Torkningskinetik, energiförbrukning, ekonomisk och miljöanalys av torkning av granatäppelskal med en hybrid-soltork jämfört med ugnstork

Att förvandla fruktrester till värdefullt material

Granatäppeljuice är populär världen över, men nästan hälften av varje frukt—främst skalet—slutar ofta som avfall. Skalet är dock rikt på naturliga kemikalier som kan användas i livsmedel, medicin och kosmetika. Utmaningen är att torka det säkert och billigt utan att slösa el eller skada miljön. Denna studie undersöker ett smart sätt att göra det med hjälp av solenergi och jämför en ny hybrid-soltork med en vanlig elektrisk ugn för att se vilken som torkar granatäppelskal bättre, billigare och med mindre klimatavtryck.

Ett smartare sätt att använda solljus

Hjärtat i arbetet är en hybrid indirekt soltork, en skåpstor anordning som använder solljus som huvudvärmekälla men också inkluderar ett litet elvärmeelement och fläktar för reservdrift och styrning. Solljus värmer upp luft i en platt metallkollektor; fläktar driver denna varma luft in i ett isolerat torkrum där granatäppelskal placeras i tunna lager på roterande brickor för jämn exponering. En styrenhet håller luftens temperatur och fuktighet på förinställda värden så att processen förblir stabil även när utomhusförhållandena ändras. Forskarna testade tre torktemperaturer—50, 60 och 70 °C—och tre skaljocklekar—1, 2 och 3 cm—och jämförde sedan resultaten med en konventionell elektrisk ugn som kördes under samma temperatur- och tjockleksförhållanden.

Hur snabbt skalen förlorar vatten

Färska granatäppelskal börjar med mycket hög fuktighet, ungefär tre fjärdedelar av vikten som vatten. Både soltorken och ugnen kunde reducera detta till ett mycket torrt slutläge på omkring 2–3 % vatten, vilket är tillräckligt torrt för säker lagring och vidare bearbetning. Som väntat gjorde högre torktemperaturer att skalen tappade vatten snabbare, och tjockare lager visade generellt högre momentana torkhastigheter eftersom de innehöll mer vatten att avlägsna. I båda systemen nådde torkhastigheten sin topp tidigt—när fritt vatten lätt kan avdunsta—och sjönk sedan när skalen blev torrare och vatten måste förflytta sig från djupare in i vävnaden. Vid 70 °C och 3 cm tjocklek nådde hybrid-soltorken en topphastighet på cirka 196 kilogram vatten avlägsnat per kilogram torrsubstans per timme, något högre än ugnen under liknande förhållanden.

Minskad elförbrukning och koldioxidutsläpp

Även om båda systemen producerade likvärdigt torra skal var deras energianvändning mycket olika. Den konventionella ugnen förlitade sig helt på elektricitet, medan hybrid-soltorken använde en blandning av solvärme och en mindre mängd elektrisk reservenergi. Som ett resultat minskade det solbaserade systemet elförbrukningen med ungefär två tredjedelar till tre fjärdedelar jämfört med ugnen, beroende på temperatur och lagertjocklek. Till exempel, vid det mest krävande tillståndet (50 °C och 1 cm lager) förbrukade ugnen cirka 7 769 watt per kilogram skal, medan hybridtorken endast använde omkring 2 116 watt per kilogram. Vid konstruktionen krävde soltorken ungefär 1 270 kilowattimmar ”inbäddad” energi, men dess årliga drift undvek så mycket fossilelektricitet att energiåterbetalningstiden bara var cirka 2,4 till 6,3 år—väl under den antagna livslängden på 30 år. Detta motsvarade en uppskattad undvikning av 75,5 ton koldioxidutsläpp och flera hundra till över tvåtusen amerikanska dollar i potentiellt värde i koldioxidkrediter över dess livstid.

Att räkna kostnaderna för bönder och industrin

Forskargruppen granskade också ekonomin, inte bara energin. Hybridtorken är medvetet enkel i konstruktionen, med en träram, grundläggande isolering, ett standardvärmeelement och en liten fläkt, vilket håller inköpskostnaden runt 200 amerikanska dollar—betydligt lägre än många industriella torkar. När de räknade in investering, underhåll och el fann de att torkning av granatäppelskal i soltorken kunde kosta så lite som cirka 144,5 amerikanska dollar per ton, särskilt vid drift vid 70 °C med ett 1 cm skalager. Denna inställning torkar snabbt, vilket innebär att fler ton skal kan bearbetas per år och fasta kostnader kan fördelas över en större produktion. I många fall var hybridtorken billigare att driva per ton än ugnen, samtidigt som den använde mindre nätel.

Varför detta spelar roll i vardagen

För lekmannen är slutsatsen enkel: istället för att kasta granatäppelskal kan vi torka dem effektivt med solen och förvandla dem till ingredienser för hälsosammare livsmedel, kosttillskott och kosmetika. Studien visar att en relativt lågkostnadshybrid-soltork kan ge god torkprestanda, kraftigt minska elförbrukningen och reducera växthusgasutsläpp jämfört med en vanlig ugn. Med korta energiåterbetalningstider och lägre driftkostnader kan sådana system hjälpa bönder, små förädlare och landsbygdsamhällen att tillföra värde till jordbruks"avfall", förbättra inkomster och samtidigt stödja klimatvänlig livsmedelsproduktion.

Citering: Metwally, K.A., Khater, ES.G., Bahnasawy, A.H. et al. Drying kinetics, power consumption, economic and environmental analysis of pomegranate peels drying using a hybrid solar dryer compared with oven dryer. Sci Rep 16, 7395 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-22464-7

Nyckelord: soltorkning, granatäppelskal, värdering av matavfall, förnybar energi, hybridtork