Como construir un deshidratador solar - Portal Frutícola

Hace unas décadas los deshidratadores térmicos utilizaban mayoritariamente los combustibles fósiles como fuente de energía para calentar el aire con el que llevar a cabo desecado. Sin embargo desde la subida de precios de los combustibles convencionales allá por los años 70 del siglo XX, la energía solar empezó a ser considerada como una fuente energética de gran valor para la deshidratación de productos y su uso se ha ido en aumento para este fin.

¿Qué es y para que sirve la deshidratación?

La deshidratación consiste en retirar el agua que se encuentra en los tejidos de un producto para con ello conseguir que este tenga unas determinadas características que lo hagan más fácil de manejar, conservar o utilizar

La deshidratación en el caso de los alimentos es un proceso que ayuda a la conservación de los mismos. Esto se debe a que muchas bacterias no pueden desarrollarse en ausencia de agua, y por lo tanto muchos de los alimentos deshidratados no pueden pudrirse. Es posible deshidratar una gran variedad de frutas, de verduras, de carnes, de pescados etc. y así lograr que puedan conservarse de manera natural por muchos meses.

Existen muchas otros productos, también de origen biológico, que pueden deshidratarse para poder ser usados más fácilmente, como por ejemplo la madera.

La madera ya sea sea usada en la industria de la construcción, de los muebles o como biocombustible requiere un proceso de secado adecuado. De no secarse adecuadamente el exceso de humedad en la madera puede producir deformaciones y grietas o exudaciones en los muebles ya construidos o dificultad para quemarse y “explosiones” indeseadas y peligrosas cuando se emplea como combustible.

¿Cómo se deshidratan los productos?

Existen diversos procesos para retirar la humedad de los productos. En este artículo solo hablaremos de los procesos que emplean el calor solar.

En realidad es posible emplear cualquier fuente energética para producir el calor necesario para la deshidratación. Entre estas fuentes se encuentra la energía solar, la cual es ideal para este cometido, ya que es gratuita y se puede trabajar con ella en un rango de temperaturas muy adecuado para la deshidratación con un muy buen rendimiento.

La deshidratación por calor consiste básicamente en envolver el producto a deshidratar de un ambiente que favorezca la evaporación del agua que contiene en su interior. Esto se debe a que los productos tienden a establecer una relación de equilibrio entre su humedad interna y la del ambiente que les rodea. Si el ambiente es los suficientemente cálido y seco el producto tiende a perder su humedad interna hasta un punto en el que ya no lo pueda recuperar totalmente aunque se encuentre en un ambiente húmedo

Por tanto las condiciones ideales para lograr la deshidratación son una masa de aire que envuelva al producto con una alta temperatura y una humedad relativa baja. Favorecen y aceleran mucho el proceso una corriente de aire que vaya renovando el ambiente alrededor del producto a deshidratar sustituyendo al ya humedecido con el agua ya retirada, por otro seco y cálido que siga con el proceso de secado.

Esquema funcionamiento deshidratador solar

1-El aire entra fresco y con una humedad relativa media en el colector. El calor proporcionado por el sol hace que la temperatura del aire suba y que este adquiera la capacidad de contener más humedad. Como no hay aporte externo de humedad, su humedad relativa baja. 

2- El aire caliente y con baja humedad relativa proveniente del colector solar eleva la temperatura de los productos y hace que en estos se evapore el agua que contienen. El aire cálido y seco absorbe con facilidad la humedad que ha soltado el producto y en el proceso aumenta su humedad relativa bajando su temperatura. Por último el aire aún cálido y más húmedo sale del deshidratador a la atmósfera.

 Partes de un deshidratador solar

Los deshidratadores solares cuentan todos con unas áreas esenciales para que el proceso de desecado de los productos sea eficaz. La forma y ubicación de cada una de estas áreas es distinta en función del modelo de que se trate. En algunos modelos varias de las áreas pueden estar ubicadas en un mismo sitio, ser la misma o no existir delimitaciones claras entre ellas. Las áreas fundamentales son:

Área de captación– Es el área que recibe la radiación solar y la transforma en el calor con el cual se van a deshidratar los productos

Área de desecado. Donde se encuentra el producto a desecar

Área de evacuación de la humedad– Lugar donde el aire cargado de humedad se pierde en la atmósfera

Área de entrada de aire fresco– Punto por el que entra el aire en sustitución del que se ha evacuado.

Sistema de circulación del aire-La circulación de aire en torno al producto a deshidratar es muy importante, ya que evacua la humedad ya extraída manteniendo un ambiente seco lo que acelera la deshidratación. Atendiendo a la técnica que se emplee para mover el aire existen dos sistemas:

-Circulación natural por convección- Se trata del movimiento natural de ascensión del aire caliente. El aire al calentarse, disminuye su densidad y tiende a ascender sobre el medio mas denso. Este fenómeno es llamado convección. En los deshidratadores solares se utilizan este movimiento natural del aire para hacerlo pasar por donde se encuentra el producto a desecar y posteriormente sacarlo del sistema. La salida del aire crea una depresión que provoca que el aire fresco del exterior entre en el sistema y sea de nuevo calentado reciclando el proceso. Mientras exista aporte de calor solar la circulación por convección se mantiene.

Esta técnica es adecuada para pequeños sistemas de deshidratación natural. La ventaja es que no tiene ningún costo y la desventaja que en deshidratadores de estructuras complejas la fuerza del movimiento del aire puede resultar insuficiente para alcanzar un nivel de renovación del ambiente adecuado .

-Circulación forzada. Empleando medios eléctricos como un extractor o un ventilador se puede forzar el movimiento del aire. Este sistema es adecuado para sistemas más grandes y complejos. Tiene el inconveniente de que requiere un aporte externo de energía, aunque si se emplean paneles fotovoltaicos, toda la energía del sistema podría provenir del sol.

Existen muchos modelos de deshidratadores solares. Desde los más sencillos al aire libre hasta los más sofisticados para el secado industrial, pasando por aquellos de tamaño medio para pequeños negocios o para el hogar.Tipos de deshidratadores solares

Secado al aire libre– Sin lugar a dudas el sistema más sencillo y antiguo que existe. Muy probablemente ya era empleado desde la prehistoria humana para el sacado de alimentos y de materiales de uso. Esta técnica aún es usada en muchas partes del mundo por lo económico y sencillo. Sin embargo es esta misma sencillez la que impone más restricciones para su uso. Solo puede ser usado en jornadas cálidas, soleadas y secas. En lugares con elevada humedad ambiental el uso de esta técnica presenta poca eficiencia, o es directamente imposible. 

En zonas desérticas puede ser y es ampliamente usado sin problemas. Un ejemplo de esto son los tomates rojos que muchas tribus saharianas secan al sol en el ambiente tórrido y seco del desierto para conservarlo durante todo el año hasta la siguiente cosecha. Otros inconvenientes de esta técnica es que el material a desecar es vulnerable a las lluvias, a las impurezas atmosféricas y a la acción de animales e insectos.

También existen una gama de productos que se secan sin ningún problema incluso en el interior de las viviendas hasta en la sombra. Buen ejemplo de ello son determinados tipos de pimientos (chiles, ajíes) que se secan sin dificultad.

En esta técnica de deshidratación el área de secado y captación es la propia superficie en donde se colocan los productos. El aire entra y sale libremente y el sistema de circulación es la propia brisa que puede correr o las corrientes de convección que se establezcan.

Deshidratadores solares de gabinete

Este tipo de deshidratadores son de forma compacta de caja. El área de captación solar es la misma que la de desecado. Cuenta una pequeña apertura en la parte inferior que es por donde entra el aire fresco, mientras que por otra apertura en la parte superior es por donde sale el aire cálido con un cierto nivel de humedad. 

En este tipo de deshidratadores la circulación del aire es por convección natural. En general, debido a que el aire tiene muchos obstáculos por entre los que moverse y poco tiro, el flujo de este aire será lento y su eficacia no muy alta. Estos sistemas son capaces de deshidratar pequeñas cantidades de material. Son principalmente usados para secar alimentos.

Deshidratador solar de gabinete

Deshidratadores solares de colector y armario. Estos deshidratadores constan de un colector solar donde el aire se calienta y asciende hasta el armario donde se sitúan los elementos para deshidratar.

Deshidratador solar de panel y armario

El área de captación solar es el propio colector de aire, aunque hay algunos modelos que también cuentan con una superficie transparente para captar radiación solar en el armario. La apertura o no del armario para captar radiación solar depende de las sustancias que se deseen deshidratar. Si se trata de alimentos sensibles a la radiación ultravioleta que deslucen su aspecto, entonces se opta por sistemas cerrados.

La entrada de aire se encuentra en el canto inferior del colector mientras que la salida se sitúa en la parte alta del armario. El tipo circulación del aire es natural por convección. La disposición del colector en la parte baja del equipo y con una cierta inclinación, junto con la salida de aire en la parte alta, facilita el movimiento del aire que es más rápido que en el caso del deshidratador de gabinete.

Estos deshidratadores son adecuados para alimentos, hierbas, flores etc, en cantidades desde pequeñas a medianas, en función del tamaño y la capacidad del equipo. Combinando varios equipos de este tipo de forma modular es posible deshidratar cantidades de producto a niveles industriales.

Deshidratadores solares de colectores y silo– Este sistema es similar al de panel y armario solo que de grandes dimensiones. En vez de un armario dispondrá de un silo para deshidratar cantidades mucho mas grandes. También la parte de colectores será más grande dado que se requiere aportar mucho más calor. Este tipo de equipos cuenta con sistema de de circulación forzada de aire ya que una mayor cantidad de producto a deshidratar dificulta el movimiento del aire por convección natural.

Deshidratador solar de colector y silo

Deshidratadores de invernadero-. Este sistema consiste en un gran invernadero similar a los que se emplea en la agricultura. En este caso el calor generado en el invernadero es utilizado para desecar productos. En si representa el mismo esquema que el modelo de gabinete solo que con las proporciones y los materiales que se emplean en los cultivos de invernadero. Algunos modelos propuestos para secar madera introducen la innovación de contar con ruedas, lo que evita mover la pesada carga de madera, solo la mas liviana estructura de plástico.

Deshidratador solar de invernadero

 Estos diseños cuentan con sistemas de circulación forzada para conseguir un nivel de renovación de aire adecuado que el sistema por si solo no puede alcanzar por convección.

Deshidratadores con colectores indirectos– Este tipo de deshidratadores cuentan con los colectores solares de aire y la cámara de desecado por separado. El aire caliente pasa de los colectores a la cámara a través de unos conductos de aire adecuados. Cuenta con un sistema de circulación de aire forzado que deberá ser de mayor potencia.

Deshidratador solar de colectores indirectos

Deshidratador solar indirecto

____________________________________

Fuente: SitioSolar.com

Esta información fue utilizada por Portalfruticola.com proveniente de www.sitiosolar.com 

www.portalfruticola.com

https://youtu.be/ijcdRj__ahE

Guía fotográfica de deshidratadores solares para frutas y vegetales. Cómo construir uno

http://www.portalfruticola.com/noticias/2016/11/28/cocina-con-el-sol-tipos-deshidratadores-solares/