تجفيف الخضر والفاكهة

تجفيف الخضر والفاكهة


: أجهزة تجفيف الخضر والفاكهة :
أ- مجففات الصواني (Tray driers) :
تحمل المواد الغذائية في غرف التجفيف على صواني ويتم التجفيف على دفعات ثم تستبدل الصواني المجففة بأخرى طازجة . ويتكون المجفف من كابينة معزولة بها أرفف لوضع الصواني ومروحة لتحريك الهواء ولابد من ترك مسافات بين الصواني تسمح بمرور الهواء خلالها وهي تصلح للكميات الصغيرة وعادة يتم التجفيف بواسطة الهواء الساخن إلا أن هناك جزء من الرطوبة يزال بالتوصيل المباشر للحرارة من الصواني والأرفف الساخنة كما أن هناك جزء يزال بالإشعاع الناتج من الأجسام الساخنة وفي بعض الأحيان تضاف سخانات لزيادة مقدرة الهواء على حمل الرطوبة كما بالشكل إلا أن مثل هذه التجهيزات تتطلب أجهزة تحكم حساسة لدرجة الحرارة وذلك لمنع التسخين الزائد . وعادة تتراوح سعة هذا النوع من المجففات بين 1- 5 طن / يوم .

ب- مجففات كيلن (Kiln driers) :
مجففات كيلن هي أيضا أجهزة تجفيف على دفعات ويستخدم مجفف كيلن في تجفيف العديد من أنواع الفاكهة والخضروات ولازال يستخدم إلى الآن في الولايات المتحدة الأمريكية في تجفيف شرائح وحلقات التفاح ويتم التجفيف في مجففات كيلن بطريقة متقطعة أي على دفعات والشكل يوضح مثال بسيط لهذا النوع من المجففات وهو يتكون من مبنى من دورين والسطح الفاصل بينهما عبارة عن سطح به فتحات SLOTTED FLOOR . والدور العلوي هو عبارة عن حجرة التجفيف . والدور السفلي به الفرن الذي يتم فيه تسخين الهواء الذي يستخدم في تجفيف طبقة الفاكهة (بعمق حوالي 20 سم) والمرصوصة على السطح الفاصل ذو الفتحات . وعملية التحميل والتفريغ وتقليب المواد المراد تجفيفها تتطلب عمالة كثيرة مما يجعل تلك الطريقة مكلفة جدا .

ﺟ- مجففات الأنفاق (Tunnel driers) :
في هذه المجففات ترص المواد الغذائية في صواني أبعادها 1 × 1.5 م ثم ترص هذه الصواني على شاحنات بارتفاع 1.5 – 2 متر وتتحرك الشاحنات بعد ذلك في نفق تجفيف يتراوح طوله 10- 12 متر يتسع ل 4- 5 شاحنات وفي تصميمات أخرى يتسع ل 20 شاحنة ويتوقف الطول على زمن التجفيف . تترك مسافات كافية بين الصواني مع تضييق الخلوص بين الجوانب الأربعة بين الشاحنات والنفق وذلك لإجبار الهواء على السريان بين الصواني وتتحرك الشاحنات على قضبان موضوعة في أرضية النفق ويتم السحب بجنازير أو حبال . وتدخل الشاحنات من إحدى أطراف المجفف والذي يسمى بالطرف الرطب وتخرج من الآخر الذي يسمى بالطرف الجاف وفي بعض الأحيان تغلق أبواب طرفي المجفف لإحكام سريان الهواء وعدم تسربه . وتستخدم مراوح محورية أو طاردة مركزية لسحب الهواء الجوي ودفعة إلى السخانات ثم إلى الصواني . ويوجد ثلاث نسق في مجففات الأنفاق . نسق متوازي ونسق معكوس ونسق مختلط .
1- النسق المتوازي (Cocurrent arragenents) :
حيث يسري الهواء في هذا النسق في الاتجاه الذي تتحرك فيه الشاحنات المحملة بالمواد المراد تجفيفها . ويعطي هذا النسق معدل تجفيف سريع عند النهاية الرطبة ويقل معدل التجفيف كلما تحركت الشاحنة إلى الداخل فلا يصل الغذائية إلى محتوى رطوبي منخفض بدرجة كافية ويفضل استخدامه كمرحلة أولية لتجفيف الخضر والفاكهة .
2- النسق المعكوس (Counter-current arrangement) :
يسري الهواء في هذا النسق في عكس الاتجاه الذي تتحرك فيه الشاحنات داخل النفق وتجفف المادة في هذا النسق إلى محتويات رطوبيه أقل بكثير من النسق المتوازي حيث يقابل الهواء الساخن مواد قاربت على الجفاف ويعطي هذا النسق معدل تجفيف سريع عند النهاية الجافة ويحذر من حدوث تسخين زائد للمنتج الجاف (Over heating) عند النهاية الجافة .
3- النسق المختلط (Mixed arrangement ) :
يستخدم هذا النسق لتفادي العيوب المصاحبة للنسق للمتوازي والمعكوس لذا فهو يجمع بين مميزات السريان المتوازي والسريان المعكوس حيث يتم فيه التجفيف على مرحلتين المرحلة الأولى : ويكون سريان الهواء متوازي مع حركة الشاحنات للإزالة السريعة للرطوبة أما المرحلة الثانية : فيكون السريان فيها معكوسا وذلك للحصول على محتوى رطوبي نهائي منخفض .ويدخل الهواء كما في الشكل النفق من المنتصف ويمر على وحدتي تسخين (واحدة لكل مرحلة) ويسري بعد تسخينه في نفس اتجه حركة الشاحنات في المرحلة الأولى وعكس حركة الشاحنات في المرحلة الثانية ويخرج الهواء من المنتصف . وواضح أن هذا النسق به إنشاءات أكثر تعقيدا تزيد من التكلفة ويحتاج إلى عمالة أكثر للتعامل مع الشاحنات .
واختيار النسق المناسب يعتمد على عدة عوامل متداخلة مرتبطة بخصائص المنتج وتكاليف العملية . فمثلا في عمليات التجفيف الموسمية مثل تجفيف الخوخ يمكن اختيار النسق ذات التكلفة المنخفضة لرأس المال المستثمر مع تحمل تكاليف تشغيل مرتفعة . ولكن إذا كانت عمليات التجفيف تتم على مدار العام فيكون هناك مبرر في الاستثمار في شراء أجهزة تجفيف أكثر تعقيدا ولكنها تعطي تكاليف تشغيل منخفضة وبصفة عامة تفضل نسق السريان المتوازي مع أزمنة التجفيف الأقصر . بينما يفضل السريان المعكوس عندما يكون معدل التجفيف منخفض جدا أو المحتوى الرطوبي الابتدائي منخفض . وعيب مجففات الأنفاق هو تكاليف العمالة المرتفعة المستخدمة في مداولة الشاحنات والصواني . كما أن نفقة صيانة وتنظيف الصواني تكون باهظة .

د- مجففات السيور المستمرة (Continuous belt driers) :
تجفف المادة في هذه المجففات بواسطة هواء ساخن أثناء نقلها على سير متحرك في حجرة أفقية طويلة . يصنع السير من شبكة من الصلب المموج ويمر إلى أعلى وإلى أسفل خلال السير ومرقد المادة الغذائية بدلا من كونه موازيا لسطح المادة . عرض السير يكون حوالي من 2- 3 متر وطول الحجرة التي يتحرك فيها السير حوالي من 10- 12 مترا . ويكون معدل التجفيف أعلى عندما يكون السريان خلال المادة مقارنة بالسريان السطحي . في هذه المجففات يتم تبديل سريان الهواء إلى أعلى ثم إلى أيفل للحصول على مواد ذات محتوى رطوبي أكثر تجانسا . يوجد عدد من المراوح على أحد الجوانب بطول المجفف حيث تقوم كل مروحة بدفع الهواء إلى حجرة إما أعلى أو أسفل السير ثم يمر الهواء بعد ذلك خلال السير ومرقد المادة وإلى حجرة هواء أخرى على الجانب الآخر . ولا يوجد سريان للهواء في أي مم الاتجاهين على طول المجفف . وحيث أن سمك المادة الغذائية يكون صغير فإن التغير في رطوبة الهواء ودرجة حرارته في مرور واحد على السير يكون نسبيا صغير لذلك فمن المفيد استخدام جزء كبير من الهواء الخارج ليعاد دورانه إلى المجفف مرة أخرى . باستمرار عملية التجفيف يحدث انكماش بسمك المرقد نتيجة لتبخير الرطوبة منه . لذلك يمكن عمل توفير في الأجهزة ومساحات الأرضية بالتجفيف على مراحل باستخدام رأسي كما هو موضح بالصور
في المرحلة الأولى ينتهي السير الأول عند نقطة معينة من المجفف ويتم تفريغ حمولته إلى سير ثاني حيث تكوم إلى عمق أكبر . هذا السير الثاني يجب أن يتحرك بسرعة خطية منخفضة وذلك للحصول على تصرف ثابت للمادة الجافة ثم ينتهي السير الثاني ليفرغ حمولته إلى سير ثالث ...
العملية متعددة المراحل يكون لها ميزة إضافية في كون أن المواد يعاد توزيعها عند كل تفريغ وبالتالي نحصل على منتج متجانس . وتتطلب عالي من التخصص الهندسي والتصنيع على عكس مجففات الأنفاق . لذلك فإن مجففات السيور لا يمكن تصنيعها وإنشاؤها على نطاق محلي . يفضل أن تستخدم مجففات السيور على مدار السنة وليس موسميا فقط حتى يمكن تغطية التكلفة الابتدائية العالية . ولأن معدلات التجفيف تكون عالية فإن مجففات السيور المستمرة تكون مناسبة للخضروات والفاكهة المقطوعة . ولا يوصى باستخدامها في تجفيف الفاكهة غير المقشورة مثل الخوخ والبرقوق والعنب .

ﻫ- المجففات الدورانية (Rotary driers) :
يتكون المجفف الدوراني أو الاسطواني أساسا من اسطوانة معدنية مثقبة تدور وتوضع على ميل بسيط . تدخل المواد الرطبة عند النهاية العليا بينما يسري الهواء إما موازيا للمادة أو في عكس اتجاه سريانها . السطح الداخلي للاسطوانة به درجات أو سلالم وهي على هيئة ريشة طويلة ممتدة إلى الداخل ناحية المركز تحمل المادة باستمرار بدوران الريش وتسقط وتتفرق في تيار الهواء الساخن مما يسبب تلامس ممتاز بين الهواء والمادة الصلبة كما تعمل الريش كنوع من الحلزون الذي يحمل المواد إلى أسفل في اتجاه الميل كما أن السريان المتوازي قد يساعد في الحركة الأمامية . وتستخدم المجففات الدورانية مع المواد التي لا يسهل حركتها بالجاذبية الأرضية والتي بها نسبة رطوبة مرتفعة كالكسب ومخلفات العلف والحشائش والبرسيم والصورة توضح مثال لتلك المجففات .