Fabrication and Performance Evaluation of a Semi-Automatic Electric Cabinet Dryer for Carrot, Cabbage and Tomato

Dans de nombreuses parties du monde, le voyage de la ferme à la table est semé de pertes. Les légumes frais, riches en nutriments et vitaux pour la sécurité alimentaire, pourrissent souvent avant de pouvoir être consommés. Cela se produit parce que ces cultures sont hautement périssables ; sans une conservation ou une transformation appropriée, elles se décomposent, gaspillant ainsi l'eau, la terre et la main-d'œuvre investies dans leur culture. Dans les régions à faible revenu, où la réfrigération et les installations de stockage avancées sont souvent rares, ce problème est particulièrement aigu. L'une des méthodes les plus anciennes et les plus efficaces pour stopper cette décomposition est le séchage. En éliminant l'eau des aliments, l'environnement devient inhabitable pour les bactéries et les moisissures qui causent la décomposition, et la nourriture devient plus légère et plus facile à stocker ou à transporter. Bien que le séchage soit un concept simple, bien le réaliser nécessite du contrôle. Le séchage traditionnel à l'air libre dépend de la météo, qui peut être imprévisible, et expose les aliments à la poussière et aux insectes. Les solutions modernes impliquent souvent des machines qui utilisent de l'air chauffé pour accélérer le processus, mais celles-ci peuvent être coûteuses ou complexes à construire. Le défi pour les petits agriculteurs et les communautés locales est de trouver un moyen de sécher les aliments de manière abordable, fiable et capable de traiter différents types de légumes sans nécessiter de technologie coûteuse.

Une équipe de chercheurs au Rwanda s'est donné pour mission de relever ce défi en concevant, construisant et testant un séchoir électrique à armoire simple et semi-automatique. Leur objectif était de créer une machine qui puisse être construite à partir de matériaux disponibles localement et utilisée pour préserver des légumes courants comme les carottes, le chou et les tomates. Ils ont commencé par créer un modèle tridimensionnel détaillé de l'appareil, qui prenait la forme d'une boîte en bois de la taille d'une grande valise. À l'intérieur de cette armoire, ils ont installé un élément chauffant, un ventilateur pour faire circuler l'air chaud et des plateaux en grillage pour maintenir les légumes. Le système était équipé de capteurs pour surveiller la température et l'humidité à l'intérieur de la chambre, ainsi qu'un panneau de commande permettant à l'opérateur de définir les conditions souhaitées. Toute la machine a été assemblée dans un atelier de menuiserie, en utilisant du bois pour la structure et des composants électriques standards pour les systèmes de chauffage et de contrôle. Le coût total de construction du prototype était de 84 755 francs rwandais, une somme que les chercheurs ont notée comme étant fortement influencée par le prix des pièces électriques, qui constituaient la majeure partie du coût du matériel.

Pour voir si cette machine artisanale fonctionnait bien, les chercheurs ont mené une série de tests en utilisant des produits frais achetés sur un marché local. Ils ont préparé des échantillons de carottes, de choux et de tomates, en les lavant et en les épluchant avant de les placer sur les plateaux. Chaque cycle de test durait seize minutes, durant lesquelles la machine chauffait l'air à des températures comprises entre 49 et 55 degrés Celsius. Les chercheurs ont soigneusement pesé les légumes avant et après chaque passage pour mesurer la quantité d'eau qui avait été retirée. Ils ont également suivi la température et l'humidité à l'intérieur de l'armoire tout au long du processus. Les résultats ont montré que le séchoir fonctionnait comme prévu, réussissant à retirer l'humidité des trois types de légumes. Cependant, la vitesse à laquelle l'eau quittait les aliments variait considérablement selon le produit.

La découverte la plus frappante fut que les légumes ne séchaient pas au même rythme, même s'ils étaient soumis à la même chaleur et au même flux d'air. Le chou s'est avéré être le plus facile à sécher, perdant près de la moitié de son poids initial en seulement seize minutes. Les carottes ont performé de manière modérée, perdant environ un tiers de leur poids dans le même laps de temps. Les tomates, en revanche, séchaient beaucoup plus lentement, ne perdant qu'environ 15 % de leur poids. Les chercheurs ont observé que l'air à l'intérieur de l'armoire était nettement plus sec lors du séchage des tomates par rapport aux deux autres cultures, et pourtant les tomates perdaient l'humidité au rythme le plus lent. Cela suggère que la structure même de la tomate — peut-être sa peau ou l'épaisseur de sa chair — crée une barrière qui rend l'évacuation de l'eau plus difficile, peu importe la sécheresse de l'air environnant. En revanche, la structure feuillue du chou permettait à l'eau de s'évaporer rapidement. Les carottes se situaient entre les deux, bien que les résultats pour les carottes aient montré plus de variations d'un test à l'autre, probablement parce que la taille et la forme des morceaux de carotte n'étaient pas parfaitement uniformes.

Bien que la machine ait démontré avec succès qu'elle pouvait sécher ces légumes, les chercheurs ont pris soin de noter les limites de leur étude. Les tests étaient courts, ne durant que seize minutes, ce qui est bien inférieur au temps nécessaire pour sécher complètement les légumes pour une conservation à long terme. Par conséquent, les chiffres qu'ils ont enregistrés représentent la vitesse de séchage initiale plutôt que l'efficacité finale du processus. Ils ont également estimé l'électricité utilisée plutôt que de la mesurer directement avec un compteur, ce qui signifie qu'ils ne pouvaient pas encore calculer exactement l'énergie requise pour retirer une quantité spécifique d'eau. Malgré ces limites, le projet a prouvé qu'un séchoir à bas coût et construit localement peut être un outil fonctionnel pour réduire les pertes post-récolte. L'étude suggère que, pour les petits transformateurs au Rwanda et dans des contextes similaires, un tel dispositif offre un moyen pratique de préserver les surplus de production. Cependant, pour rendre le système véritablement efficace, les améliorations futures devraient se concentrer sur la standardisation de la taille des morceaux de légumes, un meilleur contrôle de l'humidité à l'intérieur de la chambre et une mesure plus précise de la consommation d'énergie. Ce travail confirme qu'avec la conception appropriée, une technologie simple peut jouer un rôle significatif dans la sécurisation des approvisionnements alimentaires et le soutien à l'agriculture locale.