编辑推荐：
为提升番茄片干燥质量，研究人员研究改良太阳能干燥器，发现其可提高干燥室温度、改善番茄干品质。
番茄，这种全球广泛种植且深受人们喜爱的果蔬，不仅能直接生食，还能加工成果汁、罐头等各种美味食品。它富含维生素 B
6、C、A 等多种营养成分，是人们健康饮食中不可或缺的一部分。然而，番茄的高含水量（约占总重量的 96%）使其在储存和运输过程中面临诸多挑战，容易腐烂变质。随着对加工番茄产品需求的不断增长，干燥成为一种常用的保存方法。但传统的干燥方式，如工业烘干机，不仅依赖化石燃料，成本高昂，还会影响番茄干的品质，降低其营养价值和口感。而普通的太阳能干燥器（SD）虽然利用了太阳能这一清洁能源，但固定太阳能收集器（FSC）在收集太阳能时存在局限性，导致干燥效率不高，干燥后的番茄品质也参差不齐。为了解决这些问题，来自埃及阿斯旺大学、利比亚奥马尔?穆赫塔尔大学、埃及阿斯尤特大学等多个机构的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了提升番茄片的干燥效率和品质，设计了一种集成物联网控制太阳能收集器跟踪器的改良太阳能干燥器，并对干燥条件进行优化。他们通过对比集成自动太阳能收集器跟踪器（ASCT）的 SD 和集成 FSC 的 SD，在不同空气流速（1.0 - 2.0 m/s）和番茄片厚度（4.0 - 8.0 mm）下进行干燥实验，从多个方面评估干燥后番茄的品质，包括最终水分含量（MC）、总酚（TPs）、抗坏血酸（AA）、pH、颜色、酸度和复水比（RR）等。
在研究过程中，研究人员用到了以下几个主要关键的技术方法：首先，设计并搭建了两种对称的太阳能干燥系统，一种集成 FSC，另一种集成 ASCT，详细规划了系统各部分的结构和参数。其次，利用各种传感器，如 LDR 传感器、DHT - 22 传感器等，对光照强度、温度和湿度等环境参数进行精确测量，并对这些传感器进行校准，确保数据的准确性。此外，还通过化学分析方法，如采用特定的实验步骤测定 AA、TPs 含量等，对干燥前后番茄的各项化学指标进行检测。
研究结果如下：
- 传感器校准：LDR 传感器和 DHT - 22 传感器的校准结果显示，其测量值与参考值之间具有良好的相关性，R2值表明传感器性能可靠，能准确测量环境参数。
- 天气条件与光伏系统：在实地测试中，太阳能辐射在中午 1 点左右达到约 900 W/m2的峰值，环境温度最高达到 43.6°C，相对湿度最低降至 18.3%。光伏系统的最高效率为 16.69%，能为干燥系统的电子部件提供稳定电力。
- 干燥参数对干燥室内温湿度的影响：番茄片厚度对干燥室内空气温度影响不显著，但较厚的切片会使空气相对湿度略有上升。集成 ASCT 的干燥室空气温度比集成 FSC 的高约 18.43%，相对湿度则降低，这得益于 ASCT 能更好地跟踪太阳收集阳光。此外，较高的空气流速会使干燥室内空气温度降低，相对湿度略有上升。
- 干燥参数对最终 MC 和干燥时间的影响：热空气流速对干燥时间影响不明显，但最终 MC 随热空气流速增加而降低。较薄的番茄片干燥时间更短，集成 ASCT 的干燥器对所有切片厚度的干燥时间都更短。
- 干燥参数对颜色分析的影响：干燥系统、切片厚度和空气流速均显著影响干燥后番茄的颜色。较高空气流速使番茄片的亮度（L*、a*、b*）增加，ASCT 系统的效果更明显。在 FSC 系统中，1.0 m/s 热空气流速下干燥的番茄片颜色最深，而 ASDT 系统干燥后番茄片的红色和黄色强度显著增加。
- 干燥参数对 RR 的影响：在 1.5 m/s 热空气流速、8.0 mm 切片厚度且使用集成 ASCT 的 SD 处理的番茄片，其 RR 最高，达到 4.43 kg 水 /kg 干物质。
- 干燥参数对 pH 和酸度的影响：干燥过程使番茄片的 pH 值升高，ASCT 处理的番茄片 pH 值更高，降低热空气流速会提高 pH 值。而干燥后番茄片的酸度值低于新鲜番茄，不过也有研究得出不同结果。
- 干燥参数对 AA 和 TP 的影响：干燥后番茄片中 AA 含量下降，8.0 mm 厚度、2 m/s 空气流速且使用 SD 结合 FSC 干燥的番茄片 AA 含量最高。干燥后所有番茄样品的 TP 含量增加，但热空气流速较低时 TP 含量会降低，集成 ASCT 的 SD 处理的番茄片 TP 含量更高。
研究结论表明，集成 ASCT 的 SD 能有效提高干燥室内空气温度，降低相对湿度，减少干燥时间，提升干燥后番茄的品质。该研究为番茄干燥提供了一种更高效、环保且能保证品质的方法，对农业生产中番茄的保存和加工具有重要的指导意义。未来，研究人员建议进一步探索 ASCT 干燥番茄的微生物安全性、抗氧化水平和保质期，特别是在不同包装材料中的储存情况，以完善该技术在实际应用中的效果。
