Сохранение фруктов, овощей и продуктов питания необходимо для их длительного хранения без дальнейшего ухудшения качества продукта. В промышленном масштабе для сохранения пищевых продуктов используется несколько технологических процессов, основными из которых являются консервирование, замораживание и сушка. В частности, сушка особенно подходит для развивающихся стран с плохо налаженными низкотемпературными и термическими установками по переработке.
Она представляет собой высокоэффективное и практичное средство сохранения, позволяющее сократить послеуборочные потери и компенсировать нехватку ресурсов. Главной целью сушки, помимо продления срока хранения, может быть также повышение качества, простота обращения, дальнейшая обработка и санитария, что, возможно, является старейшим методом сохранения продуктов питания, применяемым человечеством.
Сушка заключается в нанесении тепла для испарения влаги и некоторых средств удаления водяного пара после его отделения от пищевых продуктов.
Таким образом, речь идет о комбинированном и одновременном режиме тепло и массообмена, для которого требуется подача энергии. Удаление влаги препятствует росту и размножению микроорганизмов, таких как бактерии, дрожжи и плесень, вызывающие распад, и сводит к минимуму многие из вызванных влажностью разрушающих реакций. Это приводит к значительному снижению веса и объема, минимизации затрат на упаковку, хранение и транспортировку, а также обеспечивает возможность хранения продукта при температуре окружающей среды. Эти особенности особенно важны, для развивающихся стран.
Сушка происходит в два этапа.
Первая стадия происходит на поверхности сушильного материала с постоянной скоростью сушки и аналогична испарению воды в окружающую среду. Вторая стадия происходит с уменьшением (падением) скорости сушки. Состояние второй ступени определяется свойствами высушиваемого материала. Сушка под открытым солнцем является наиболее распространенным методом сохранения сельскохозяйственных продуктов, таких как зерновые, фрукты и овощи, в большинстве развивающихся стран.
Такая сушка в неблагоприятных климатических условиях приводит к серьезным потерям в количестве и качестве сухого продукта. Эти потери связаны с загрязнением грязью, пылью, грызунами и животными. Поэтому внедрение солнечных сушилок в развивающихся странах может снизить потери урожая и значительно улучшить качество высушенного продукта по сравнению с традиционными методами сушки, такими как сушка на солнце или в тени.
Солнечные методы сушки обычно делятся на четыре категории в соответствии с механизмом, с помощью которого энергия, используемая для удаления влаги, передается на продукт:
- Солнце или натуральные сушилки. Высушиваемый материал помещается непосредственно в неблагоприятные климатические условия, такие как солнечная радиация, температура окружающего воздуха, относительная влажность и скорость ветра для достижения высыхания.
- Прямые солнечные сушилки. В этих сушилках высушиваемый материал помещается в корпус с прозрачными крышками или боковыми стенками. Тепло вырабатывается за счет поглощения солнечного излучения как на самом продукте, так и на внутренних поверхностях сушильной камеры. Это тепло испаряет влагу из продукта сушки и способствует естественной циркуляции воздуха сушки.
- Косвенные солнечные сушилки. В этих сушилках воздух сначала нагревается в солнечной печи, а затем подается в сушильную камеру.
- Солнечные сушилки смешанного типа. Комбинированное воздействие солнечной радиации непосредственно на материал, подлежащий сушке, и предварительно нагретый воздух в печи для сушки на солнечном воздухе обеспечивают необходимую для процесса сушки энергию.
Одним из наиболее важных потенциальных применений солнечной энергии является солнечная сушка сельскохозяйственной продукции. Потери фруктов и овощей во время их сушки в развивающихся странах оцениваются в 30-40% от объема производства. Послеуборочные потери сельскохозяйственной продукции в сельских районах развивающихся стран можно резко сократить, используя хорошо продуманные солнечные системы сушки.
Среди различных типов солнечных сушилок, косвенный режим принудительной конвекции солнечной сушилки был продемонстрирован учеными как лучший по скорости и качеству сушки. Поскольку солнечный воздухонагреватель является самым важным компонентом системы косвенной солнечной сушки, усовершенствование солнечного воздухонагревателя привело бы к повышению производительности системы сушки.