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

दुनिया के कई हिस्सों में, खेत से मेज तक का सफर भारी नुकसान से भरा होता है। ताजी सब्जियां, जो पोषक तत्वों से भरपूर और खाद्य सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण होती हैं, अक्सर खाने से पहले ही खराब हो जाती हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि ये फसलें अत्यधिक नाशवान होती हैं; उचित भंडारण या प्रसंस्करण के बिना, वे सड़ जाती हैं, जिससे उन्हें उगाने में निवेश किए गए पानी, भूमि और श्रम की बर्asi हो जाती है। कम आय वाले क्षेत्रों में, जहाँ रेफ्रिजरेशन और उन्नत भंडारण सुविधाओं की अक्सर कमी होती है, यह समस्या विशेष रूप से गंभीर है। सड़ने से रोकने का एक सबसे पुराना और प्रभावी तरीका सुखाना (drying) है। भोजन से पानी निकालकर, वातावरण को उन बैक्टीरिया और मोल्ड्स के लिए अनुपयुक्त बना दिया जाता है जो क्षय का कारण बनते हैं, और भोजन हल्का और स्टोर करने या परिवहन करने में आसान हो जाता है। हालांकि सुखाना एक सरल अवधारणा है, लेकिन इसे अच्छी तरह से करने के लिए नियंत्रण की आवश्यकता होती है। पारंपरिक खुली हवा में सुखाने की प्रक्रिया मौसम पर निर्भर करती है, जो अप्रत्याशित हो सकता है, और इससे भोजन धूल और कीटों के संपर्क में आता है। आधुनिक समाधानों में अक्सर ऐसी मशीनें शामिल होती हैं जो गर्म हवा का उपयोग करके इस प्रक्रिया को तेज करती हैं, लेकिन ये महंगी या बनाने में जटिल हो सकती हैं। छोटे पैमाने के किसानों और स्थानीय समुदायों के लिए चुनौती एक ऐसा तरीका खोजने की है जिससे महंगी तकनीक की आवश्यकता के बिना, किफायती, विश्वसनीय और विभिन्न प्रकार की सब्जियों को संभालने में सक्षम तरीके से भोजन को सुखाया जा सके।

रवांडा में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक सरल, अर्ध-स्वचालित इलेक्ट्रिक कैबिनेट ड्रायर (cabinet dryer) को डिजाइन, निर्माण और परीक्षण करके इस चुनौती का समाधान करने का प्रयास किया। उनका लक्ष्य एक ऐसी मशीन बनाना था जिसे स्थानीय रूप से उपलब्ध सामग्रियों से बनाया जा सके और जिसका उपयोग गाजर, पत्तागोभी और टमाटर जैसी सामान्य सब्जियों को संरक्षित करने के लिए किया जा सके। उन्होंने एक विस्तृत त्रि-आयामी मॉडल बनाकर शुरुआत की, जो एक बड़े सूटकेस के आकार के लकड़ी के बक्से के रूप में था। इस कैबिनेट के अंदर, उन्होंने गर्म हवा को प्रसारित करने के लिए एक हीटिंग एलिमेंट, एक पंखा और सब्जियों को रखने के लिए वायर-मेश ट्रे लगाई। सिस्टम को सेंसर से लैस किया गया था ताकि चैंबर के भीतर तापमान और आर्द्रता (humidity) की निगरानी की जा सके, साथ ही एक कंट्रोल पैनल भी था जो ऑपरेटर को वांछित स्थितियाँ सेट करने की अनुमति देता था। पूरी मशीन को एक बढ़ई की कार्यशाला में असेंबल किया गया था, जिसमें संरचना के लिए लकड़ी और हीटिंग एवं नियंत्रण प्रणालियों के लिए मानक इलेक्ट्रिकल घटकों का उपयोग किया गया था। प्रोटोटाइप बनाने की कुल लागत 84,755 रवांडा फ्रैंक थी, जो शोधकर्ताओं ने नोट किया कि बिजली के पुर्जों की कीमत से काफी प्रभावित थी, जो हार्डवेयर लागत का एक बड़ा हिस्सा थे।

यह देखने के लिए कि यह घरेलू मशीन कितनी अच्छी तरह काम करती है, शोधकर्ताओं ने स्थानीय बाजार से खरीदी गई ताजी उपज का उपयोग करके परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की। उन्होंने गाजर, पत्तागोभी और टमाटर के नमूने तैयार किए, उन्हें धोने और छीलने के बाद ट्रे में रखा। प्रत्येक परीक्षण रन सोलह मिनट तक चला, जिसके दौरान मशीन ने हवा को 49 से 55 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान पर गर्म किया। शोधकर्ताओं ने प्रत्येक रन से पहले और बाद में सब्जियों को सावधानीपूर्वक तौला ताकि यह मापा जा सके कि कितना पानी निकाला गया है। उन्होंने प्रक्रिया के दौरान कैबिनेट के भीतर तापमान और आर्द्रता को भी ट्रैक किया। परिणामों ने दिखाया कि ड्रायर ने इच्छित रूप से कार्य किया, तीनों प्रकार की सब्जियों से नमी निकालने में सफलतापूर्वक सफलता प्राप्त की। हालांकि, पानी निकलने की गति फसल के आधार पर काफी भिन्न थी।

सबसे उल्लेखनीय निष्कर्ष यह था कि सब्जियां एक समान दर से नहीं सूखती थीं, भले ही उन्हें एक ही गर्मी और वायु प्रवाह के अधीन रखा गया था। पत्तागोभी सुखाने में सबसे आसान साबित हुई, जिसने मात्र सोलह मिनट में अपने प्रारंभिक वजन का लगभग आधा हिस्सा खो दिया। गाजर ने मध्यम प्रदर्शन किया, जिसने उसी समय में अपने वजन का लगभग एक-तिहाई हिस्सा खो दिया। इसके विपरीत, टमाटर बहुत धीरे-धीरे सूखे, जिन्होंने केवल लगभग 15 प्रतिशत वजन ही कम किया। शोधकर्ताओं ने देखा कि टमाटर सुखाते समय कैबिनेट के भीतर की हवा अन्य दो फसलों की तुलना में काफी शुष्क थी, फिर भी टमाटरों ने नमी सबसे धीमी गति से छोड़ी। यह सुझाव देता है कि टमाटर की अपनी संरचना—शायद उसकी त्वचा या उसके गूदे की मोटाई—एक बाधा उत्पन्न करती है जो पानी को बाहर निकलने से रोकती है, चाहे आसपास की हवा कितनी भी शुष्क क्यों न हो। इसके विपरीत, पत्तागोभी की पत्तीदार संरचना ने पानी को तेजी से वाष्पित होने दिया। गाजर इनके बीच में थी, हालांकि गाजर के परिणामों में एक टेस्ट से दूसरे टेस्ट में अधिक भिन्नता देखी गई, जो संभवतः इसलिए था क्योंकि गाजर के टुकड़ों का आकार और आकार पूरी तरह से एक समान नहीं था।

हालांकि मशीन ने सफलतापूर्वक यह प्रदर्शित किया कि वह इन सब्जियों को सुखा सकती है, शोधकर्ता अध्ययन की सीमाओं को लेकर सावधान रहे। परीक्षण छोटे थे, जो केवल सोलह मिनट तक चले, जो लंबे समय तक भंडारण के लिए सब्जियों को पूरी तरह से सुखाने के लिए आवश्यक समय से बहुत कम है। फलस्वरूप, उनके द्वारा दर्ज किए गए आंकड़े दीर्घकालिक भंडारण के लिए प्रक्रिया की अंतिम दक्षता के बजाय सुखाने की प्रारंभिक गति का प्रतिनिधित्व करते हैं। उन्होंने बिजली के उपयोग को सीधे मीटर से मापने के बजाय उसका अनुमान लगाया, जिसका अर्थ है कि वे अभी तक यह सटीक गणना नहीं कर सके कि पानी की एक विशिष्ट मात्रा को निकालने के लिए कितनी ऊर्जा आवश्यक थी। इन सीमाओं के बावजूद, इस परियोजना ने सिद्ध किया कि एक कम लागत वाला, स्थानीय रूप से निर्मित ड्रायर, फसल के नुकसान को कम करने के लिए एक कार्यात्मक उपकरण हो सकता है। अध्ययन बताता है कि रवांडा और समान परिवेशों में छोटे पैमाने के प्रोसेसर के लिए, ऐसा उपकरण अतिरिक्त उपज को संरक्षित करने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है। हालांकि, प्रणाली को वास्तव में कुशल बनाने के लिए, भविष्य के सुधारों को सब्जी के टुकड़ों के आकार को मानकीकृत करने, चैंबर के भीतर आर्द्रता को बेहतर ढंग से नियंत्रित करने और ऊर्जा उपयोग को अधिक सटीक रूप से मापने पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता होगी। यह कार्य पुष्टि करता है कि सही डिजाइन के साथ, सरल तकनीक खाद्य आपूर्ति को सुरक्षित करने और स्थानीय कृषि को समर्थन देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।