Artykuł z numeru: 2/2010
Słoneczne suszenie
Korzystanie z kolektorów słonecznych staje się coraz popularniejsze w suszarnictwie. Nic dziwnego. Największe zapotrzebowanie na ciepło, potrzebne do suszenia produktów, pokrywa się bowiem z czasem wysokiej dostępności promieniowania słonecznego. Dzięki kolektorom można też ograniczyć ilość spalanych paliw kopalnych, głównie węgla.
Kolektory słoneczne przetwarzają energię promieniowania słonecznego w ciepło. Najczęściej stosuje się kolektory cieczowe do ogrzewania ciepłej wody użytkowej oraz basenów, rzadziej do dogrzewania pomieszczeń i wytwarzania niskotemperaturowego ciepła technologicznego. Energię cieplną z kolektorów słonecznych można też wykorzystywać do suszenia produktów rolnych. Najlepiej nadają się do tego kolektory cieczowe, jednak doskonale sprawdzają się także powietrzne.

Suszenie jest jednym z najbardziej energochłonnych procesów. Ma też istotny wpływ na cenę rynkową wysuszonego produktu. W Polsce do suszenia płodów rolnych zużywa się 30-35 PJ/ rok energii (przy 152 PJ całkowitego jej zużycia w rolnictwie). Suszenie produktów spożywczych oraz owoców i warzyw jest najstarszą metodą konserwowania i przechowywania żywności, stanowi ważną gałąź przetwórstwa. Pozbawia ono produkty żywnościowe znacznej ilości wody, a tym samym uniemożliwia wzrost i rozmnażanie się grzybów pleśniowych, drożdży oraz bakterii. Ponadto w znacznym stopniu obniża wagę produktów i umożliwia w odpowiednich warunkach długie ich przechowywanie. Najbardziej popularnym i skutecznym sposobem suszenia w rolnictwie jest suszenie konwekcyjne. Polega na tym, że czynnik roboczy (najczęściej powietrze) doprowadza ciepło do suszonego materiału i odprowadza wilgoć. Suszenie produktów rolniczych w przemyśle przetwórczo-spożywczym prowadzone jest w różnych warunkach, przy wykorzystaniu różnych suszarek. Parametry suszarnicze (temperatura powietrza, wilgotność oraz prędkość przepływu powietrza) są stałe. Przebieg procesu suszenia opisuje się w układzie współrzędnych: zawartość wody – czas suszenia. Krzywa suszenia dla wielu produktów rolniczych ma podobny przebieg.
Początkowo mamy do czynienia z tak zwanym podgrzewaniem materiału (odcinek AB). W kolejnym okresie (zwanym pierwszym okresem suszenia) – ze stałą szybkością – suszenie ma charakter prostoliniowy (odcinek BC). Dla ostatniego okresu (zwanego drugim okresem suszenia) charakterystyczna jest zmniejszająca się w czasie prędkością suszenia (odcinek CD). Na przebieg suszenia konwekcyjnego ma wpływ:
- temperatura czynnika suszącego,
- wilgotność względna czynnika suszącego,
- prędkość przepływu czynnika suszącego,
- stopień rozdrobnienia materiału,
- obciążenie sita.
Wykorzystuje się różne rodzaje suszarek: od podłogowych, poprzez sitowe, tunelowe, silosy, bębnowe aż do suszenia w złożu zawieszonym, niekiedy łącząc ze sobą różne rodzaje suszarek dla danych okresów suszarniczych. Najczęściej suszy się powietrzem o temperaturze od 30 do kilkudziesięciu stopni Celsjusza. Ciekawe są suszarki tunelowe pozwalające na kształtowanie warunków suszenia w zależności od rodzaju suszonego materiału i etapu suszenia. Suszenie może być wykonywane we współprądzie, przeciwprądzie, lub prądzie krzyżowym. Możliwa jest recyrkulacja powietrza suszarniczego. Niskotemperaturowe suszenie stosuje się m.in. dla zielonek, większości warzyw, części owoców, nasion warzyw i owoców, ziół oraz przesuszania drewna.
Suszenie zielonek jest mało wymagające. Wskazany jest przepływ powietrza, które może być podgrzane o 2-3 stopnie Celsjusza (np. wykorzystując prosty kolektor słoneczny). Suszenie warzyw i owoców nie jest już takie proste. Są to bowiem produkty bardzo zróżnicowane, o dużej zawartości wody. Należy więc stosować różne suszarki. Z kolei w suszeniu nasion najlepiej sprawdzają się suszarki podłogowe, które zapewnią dobrą jakość nasion. W zależności od suszonej rośliny i wilgotności początkowej dobiera się warunki suszenia. Suszenie ziół wymaga niskich temperatur oraz „czystego źródła ciepła”, niezanieczyszczającego wtórnie produktu. Suszenie drewna (odpadów drzewnych) na cele opałowe nie jest tak wymagającym procesem jak suszenie drewna na cele użytkowe. Czynnikiem przewietrzającym jest powietrze otoczenia, ewentualnie podgrzane. Zastosowanie odpowiedniej prędkości przepływającego powietrza przez warstwę zrębek powoduje, że woda intensywniej paruje.
dr inż. Krystian Kurowski
Specjalista ds. wykorzystania
energii słonecznej
Więcej w drugim numerze „Agroenergetyki”












