الفرق بين التجفيف الشمسي والصناعي وعيوب ومميزات كل منهم || 99

التجفيف الطبيعى أو الشمسى


فى هذا النوع من التجفيف تستخدم الحرارة الناتجة من أشعة الشمس لتبخير كمية كبيرة من الماء أو الرطوبة التى تحتويها المواد الغذائية . وتحتاج هذه العملية إلى شمس ساطعة وحرارة مناسبة وبجانب ذلك تحتاج إلى مناشر" حوشات للتجفيف " ويشترط فى هذه المناشر قربها من البستان وأن تقع فى الجهة القبلية منه بعيدة عن الأتربة والرياح الممتلئة بالرمال .
الشروط الواجب توافرها فى أماكن التجفيف :

تجفف عادة معظم الفاكهة فى فضاء منعزل يعرف بحوشة التجفيف ( ويستثنى من ذلك العنب الذى يجفف غالباً بين الشجيرات ) ، وهكذا بعض أصناف التين . وتختلف مساحة حوش التجفيف باختلاف مساحة البستان وأنواع الفاكهة التى تحتويها وتكفى عادة مساحة قدرها .0.5 – 1 فدان لكل 20 فدان من البساتين المثمرة . ويفضل عند انتخاب موقعها اختيار البقاع القريبة من البساتين ذات الموقع القبلى على أن تكون بعيدة عن الأتربة والمحال الباعثة للروائح الكريهة كالاسطبلات ومكامر الأسمدة وأماكن تربية المواشى والدواجن وكذلك مزارع خضروات الفصيلة الصليبية والقرنبيط .

ويراعى أيضاً اجتناب المواقع ذات التربة السهلة المفككة كثيرة الغبار فتختار المواقع ذات التربة الصلبه المتماسكة وتروى لمنع تطاير الأتربة من سطحها . ويفضل زراعتها ببعض المحاصيل الخضراء المستديمة كالبرسيم الحجازى أو الحشائش كالنجيل على شرط أن تحش وتسوى قبل موسم التجفيف .

ويفضل غرس أشجار خشبية حول حوشة التجفيف لصد الرياح عنها وتقام بالحوشات مظلات التقطيع ومبانى طرق زهر الكبريت ومخازن ومكاتب ثم تقسم مساحتها الباقية بطرق ضيقة إلى شرائح مستطيلة تعد لرص صوانى التجفيف .
مزايا التجفيف الشمسى :
عدم الحاجة إلى إستعمال آلات لتوليد الحرارة اللازمة للتجفيف .
رخص تكاليف الإنتاج حيث لا يحتاج إلى عناية كبيرة أو خبرة ودراسة فنية عالية لسهولة أدائه و إنتاجه .
عدم الحاجة إلى رؤوس أموال كبيرة وفى إمكان الفلاح العادى أن يقوم به .
عيوب التجفيف الشمسى :
استخدام عدد كبير من العمال لحمل الصوانى وتقليبها .
عدم التحكم فى نسبة الرطوبة النهائية للمادة المجففة .
تعرض الأغذية المجففة لفقد بعض مكوناتها من الفيتامينات كما تتعرض إلى تغير اللون .
تتعرض بعض المواد المجففة لعبث الحشرات والطيور عند التجفيف فى المنشر وتعرضها إلى الأتربة والندى مما يؤدى إلى تلفها .
تحتاج الثمار المراد تجفيفها على مناشر كثيرة مما يعطل مساحة كبيرة من الأرض عن الإستغلال .
الأغذية المجففة شمسياً أقل جودة من المجففة صناعياً .
بعض التحسينات على التجفيف الشمسى :
الاهتمام بالنظافة أثناء التجفيف بالنشر وعدم تعرضها للأتربة نهاراً أو الندى ليلاً .
كبرته ثمار الفاكهة قبل التجفيف للمحافظة على اللون وتحسينه .
وضع الثمار على المنشر فى طبقة واحدة على صوان خاصة لمنع تلوثها بالأتربة .
تكون المناشر بعيدة عن مصادر الروائح الكريهة وكومات السماد ومزارع الكروم والقرنبيط .

التجفيف الصناعى


تجفيف المواد الغذائية صناعياً لهواء سبق تسخينه بحرق الوقود أو الكهرباء أو غيرها ، ويتم ذلك فى أفران خاصة تعرف بالمجففات وهى متعددة الأشكال والألوان وقد تكون هذه المجففات مخلخلة الهواء للمحافظة على أكبر قدر ممكن من القيمة الغذائية للمادة .

ويتميز التجفيف الصناعي عن التجفيف الطبيعي بجودة الناتج ونظافته وارتفاع قيمته الغذائية ، كما أنه يمكن اجراؤه في أي وقت وفى أي بلد وفى مدة قصيرة من مصنع يحتاج إلى مساحة صغيرة وإنتاجه ضخم ، و الاساس الأول في التجفيف الصناعي استخدام درجة حرارة مناسبة لتعطى مادة مجففة ذات طعم مقبول ولون جذاب وتقلل من نسبة فقد المواد الغذائية والفيتامينات . وتتراوح درجة الحرارة المناسبة للتجفيف ما بين 50 – 80 درجة مئوية .
كيفية استخدام درجة الحرارة في التجفيف :

تولد الحرارة المطلوبة للتجفيف من الكهرباء أو الخشب أو المازوت أو السولار أو من الديزل ، وتعتبر الكهرباء أفضلها إلا أنها اكثرها تكلفة ، وتستخدم الحرارة أما عن طريق تسخين المادة تسخيناً مباشراً أو تسخيناً غير مباشر .

ففي التسخين المباشر يتم إمرار الهواء الساخن – الناتج من مصادر الحرارة المشار إليها – على المواد المراد تجفيفها مباشرة بدون وجود حائل يمنع إتصال الهواء الساخن بهذه المواد ، ويعاب على هذه الطريقة تعرض المواد الغذائية المجففة للاحتراق أو الاسمرار أو الاتساخ بذرات الاحتراق ، وتمتاز هذه الطريقة بانخفاض تكاليف التجفيف .

أما فى التجفيف بالتسخين غير المباشر يتم رفع درجة حرارة الهواء الملامس للمادة الغذائية عن طريق ملامسته لأسطح الأفران المستعملة أو الأنابيب المسخنه بالكهرباء أو بالبخار المضغوط .
وظائف الحرارة المستخدمة فى عملية التجفيف :
تسخين المادة الغذائية إلى درجة الحرارة التى يتم عليها التجفيف ، وهذا يؤدى إلى سهولة فصل الماء عن باقى مكونات المادة الغذائية وسهولة انتقاله إلى سطح المادة الغذائية مما يسهل تبخيره . وتعرف كمية الحرارة المستخدمة لهذا الغرض بالحرارة الظاهرة وفى الإنتاج العملى فإن حرارة التجفيف تتراوح بين 50 – 80 درجة مئوية وزيادة درجة الحرارة عن ذلك تؤدى لحدوث ظاهرة الجفاف السطحى . ويلاحظ أن نسبة رطوبة المادة الغذائية وطبيعتها و تركيبها من العوامل المحددة لدرجة حرارة التجفيف ، وتحسب كمية الحرارة المستخدمة فى التجفيف من المعادلة التالية : ( وزن المادة * الحرارة النوعية * عدد درجات الحرارة النوعية التى ارتفاعتها المادة الغذائية )
تحويل المادة الموجودة من المادة الغذائية إلى بخار على نفس درجة الحرارة وهذا ما يعرف بالحرارة الكامنة للتبخير وتعرف بأنها كمية الحرارة اللازمة لتبخير 1.0 كجم من الماء .
زيادة قدرة الهواء على حمل بخار الماء حيث أنها تتناسب طردياً مع درجة حرارته .
تعويض الحرارة المفقودة من المجففات بالاشعاع والتسرب حيث يتم فقد حوالى 50 % من كمية الحرارة المتولدة فى المواقد مع الهواء الخارج من المجفف ، ويقلل هذا الفقد بإعادة إدخال جزء من الهواء الخارج من المجفف بعد خلطة بهواء جديد إلى المجفف مرة أخرى ، وعادة يكون معدل الخلط ما بين 50 – 75 % .
العوامل التى تؤثر على سرعة التجفيف :
سرعة الهواء : تزداد سرعة التجفيف بإزدياد سرعة مرور الهواء داخل المجفف حيث يؤدى ذلك إلى سرعة انتقال الماء من داخل المادة الغذائية إلى خارجها ثم سرعة تبخيره . وتبلغ سرعة الهواء فى المجففات من 50 – 335 م/ق وينصح باستخدام سرعة هواء تتراوح بين 200 – 300 م/ق والزيادة أو الانخفاض فى سرعة الهواء عن ذلك يكون غير اقتصادى .
الرطوبة النسبية للهواء : أثبتت التجارب أن التجفيف يتم بصورة أسرع عند استخدام هواء رطوبته النسبية منخفضة إلا أنه قد لوحظ أن بعض الخامات الزراعية تتعرض لظاهرة الجفاف السطحى عند استخدام هواء رطوبته النسبية منخفضة عن اللازم .
درجة حرارة الهواء المستخدم ومقدار الانخفاض فيها : تتراوح درجات الحرارة المستخدمة فى التجفيف ما بين 50 – 80 درجة مئوية ، ويلاحظ أنه كلما زادت درجة حرارة الهواء الداخل للمجفف انخفضت حرارته عند خروجه وبالتالى كان التجفيف أسرع .
نوع المادة المراد تجفيفها : حيث لكل مادة ظروفها الخاصة فى التجفيف .
شكل وحجم وسمك القطع المجهزة : حيث زيادة السطح المعرض من المادة الغذائية المراد تجفيفها للهواء الساخن يؤدى لزيادة سرعة التجفيف .
حمولة الصوانى : وحمولة الصوانى تتناسب عكسياً مع سرعة التجفيف أى كلما زادت حمولة الصوانى قلة سرعة التجفيف والعكس صحيح . وتبلغ الحمولة المثالية للصوانى بشكل عام حوالى 7.0 كجم/م2 فى حالة الفاكهة .
الضغط : إذا اجريت عملية التجفيف تحت ضغط منخفض تقل درجة تبخير الماء وتزداد سرعة التجفيف .

أنواع المجففات المستخدمة للمواد الغذائية


1 - مجففات الأنفاق Tunnal Driers :

تتكون مجففات الأنفاق من نفق التجفيف الذى يختلف طوله حسب نوع المادة المراد تجفيفها ، ومسخن للهواء ، ومروحة لدفع الهواء الساخن بسرعة مناسبة فى نفق التجفيف .

وتتم عمليه التجفيف بدخول العربات المحملة بالصوانى المنشور عليها المواد الغذائية الرطبة من أحد طرفى النفق وتسير بسرعة مناسبة داخل النفق حيث تتعرض لتأثير هواء التجفيف ثم تخرج من الطرف الأخر مجففة . وينظم حركة الهواء داخل النفق مروحة أو أكثر تقوم بتمرير الهواء على المادة الغذائية بعدة نظم مختلفة فمنها النظام العكسى لمرور الصوانى ، ومنها النظام الموازى لمرور الصوانى ، ومنها نظام المدخل الوسطى الذى يدخل فيه الهواء من الوسط ويندفع باتجاه طرفى النفق ، ومنها نظام المخرج الوسطى حيث يدخل الهواء الساخن من طرفى النفق ثم يندفع باتجاه مركز النفق ليخرج من فاتحة مناسبة فى وسط النفق .

كما يوجد نظام يسمى التجفيف بالسرير المتحرك وفيه يمر الهواء الساخن من خلال قاع المجفف المسامى عبر المادة الغذائية المراد تجفيفها حيث يتم إزالة رطوبتها أثناء مرور الصوانى داخل النفق وتخرج جافة حيث تجمع وتعبى .

2 - مجففات الناقلات Conveyor Driers :

يوجد أشكال عديدة من هذا النوع من المجففات تبنى جميعاً على نفس المبدأ وهو أنه فى المجفف يوجد عدة سيور مثقبة لا نهائية تدور بواسطة بكرات خاصة توضع المواد المراد تجفيفها على السير العلوى وعند وصولها إلى طرفة تتساقط على السير الذى يوجد أسفله والذى ينقلها باتجاه عكسى وتكرر هذه العملية حتى تصل المادة على السير السفلى وأثناء ذلك يسرى تيار هوائى ساخن داخل المادة المراد تجفيفها من الأسفل إلى الأعلى فيقوم بحمل رطوبتها ويخرج من فتحة مناسبة أعلى المجفف بواسطة مروحة شفط .

ولضبط حرارة الهواء أثناء مروره خلال السيور المختلفة قد يركب فيها مسخنات مناسبة تعيد تسخين الهواء بحيث يصبح مناسبا للحالة التى وصلت إليها المادة أثناء تجفيفها . أما المادة التى تم تجفيفها فتخرج من فاتحة مناسبة فى أسفل المجفف وتمتاز هذه الطريقة بكونها آلية ولا تحتاج إلى عدد كبير من الأيدى العاملة ألا أن تكاليف إنشائها وتشغيلها مرتفعة .

3 - مجففات المقصورات Cabinet Driers :

تتكون من غرفة واحدة تعمل بطريقة الوجبات على درجة حرارة ثابتة طيلة فترة التجفيف . توضع المواد المراد تجفيفها بعد التجهيز على صوانى تجفيف مناسبة وتحمل على عربات تدفع داخل المجفف ، ويدفع الهواء الساخن بطريقة عمودية على اتجاه دخول وخروج الصوانى . وعند اتمام التجفيف تسحب العربة إلى خارج المجفف ، حيث تزال حمولة الصوانى ويلقم المجفف بعربة جديدة .

وتحتاج هذه المجففات إلى أيدى عاملة كثيرة ، كما أنها منخفضة القدرة الانتاجية وفقد الحرارة فيها كبير لذلك فإنها نادرة الاستعمال حالياً وإن كانت تكاليف إنشائها وصيانتها منخفضة .

4 - مجففات القمائن Driers Kiln :

تتكون من غرفة تجفيف لها أرضية واسعة من الخشب أو السلك أو غيرها ذات ثقوب مناسبة الإتساع يمر منها الهواء المسخن بطريقة مناسبة بواسطة فرن احتراق يقع تحت الأرضية مباشرة .

يستخدم هذا النوع من المجففات لتجفيف شرائح التفاح ، وحشيشة الدينار ، والشعير المنبت أثناء صناعة المولت وغيرها ، حيث تنشر هذه المواد على شكل طبقة مناسبة السماكة على أرضية غرفة التجفيف فيمر الهواء المسخن من الأرضية خلال المادة المراد تجفيفها ، ثم يخرج محملا ببخار الماء من فتحة فى أعلى الغرفة ، مجهزة بمروحة خاصة لسحب الهواء . ومن عيوب هذه المجففات كونها طريقة غير مستمرة وبطيئة ومنخفضة الإنتاجية بالإضافة إلى عدم انتظام جفاف المادة الغذائية لذلك يجب تحريكها بطريقة مناسبة بين حين وأخر .
5 - المجففات الاسطوانية Driers Drum

وتتكون من اسطوانة أو أكثر من الصلب ، الذى يسخن داخليا بإمرار تيار من البخار ، فى حين توضع المادة المراد تجفيفها وهى السوائل المركزة جزئيا والمواد العجينية القوام ، كالحليب المكثف والعصائر والمواد اللزجة ، على السطح الخارجى الأملس بهذه الاسطوانات بشكل طبقة رقيقة مناسبة السمك . وعند دوران هذه الاسطوانات تتحول الطبقة الملامسة لها إلى الحالة الجافة ، فتكشط بسكين كاشطة مناسبة وقد يتم العمل هنا تحت الضغط الجوى العادى ، أو تحت ضغط منخفض ، حيث توضع الاسطوانات فى حيز مقفل يتم تفريغه من الداخل .

6 - مجففات الرذاذ Driers Spray

وتستخدم لتجفيف السوائل والمواد اللزجة ، كالحليب المكثف والبيض والقهوة والعصائر حيث يدفع السائل المراد تجفيفه داخل المجفف الذى يتكون من غرفة واسعة ، لها قاع بشكل مخروطى على شكل رذاذ دقيق فى مواجهة تيار من الهواء الساخن مما يؤدى إلى تبخير الماء منها فوراً فتتحول قطرات الماء إلى حبيبات مجففة تتساقط فى القاع ، أو تبقى عائمة فى الهواء حيث تفصل عنه بطريقة مناسبة .

المصدر