar aquecido tem uma "capacidade de absorção" de 8g/m3, então 100/0,0008 = 12.500/m3 de ar são necessários para secar uma tonelada de arroz. O calor necessário para evaporar a água é de 2,26 kJ/kg. Portanto, aproximadamente 250 MJ (70 kWh) de energia são necessários para vaporizar os 100 kg de água. Não há um requisito fixo para entrada de calor solar no secador. Isso ocorre porque o ar ambiente de entrada pode abrir mão de parte de sua energia interna para vaporizar a água (tornando-se mais frio no processo). De fato, se o ar ambiente estiver seco o suficiente, nenhuma entrada de calor é essencial. No entanto, calor extra é útil por dois motivos. Primeiro, se o ar estiver mais quente, menos calor será necessário. Segundo, a temperatura nos próprios grãos de arroz pode ser um fator importante, especialmente nos estágios finais da secagem, quando a umidade precisa ser "puxada" dos centros dos grãos para suas superfícies. 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 que o ar quente dentro do secador é mais leve do que o ar mais frio do lado de fora. Essa diferença de densidade cria uma pequena diferença de pressão no leito de grãos, o que força o ar através dele. Esse efeito aumenta quanto maior for a altura do leito acima da entrada (h1) e da saída acima do leito (h2). O efeito de um h2 aumentado é menor do que o de um h1 aumentado porque o ar é resfriado ao passar pelo leito. As densidades aproximadas para uma variedade de casos são mostradas na Tabela 2Pode-se observar que se o ar de entrada for aquecido em apenas 10-30°C, a presença de uma chaminé em cima do secador faria pouca ou nenhuma diferença, a menos que atuasse eficientemente como um coletor solar e aumentasse significativamente a temperatura do ar. Deve-se notar que, mesmo que a diferença nas 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 efeito de comparação, os sistemas de convecção forçada geralmente operam com diferenças de pressão de 100-500 Pa. Muitos produtos são danificados por temperaturas excessivas. As restrições mais severas são para feijões (35°C), arroz (45°C) e todos os grãos, se forem usados para sementes (45°C).Secador solar de convecção forçada
Ao usar um ventilador para criar o fluxo de ar, o tempo de secagem pode ser reduzido por um fator de 3. 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 por um fator de 5-6. O custo inicial de um secador de uma tonelada por dia está na região de £ 1500-2000. O ventilador consumiria cerca de 500 watts por 6 horas e, portanto, o custo da eletricidade (a 0,07/kWhr) seria de cerca de 0,20 por tonelada de arroz seco
Secador de tenda
A característica distintiva dos secadores de tenda, caixa e gabinete é que a câmara de secagem e o coletor são combinados em um, veja a Figura 3. Isso permite um custo inicial menor. Os tempos de secagem, no entanto, nem sempre são muito menores do que para a secagem ao ar livre. (Provavelmente, atenção insuficiente foi dada até agora à utilização da convecção natural.) O principal objetivo dos secadores pode ser fornecer proteção contra poeira, sujeira, chuva, vento ou predadores e eles geralmente são usados para frutas, peixes, café ou outros produtos para os quais o desperdício é alto. Existem vários 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 caixa de armazenamento combinam as funções de secagem e armazenamento de longo prazo. Os fornos 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?
Primeiramente, uma vantagem importante da secagem solar é que o produto é protegido da chuva, insetos, animais e poeira que pode conter material fecal. Alguns sistemas também oferecem proteção contra luz solar direta. Segundo, a secagem mais rápida reduz a probabilidade de crescimento de mofo. Terceiro, temperaturas de secagem mais altas significam que uma secagem mais completa é possível, e isso pode permitir tempos de armazenamento muito mais longos (mas somente se a reumidificação for evitada no armazenamento). Finalmente, tipos mais complexos de secadores solares permitem algum controle sobre as taxas de secagem.
Qual secador solar?
A escolha entre tipos alternativos de secador solar dependerá dos requisitos locais e, em particular, da escala de operação. Se destinado a agricultores camponeses, o custo de capital inicial pode ser a principal restrição e secadores de tenda ou caixa cobertos de plástico podem ser apropriados.
Pode haver, no entanto, uma tendência para uma secagem mais centralizada para permitir um uso mais intensivo do equipamento. O maior custo inicial das tampas de vidro pode então ser acessível, e a eletricidade da rede pode estar disponível para operar ventiladores e obter um rendimento muito mais rápido para uma determinada área do coletor.
Para escala intermediária e custo de capital, o secador de arroz por convecção natural é um projeto comprovado.
A escolha entre usar radiação solar ou combustível para aquecer o ar é principalmente uma entre um custo inicial mais alto e custos contínuos de 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 dá 200 kg de cascas. O aquecimento de combustível geralmente permite melhor controle da taxa de secagem do que o aquecimento solar; também permite que a secagem seja contínua. Se qualquer um desses for necessário, um sistema combinado pode ser apropriado com pré-aquecimento do ar por energia solar.
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
- Planos de desidratadores solares em Permies.com
- Filme sobre desidratador solar em Permies.com
Leitura adicional
- Secagem de Alimentos ( Resumo Técnico de Ação Prática )
- Resumo técnico de ação prática de tecnologias de secagem
- Secadores de bandejas Ação prática Resumo técnico
- Resumo técnico de ação prática do secador de bandejas Anagi
- Construção e Utilização de um Secador Solar Simples para Conservar Alimentos para a Entressafra 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 Fabrice Thuiller, ITDG Publishing, 2002
- Secadores solares Commonwealth Science Council, 1985
- Secagem solar: métodos práticos de conservação de alimentos, OIT, 1988
- Produção de frutas e vegetais secos solares para desenvolvimento de pequenas empresas, NRI 1996
- Try Drying It! Estudos de caso na disseminação da tecnologia de secagem de bandejas, Barrie Axtell & Alex Bush, IT Publishing, 1991
| Palavras-chave | solar , fogão solar , energia |
|---|---|
| ODS | ODS07 Energia acessível e limpa |
| Licença | CC-BY-SA-3.0 |
| Linguagem | Inglês (en) |
| Traduções | Coreano , Japonês , Alemão , Chinês , Holandês |
| Relacionado | 5 subpáginas , 243 páginas link aqui |
| Alias | Secagem solar , Secagem solar , Desidratação solar , Projetos de desidratador solar de alimentos faça você mesmo , Projetos de desidratador solar faça você mesmo , Original:Secagem solar , Desidratadores solares |
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| Criado | 25 de fevereiro de 2008 por Lonny Grafman |
| Modificado | 23 de outubro de 2023 por StandardWikitext bot |
| Citar como | "Desidratador solar" . Appropedia. 2008–2023 . Recuperado em 23 de agosto de 2024 . |
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