昆虫因其高蛋白质含量和有趣的健康脂肪、矿物质和维生素组成而成为可持续的食物和饲料来源[1]。其中，黑水虻的幼虫（Hermetia illucens L.）（BSFL）是最有前途的昆虫之一，因为它具有可持续和生态的农业系统，以及将有机废物生物转化为高质量营养物质（尤其是蛋白质）的能力，凸显了其在促进循环经济方面发挥关键作用的潜力。BSFL可作为传统蛋白质来源的替代品，允许生产富含蛋白质的面粉，用于动物饲料，特别是水产养殖，以及人类食品或作为功能性成分。此外，它的多功能性超出了动物营养领域。这些幼虫能够产生各种有价值的副产品，包括用于生物柴油生产和化妆品的脂质，用于农业实践的生物肥料，以及用于制药和医疗应用的甲壳素。

虽然新鲜的幼虫可以用来喂养动物，但储存、保存和有限寿命的挑战在大规模上变得明显，这主要归因于它们的高含水量。因此，需要干燥幼虫。日晒是最古老、使用最广泛的昆虫干燥方法之一。太阳能干燥机通过热空气瞬时传递质量和热量，实现产品的加热和除湿。这种方法不仅提高了干燥产品的质量，而且降低了生产成本，同时防止了可能对地球环境产生负面影响的温室气体的排放。太阳能干燥机通常面临与其可靠性和天气条件的间歇性相关的挑战。这些挑战在阴天和雨天的阳光辐射质量不一致以及夜间没有阳光中变得明显。杂交通过允许干燥过程在日照不足的时间内持续存在，利用储存的热量和/或替代能源的备用能量来解决这些问题。这确保了产品不会因微生物入侵而变质，从而提高干燥过程和最终产品的卫生质量。

混合太阳能干燥器是将太阳能与另一种热源（如生物质、电加热器或化石燃料）结合使用来加热干燥空气的系统。这样做是为了确保无论天气条件如何都能进行连续干燥操作。此外，它们还可以控制干燥室的气动热条件，包括温度、湿度和空气速度。因此，这些混合系统可以对干燥动力学和干燥产品的质量进行细致的控制。

Kushwah等通过实验研究了温室干燥器的热性能，该干燥器与真空水管收集器相结合。通过使用混合温室太阳能干燥机，与露天晒干相比，干燥时间减少了30%。Abedini等评估了用于干燥虾的柜式混合太阳能红外干燥机的性能。混合干燥系统的最大容量为 2,5 公斤，平均热效率达到 16.37%。Atalay等研究了用于干燥香蕉片的太阳能-风能辅助混合干燥机的能量和能量分析。混合动力系统的运动效率在68.04%-83.89%之间。值得注意的是，混合干燥机的运行效率超过了其他传统太阳能干燥机的57.7%。该烘干机被确定为既经济又环保，因为它仅依靠两种可再生能源，能源回收期为 1.36 年。Abdenouri等研究了间接混合太阳能-电力干燥机在农产品干燥中的热性能。温度控制器可将传统能耗降低 11.3%，昼夜连续使用。Nwakuba等设计了一种配备电加热器的太阳能烘干机，用于烘干红辣椒，评估其整体性能和适用性。研究了各种干燥温度（50、60和70 °C）和风速（1.14、2.29和3.43 m/s）。混合干燥机的能源效率从13.2%到35.6%不等。在最低风速1.14 m/s和最低干燥温度50 °C下，最大消耗效率。值得注意的是，开发的干燥机实现了 30.3% 的 CO2 减排在相似气候条件下，与混合太阳能生物质干燥机相比，排放量。Singh和Gaur开发了一种混合主动式温室太阳能干燥机，该干燥机包含真空太阳能集热器，用于高水分农产品的脱水。对这种混合系统的环境和经济方面进行了评估，重点是番茄片的干燥。由此产生的干燥机每年可生产 261 公斤干番茄，与其 30 年的使用寿命相比，投资回收期非常短，仅为 1.73 年。在其整个使用寿命期间，干燥机预计将减少 169.10 吨一氧化碳2排放，从可持续的角度强调其适用性。对上述论文的回顾证实了混合太阳能干燥机在改善干燥动力学和提高能源和效率方面的实质性影响。此外，这些烘干机在环境和经济方面都表现出可持续性。

BSFL干燥在文献中使用不同的技术进行了研究。Monisha等进行了一项研究，评估冷冻干燥和直接太阳能干燥对脱脂黑水虻幼虫（BSFL）面粉质量的影响。结果表明，冷冻干燥得到的面粉蛋白质含量为44.63%，与直接日晒干燥粉（39.74%）相比，在贮藏过程中表现出更高的稳定性。这凸显了使用冻干脱脂粉作为功能成分的优势。然而，需要注意的是，与传统的太阳能干燥相比，冷冻干燥是一种更昂贵的技术，使其在工业规模上的适应性较差。Purnamasari等使用烘箱干燥机研究了不同生长介质（果肉、木薯皮、食物残渣和豆腐废料）、温度条件（55 °C、65 °C和75 °C）和干燥时间（24 h和36h）下BSFL的营养成分。幼虫的营养质量受到所研究的各种因素的影响。幼虫在豆腐废料中栽培，55 °C干燥24 h时，蛋白质含量最高（50.65%）。Huang等研究了60 °C常规干燥和微波干燥对BSFL蛋白质量的影响。与微波干燥相比，烘箱干燥的幼虫表现出优异的蛋白质消化率和更高的可消化性氨基酸评分。因此，通过常规干燥方法干燥的幼虫可以被认为是动物蛋白的宝贵来源。Saucier等进行了比较分析，研究了在60 °C下通过强制对流和冷冻干燥干燥黑水虻幼虫（BSFL）对其质量的影响。与冷冻干燥相比，热风干燥的速度明显快，高达6倍，蛋白质含量为40.0%，而冻干幼虫的蛋白质含量略低，为38.5%。然而，与冷冻干燥相比，热风干燥表现出最显着的颜色变化和氧化水平。

根据我们的文献审查并考虑到我们目前的知识，BSFL的混合太阳能干燥领域存在明显的研究空白。我们的主要目标是研究这一过程，目的是采用创新、环保和经济可行的方法，以工业规模生产干燥的幼虫。最终目标是确保高质量的产品在市场上具有竞争力，同时优先考虑尊重环境的生产过程和经济可持续性。

在这项研究中，我们将通过实验评估混合太阳能电力干燥机在干燥BSFL方面的性能。该评估包括评估干燥动力学、环境影响、所开发系统的经济可行性以及干燥幼虫的营养和物理化学质量，目的是将该系统整合到大规模幼虫生产单元中。

采用混合太阳能电干燥机（HSED）在40、50、60和70 °C下对BSFL的干燥动力学进行了实验研究。此外，还研究了干燥机的环境和经济分析，以及干燥后的BSFL的质量分析。主要调查结果重点如下。

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事实证明，仅太阳能模式就可以有效干燥高水分产品，尤其是在寒冷的环境条件下，温度低于55°C。