Máy sấy năng lượng mặt trời là gì?
Máy sấy năng lượng mặt trời là thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để sấy khô các chất, đặc biệt là thực phẩm. Phương pháp làm khô thực phẩm truyền thống là phơi thực phẩm dưới ánh nắng mặt trời ở nơi thoáng đãng. Phương pháp này, được gọi là phơi nắng, có hiệu quả đối với một lượng nhỏ thực phẩm. Diện tích cần thiết để phơi nắng mở rộng theo số lượng thực phẩm và vì thực phẩm được đặt ngoài trời nên dễ bị ô nhiễm.
Do đó, một lý do chính khiến việc phơi nắng không dễ thực hiện với số lượng thực phẩm lớn hơn là việc giám sát và tổng quan ngày càng trở nên khó khăn hơn khi lượng thực phẩm ngày càng tăng. Khác với phương pháp phơi khô bằng ánh nắng mặt trời, nơi thực phẩm được phơi trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời, phương pháp làm khô bằng năng lượng mặt trời sử dụng bức xạ mặt trời gián tiếp.
Nguyên lý của kỹ thuật sấy năng lượng mặt trời là thu năng lượng mặt trời bằng cách đốt nóng lượng không khí trong các tấm thu năng lượng mặt trời và dẫn không khí nóng từ bộ thu đến một vỏ bọc kèm theo là buồng sấy thịt.
Trong hệ thống khép kín này, bao gồm một bộ thu năng lượng mặt trời và một buồng sấy thịt, không để thịt tiếp xúc trực tiếp với môi trường, việc sấy thịt sẽ đảm bảo vệ sinh hơn vì không có sự ô nhiễm thứ cấp vào sản phẩm do mưa, bụi, côn trùng, động vật gặm nhấm hoặc chim.
Các sản phẩm chỉ được làm khô bằng không khí nóng. Không có tác động trực tiếp của bức xạ mặt trời (ánh nắng mặt trời) vào sản phẩm. Năng lượng mặt trời tạo ra không khí nóng trong các bộ thu năng lượng mặt trời. Tăng nhiệt độ trong một thể tích không khí nhất định sẽ làm giảm độ ẩm tương đối của không khí và tăng khả năng hút nước của không khí. Luồng không khí nóng ổn định vào buồng sấy lưu thông qua lại các miếng thịt dẫn đến việc khử nước liên tục và hiệu quả.
Máy sấy năng lượng mặt trời là một khái niệm tương đối đơn giản. Một tính năng quan trọng của các thiết bị làm khô bằng năng lượng mặt trời là kích thước của các bộ thu năng lượng mặt trời. Tùy thuộc vào số lượng hàng hóa cần sấy, người thu gom phải có năng lực cung cấp đủ lượng không khí nóng cho buồng sấy. Thu gom quá nhỏ so với lượng thực phẩm cần sấy sẽ dẫn đến thất bại và thực phẩm bị hư hỏng.
Nguyên tắc cơ bản của máy sấy năng lượng mặt trời
Các nguyên tắc cơ bản được sử dụng trong máy sấy năng lượng mặt trời là:
Chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt: Bất kỳ màu đen nào ở bên trong máy sấy năng lượng mặt trời sẽ cải thiện hiệu quả của việc biến ánh sáng thành nhiệt.
Giữ nhiệt: Cách ly không khí bên trong máy sấy với không khí bên ngoài máy sấy tạo nên sự khác biệt quan trọng. Sử dụng chất rắn trong suốt, như túi nhựa hoặc nắp kính, sẽ cho phép ánh sáng đi vào, nhưng một khi ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành nhiệt, túi nhựa hoặc nắp kính sẽ giữ nhiệt bên trong. Điều này làm cho nó có thể đạt đến nhiệt độ tương tự vào những ngày lạnh và nhiều gió như trong những ngày nóng.
Di chuyển nhiệt đến thức ăn. Cả máy sấy đối lưu tự nhiên và máy sấy đối lưu cưỡng bức đều sử dụng sự đối lưu của không khí được đốt nóng để chuyển nhiệt đến thực phẩm.
3 loại máy sấy năng lượng mặt trời
Có một loạt các thiết kế máy sấy năng lượng mặt trời. Về cơ bản, máy sấy năng lượng mặt trời có thể được phân loại thành ba nhóm:
Máy sấy đối lưu tự nhiên
Máy sấy năng lượng mặt trời sử dụng đối lưu tự nhiên theo phương thẳng đứng xảy ra khi không khí được làm nóng. Nói chung, máy sấy đối lưu tự nhiên có kích thước phù hợp để sử dụng trong trang trại. Cấu tạo gồm 3 bộ phận chính: bộ thu năng lượng mặt trời, thùng sấy và ống khói năng lượng mặt trời.
Máy sấy quy ước tự nhiên có quy mô nhỏ hơn về cơ bản là hộp gỗ với lỗ thông hơi ở trên cùng và dưới cùng. Thức ăn được đặt trên các khung có màn che trượt vào các hộp. Máy sưởi không khí năng lượng mặt trời có kích thước phù hợp với kính nhựa hướng về phía nam và bộ hấp thụ kim loại màu đen được kết nối với đáy của các hộp.
Không khí đi vào đáy của máy sưởi năng lượng mặt trời và được làm nóng bằng chất hấp thụ kim loại màu đen. Không khí ấm bốc lên qua thức ăn và thoát ra ngoài qua các lỗ thông hơi ở trên cùng.
Trong khi hoạt động, những máy sấy này tạo ra nhiệt độ 130–180 ° F (54–82 ° C), là phạm vi mong muốn cho hầu hết các loại thực phẩm sấy khô và thanh trùng. Với những máy sấy này, bạn có thể làm khô thực phẩm trong một ngày, ngay cả khi trời có mây, mù mịt và rất ẩm. Bên trong, có mười ba kệ sẽ chứa 35 đến 40 quả táo hoặc đào cỡ trung bình được cắt thành từng lát mỏng.
Máy sấy đối lưu cưỡng bức
Sự đối lưu được cưỡng bức qua thực phẩm thông qua việc sử dụng quạt. Trong trường hợp máy sấy đối lưu cưỡng bức, cấu tạo có thể tương đối giống nhau. Tuy nhiên, máy sấy đối lưu cưỡng bức cần có nguồn điện cho các quạt để cung cấp luồng gió.
Tuy nhiên, máy sấy đối lưu cưỡng bức không yêu cầu độ nghiêng cho luồng không khí, bộ thu nhiệt có thể được đặt ngang với quạt ở một đầu và thùng sấy ở đầu kia. Ngoài ra, máy sấy đối lưu cưỡng bức ít phụ thuộc vào năng lượng mặt trời vì nó tự cung cấp luồng không khí; điều này cho phép thiết kế hoạt động trong điều kiện thời tiết mà máy sấy đối lưu tự nhiên không hoạt động.
Vì hệ thống thông gió không đầy đủ là nguyên nhân chính dẫn đến thất thoát thực phẩm trong máy sấy thực phẩm bằng năng lượng mặt trời và tình trạng này trở nên tồi tệ hơn do sưởi ấm gián đoạn, nên điều cần thiết là phải thông gió thích hợp. Thêm một dòng đối lưu cưỡng bức,
Máy sấy đường hầm
Cấu tạo của máy sấy hầm tương đối đơn giản. Các thành phần thiết kế cơ bản của máy sấy hầm như sau:Đường hầm năng lượng mặt trời hình bán nguyệt ở dạng cấu trúc khung nhà đa với tấm polythene ổn định tia cực tím, Cấu trúc, trái ngược với các thiết kế máy sấy khác, đủ lớn cho một người vào
Các yếu tố chất lượng quan trọng của sấy năng lượng mặt trời
Sấy khô là một khâu quan trọng trong quy trình sản xuất thực phẩm. Lý do chính của việc làm khô thực phẩm là để bảo quản thực phẩm trong thời gian dài hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là quá trình này không chỉ quan tâm đến việc loại bỏ độ ẩm khỏi thực phẩm. Các yếu tố chất lượng bổ sung bị ảnh hưởng bởi việc lựa chọn các điều kiện và thiết bị sấy:
Độ ẩm. Điều cần thiết là thực phẩm sau khi sấy phải có độ ẩm thích hợp để bảo quản. Độ ẩm mong muốn sẽ phụ thuộc vào loại thực phẩm, thời gian bảo quản và điều kiện bảo quản hiện có. Hoạt động sấy khô cũng rất cần thiết trong việc giảm thiểu phạm vi độ ẩm trong lô thực phẩm vì các phần thực phẩm chưa được sấy khô có thể dẫn đến hư hỏng toàn bộ lô thực phẩm.
Giá trị dinh dưỡng. Các thành phần của thực phẩm có thể bị ảnh hưởng bất lợi khi đạt đến nhiệt độ quá cao.
Sự phát triển của nấm mốc. Tốc độ phát triển của vi sinh vật phụ thuộc vào độ ẩm thực phẩm, nhiệt độ và mức độ hư hỏng vật lý của thực phẩm.
Hình thức và mùi của thực phẩm. Ví dụ, màu sắc của gạo xát có thể bị ảnh hưởng xấu nếu thóc được sấy bằng máy sấy gia nhiệt trực tiếp với các vòi đốt hoặc lò được bảo dưỡng hoặc vận hành kém.
Đồng lợi ích của Máy sấy năng lượng mặt trời
Công nghệ cung cấp một số lợi ích kinh tế xã hội. Một trong những vấn đề chính mà các nước đang phát triển phải đối mặt hiện nay là vấn đề an ninh lương thực. Máy sấy thực phẩm năng lượng mặt trời có thể cải thiện an ninh thực phẩm thông qua việc cho phép bảo quản thực phẩm sau khi sấy lâu hơn so với thực phẩm chưa được sấy khô.
Máy sấy năng lượng mặt trời có thể tiết kiệm nhiên liệu và điện khi nó thay thế các biến thể của máy sấy yêu cầu nguồn năng lượng bên ngoài dưới dạng điện hoặc nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra, máy sấy thực phẩm bằng năng lượng mặt trời cắt giảm thời gian sấy so với phơi nắng.
Mặc dù nhiên liệu hóa thạch hoặc máy sấy chạy bằng điện có thể mang lại những lợi ích nhất định (luồng không khí ổn định hơn và nhiệt độ cao hơn), các rào cản tài chính mà những công nghệ này mang lại có thể quá cao đối với những người nông dân vùng biên. Ví dụ, điện có thể không có sẵn hoặc quá đắt và việc sấy khô bằng nhiên liệu hóa thạch có thể gây ra chi phí ban đầu và chi phí vận hành lớn.
Trái cây, rau, thịt được sấy bằng máy sấy năng lượng mặt trời có chất lượng và vệ sinh tốt hơn so với trái cây, rau và thịt được sấy trong điều kiện phơi nắng. Như đã đề cập, do thiết kế hệ thống khép kín, nên ngăn ngừa hoặc giảm thiểu sự nhiễm bẩn vào thực phẩm. Ngoài ra, thực phẩm không bị mưa, bụi bẩn so với thiết kế hệ thống mở phơi nắng.
Ở những vùng nông thôn, nơi nông dân trồng rau quả mà không có thiết bị sấy khô thực phẩm phù hợp, người nông dân cần bán thực phẩm trên thị trường ngay sau khi thu hoạch. Khi sản lượng lương thực cao, người nông dân phải bán thức ăn với giá thấp để tránh việc thức ăn bị mất giá do phân hủy. Do đó, máy sấy thực phẩm bằng năng lượng mặt trời có thể ngăn chặn những thiệt hại về tài chính mà nông dân gặp phải trong những tình huống này.
Thực phẩm khô bảo quản được lâu hơn và giữ được chất lượng lâu hơn. Hơn nữa, trái cây và rau quả sấy khô có thể được bán như những sản phẩm khác biệt và có thể nâng cao giá trị thị trường của chúng. Ví dụ, thịt khô có thể được chế biến thành nhiều loại sản phẩm khác nhau.
Làm khô thực phẩm làm giảm khối lượng của nó. Do đó, kết hợp với thời gian bảo quản lâu hơn, thực phẩm cũng được vận chuyển dễ dàng hơn sau khi sấy khô, có khả năng mở ra thị trường bổ sung cho nhà sản xuất thực phẩm.
