بخشی از مقاله
چکیده
نگهداری محصولات کشاورزی در عصر حاضر بسیار مهم است چرا که نقش بسیار مهمی در تغذیه بشر دارد. از راهکارهای افزایش عمر مفید آنها، خشک کردن میباشداخیراً. استفاده از انرژی خورشیدی در بخش کشاورزی به دلیل افزایش قیمت سوختهای فسیلی، نگرانیهای محیطی و کاهش مخازن سوخت طبیعی موجود افزایش یافته است خشک کن های خورشیدی یکی از جذابترین و پرکاربردترین موارد استفاده از انرژی خورشیدی به ویژه در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری است مدل خشککردن از زمان بسیار دور به شیوه سنتی - خشککردن در هوای آزاد و در معرض تابش مستقیم نور خورشید - انجام گرفته است.
اما به دلیل مشکلات موجود در این زمینه از جمله تغییرات نامطلوب در کیفیت محصول به علت طولانی بودن زمان خشککردن نیاز به نیروی کارگری فراوان، هزینه زیاد خشککردن،عدم کنترل کافی در مراحل خشککردن، ضایعات ناشی از حمله حشرات و پرندگان، تغییرات شرایط، جوی، تغییرات رنگ ناشی از اشعه خشک شدن، عدم خشک شدن کافی بعضی از محصولات توسط انرژی خورشید و... کاربرد خشک کن های جدید پیشرفته را ضروری ساخته است.
به طور خلاصه مزیت استفاده از انرژی خورشیدی را میتوان بدین صورت بیان کرد که انرژی خورشیدی قابل تجدید پاک و یک منبع انرژی رایگان است و میتواند نیازهای جوامع کشاورزی راخصوصاً در نقاط دور افتاده تامین کند طراحی و ساخت وسایل استفاده از انرژی خورشیدینسبتاً ساده و ارزان قیمت می باشد استفاده از انرژی خورشیدی منابع موجود را حاظ می کند.در تحقیق حاضر به طراحی و ساخت یک خشک کن خورشیدی هیبریدی محصولات کشاورزی پرداخته شده است.
مقدمه
خشک کردن مواد غذایی یکی از قدیمیترین روشهای نگهداری آنهاست. با کاهش مقدار رطوبت ماده غذایی، امکان فساد میکروبی آن از بین میرود و وزن و حجم آن نیز به مقدار زیادی کاهش مییابد. از طرفی، فرآیند خشک کردن از لحاظ مصرف انرژی یکی از پرهزینهترین عملیات پس از برداشت در کشاورزی است. امروزه منبع اصلی تامین انرژی سوختهای فسیلی هستند که در آینده به اتمام خواهند رسید. از جمله انرژیهای تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی است که میتواند جایگزینی برای انرژیهای فسیلی باشد.
در بسیاری از مناطق روستایی کشورهای در حال توسعه، خرید خشککنهای صنعتی برای کشاورزان از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست و کشاورزان خرده پا به ندرت از این تجهیزات استفاده میکنند. روش سنتی خشک کردن محصول زیر تابش مستقیم آفتاب هم معایب و محدودیتهایی دارد که از جمله میتوان به تلفات بالای محصول، خشک شدن ناکافی، آلودگی به گرد و غبار، آلودگیهای قارچی، حمله حشرات، پرندگان و جوندگان به محصول، و بارندگی غیرمنتظره اشاره کرد.
نگهداری محصولات کشاورزی در عصر حاضر بسیار مهم است چرا که نقش بسیار مهمی در تغذیه بشر دارد. از راهکارهای افزایش عمر مفید آنها، خشک کردن میباشد. خشک کردن یک فرآیند انتقال جرم است که طی آن آب یا هر حلال دیگری از ماده مورد نظر - معمولاً جامد - تبخیر شده و خارج میشود. عملیات خشک کردن معمولا در مراحل پایانی و پس از دیگر عملیاتها صورت میگیرد و منجر به تولید محصول نهایی میشود.
خشک کردن باعث استفاده راحتتر مواد غذایی خشک شده در فرآیندهایی مانند خرد کردن، آسیاب کردن و مخلوط کردن میشود. همچنین وزن و حجم مواد غذایی در طول این فرآیند کاهش مییابد که باعث سهولت در بستهبندی، حمل و نقل و انبارداری میگردد و در نتیجه هزینههای وابسته به آن نیز کاهش مییابد - لی1 و همکاران، 2011؛ هولدمن و لاند2، . - 1992 کاربرد خشککنهای خورشیدی در محلهای تولید محصولات کشاورزی مانند مزارع و باغها باعث صرفهجویی در مصرف انرژی و کاهش هزینههای تولید و تبدیل بهینه محصولات کشاورزی میشود.
کیفیت محصول، به خصوص محصولاتی مانند سبزیهای برگی - که با داشتن ترکیبات معطر در برابر دمای بالای خشککنهای صنعتی فوقالعاده حساس هستند وقتی با خشککنهای خورشیدی خشک شود به طور قابل توجهی نسبت به روشهای سنتی - پهن کردن محصول در معرض آفتاب و باد - و روش صنعتی - که پرهزینه است - خواهد بود.
مزایای مواد غذایی خشک شده
حفاظت ماده غذایی دلیل اصلی خشک کردن آن محسوب می شود. اما تنها دلیل برای انجام عمل خشک کردن نمی باشد. کاهش وزن و حجم نیز از دلایل درخور توجه می باشند. ماده غذایی در حالت خشک شده به فضای کمتر برای حمل و نقل و مقدار کمتری از مواد لازم جهت بسته بندی نیاز دارد و دلیل دیگر سهولت استفاده از مواد غذایی خشک است. اثر حفاظتی خشک کردن بر مواد غذایی اساساً ناشی از کاهش فعالیت آبی در آن می باشد.
بطور کلی وجود آب در یک ماده غذایی عامل اصلی برای رشد و نمو و فعالیت میکروب ها و مواد شیمیایی است. در واقع میزان فعالیت آبی در یک ماده غذایی نشاندهنده موجودیت یا در دسترس بودن آب برای انجام واکنش های نامطلوب و زمینه ساز در آن ماده می باشد. وقتی یک ماده غذایی در محیطی با یک رطوبت خاص قرار می گیرد، بر حسب میزان رطوبت و ویژگی های اجزاء تشکیل دهنده خود ممکن است با محیط تبادل رطوبت کند تا به یک حالت تعادل با رطوبت برسد.یعنی دیگر از محیط رطوبت جذب نکند و یا رطوبت خود را به محیط ندهد. این رطوبت ماده غذایی را رطوبت متعادل - Equilibrium Humidity - و رطوبت محیط را رطوبت نسبی متعادل - Equilibrium Relative Humidity - می گویند.
انواع خشککن ها
محصولات زیادی در صنایع مختلف نیاز به خشک شدن دارند. تنوع بسیار زیاد این محصولات موجب طراحی انواع مختلفی از خشککنها شده است. در میان معیارهای مختلفی که برای تقسیمبندی خشککنها در نظر گرفته شده است، آنهایی که کراراً استفاده شده است در جدول زیر آورده شده است - مسگری و همکاران، . - 1392 به جز موارد این جدول، روشهای حرارتدهی عامل خشک کننده، فرم فیزیکی خوراکی، در نظر گرفتن شکل به خصوص برای مواد خشک شونده - در صورت نیاز - و سایر موارد مهم مانند اینکه آیا مواد سمی هستند یا به درجه حرارت حساس میباشند و غیره را بایستی منظور کرد.
