先进串联式太阳能甘蔗汁蒸馏器的性能评估：提升总可溶性固形物与蒸馏水产量的创新设计

针对传统非离心糖产业依赖有害能源的问题，研究人员设计了一种配备反射器、翅片、芯吸材料和玻璃冷却机制(GCM)的先进串联式甘蔗汁蒸馏器(ACSJD)。实验表明，该系统可产出38.2°Brix高浓度甘蔗汁(CSJ)和5.65 kg/day蒸馏水，热传递系数达71.25 W/m2°C，较传统系统提升73.95%，兼具环保与经济效益。

　　

在全球健康饮食趋势推动下，非离心糖产品（如粗糖和棕榈糖）因保留更多营养素而需求激增。然而，传统小规模生产依赖燃烧甘蔗渣、木材等有害能源，导致环境污染与资源不可持续。针对这一矛盾，研究人员开发了太阳能驱动的甘蔗汁浓缩技术，但现有系统最高仅能产出33.1°Brix的浓缩甘蔗汁(CSJ)。为突破这一局限，某大学团队在《Innovative Food Science》发表研究，通过集成多项创新技术显著提升系统性能。

研究采用三组串联的先进阶梯式太阳能蒸馏器(ASSD)，配备内外反射器(IR/ER)、铝制翅片、棉质芯吸材料及玻璃冷却机制(GCM)。系统以50 ml/min流速处理14.2°Brix原蔗汁，通过实时监测太阳辐射、温度、TSS值和蒸馏水产量，对比评估了先进系统(ACSJD)与基础系统(SCSJD)的性能差异。

热性能分析
ACSJD的ER反射器使太阳辐射吸收提升45%，IR通过多重反射使基底温度达78.3°C。翅片结构将热传递系数提高至71.25 W/m²°C，较SCSJD增长73.95%。芯吸材料扩大蒸发面积，配合GCM维持玻璃盖温度低于环境温度5.2°C，最终实现38.2°Brix的CSJ产出，创太阳能蒸馏技术新纪录。

环境与经济效益
系统年产能达1186.6 kWh，较SCSJD缩短44.18天能源回收期。通过替代化石燃料，ACSJD产生43,165.26美元碳信用价值，经济回收期缩短62.14天。蒸馏水产率5.65 kg/day提升45%，兼具水资源循环利用价值。

结论与展望
该研究首次将反射器、翅片、芯吸与GCM技术整合至串联蒸馏系统，实现了CSJ浓度与蒸馏水产量的双重突破。成果为小型非离心糖产业提供了可持续解决方案，未来可通过优化材料与规模化应用进一步降低成本。论文由Ajay Prakash和Mahesh Kumar合作完成，为太阳能食品加工领域树立了新标杆。