Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di tubi riscaldanti in fibra di carbonio per l'essiccazione di frutta e verdura e regolazioni dei parametri necessarie

L'articolo "Metodi di essiccazione comuni per frutta e verdura nella produzione industriale e loro pro e contro” mentions the use of tubi di riscaldamento in fibra di carbonio for infrared radiation heating and drying. This method boasts several advantages such as shorter drying times, lower energy consumption per unit, and improved quality of dried products. Today, we will share more detailed research findings on infrared radiation drying of fruits and vegetables.

Elenchiamo innanzitutto alcuni risultati della ricerca internazionale sull'essiccazione a infrarossi o a infrarossi lontani. Lo studio di Nowak sull'essiccazione di fette di mela ha dimostrato che, a parità di condizioni di essiccazione, l'essiccazione a infrarossi riduce il tempo di essiccazione di 50% rispetto all'essiccazione ad aria calda. Sandu ha riferito che, a una temperatura dell'aria calda di 250 gradi Celsius, il flusso di calore dell'essiccazione convettiva è di 0,9-2,0KW/m2, mentre il flusso di calore del riscaldamento per irraggiamento è di 4,5-12KW/m2. La ricerca di Therien ha inoltre rilevato che il flusso di calore dell'essiccazione a infrarossi è 6-10 volte superiore a quello dell'essiccazione ad aria calda, confermando che il riscaldamento a radiazione infrarossa è significativamente più efficiente.

Inoltre, molti studiosi hanno scoperto che l'essiccazione a infrarossi, o una combinazione di infrarossi e altre tecnologie di essiccazione, può ridurre notevolmente i tempi di essiccazione e il consumo energetico per altri prodotti agricoli. La ricerca di Afzal ha dimostrato che la combinazione dell'essiccazione a infrarossi lontani con l'essiccazione convettiva ha ridotto il tempo di essiccazione dell'orzo di 60% e il consumo di elettricità di 40%-70%. Paakkonen ha scoperto che l'essiccazione del rosmarino da un contenuto di umidità di 60%-70% a 8% richiedeva 24 ore con l'essiccazione ad aria calda, ma solo 3 ore con l'essiccazione a infrarossi.

Oltre a migliorare l'utilizzo dell'energia e l'efficienza dell'essiccazione, gli studi hanno anche dimostrato che la combinazione dell'essiccazione a infrarossi o a infrarossi lontani con l'essiccazione ad aria calda o l'essiccazione convettiva può migliorare la qualità dei prodotti agricoli, come una maggiore ritenzione dei nutrienti, un migliore aspetto del colore e proprietà di reidratazione. La ricerca di Saki sull'essiccazione di carote e zucche ha dimostrato che l'essiccazione a infrarossi comporta minori perdite di vitamina C, β-carotene e sostanze aromatiche. Lo studio di Paakkonen sul rosmarino ha dimostrato che la ritenzione di vitamina E nei prodotti essiccati a infrarossi era doppia rispetto a quelli essiccati ad aria calda. Lo studio comparativo di Gabel sull'essiccazione di fette di cipolla a infrarossi e ad aria calda ha evidenziato che le fette di cipolla essiccate a infrarossi mantengono meglio il colore e le sostanze aromatiche.

Tuttavia, l'essiccazione a infrarossi o all'infrarosso lontano non è priva di inconvenienti. Le sue prestazioni di radiazione hanno una penetrazione molto più bassa rispetto alle microonde e la capacità di penetrazione dipende dalla lunghezza d'onda della luce infrarossa; le lunghezze d'onda più corte hanno una penetrazione più forte e viceversa. Tuttavia, le bande di assorbimento dei materiali cotti si trovano per lo più nella gamma delle lunghezze d'onda medio-lunghe, il che rappresenta una contraddizione. Pertanto, per migliorare ulteriormente l'efficienza complessiva dell'essiccazione, l'essiccazione a infrarossi deve essere combinata con altre tecnologie di essiccazione. Inoltre, alcuni studiosi hanno utilizzato metodi di essiccazione a infrarossi intermittenti per mitigare il problema della scarsa penetrazione nell'essiccazione a infrarossi, segnando una svolta e un progresso nel campo dell'essiccazione di materiali più spessi.

Nelle applicazioni industriali dell'essiccazione a infrarossi, è necessario innanzitutto verificare la distanza adeguata tra il materiale da essiccare e il prodotto. Se la distanza è troppo ravvicinata, può portare a un'essiccazione non uniforme e a una carbonizzazione locale nelle fasi successive; se è troppo lontana, riduce l'assorbimento dell'energia dei raggi infrarossi. Inoltre, il tasso di essiccazione complessivo e il punto finale di essiccazione devono essere convalidati durante la fase di cottura. Questi parametri richiedono un accumulo continuo da parte delle aziende per perfezionare i parametri di essiccazione a infrarossi per i vari prodotti. Pertanto, la scelta dei giusti tubi riscaldanti in fibra di carbonio, dei parametri di essiccazione appropriati e delle tecniche di prelavorazione per i prodotti agricoli è fondamentale per ottenere prodotti di alta qualità. Questi fattori devono essere guidati dalla teoria dell'essiccazione a infrarossi e ulteriormente perfezionati attraverso l'applicazione pratica e il miglioramento.

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