Процесс сушки. Конвективная и кондуктивная сушка

Процесс сушки. Конвективная и кондуктивная сушка
Процесс сушки – удаление влаги из твердых влажных, пастообразных или жидких материалов (суспензий) путем ее испарения и отвода образовавшихся паров.
Сушка применяется в химической промышленности и во всех отраслях пищевой промышленности (в свеклосахарном, спиртовом, пивоваренном и других производствах). Сушке подвергаются зерно, хлеб, макаронные изделия, мармелад, пастила, молоко, яйца, фрукты, овощи и др. Это тепловой и диффузионный процесс, при котором влага удаляется из продукта за счет тепловой энергии, подводимой к нему.
По способу подвода теплоты к высушиваемому материалу различают сушку:
конвективную (воздушную),
кондуктивную (контактную),
терморадиационную (инфракрасную),
микроволновую,
сублимационную,
акустическую и др.
Конвективный способ сушки основан на передаче тепла высушиваемому продукту за счет энергии нагретого сушильного агента – воздуха или парогазовой смеси. При этом способе сушки за счет сообщаемой продукту тепловой энергии идет испарение находящейся в продукте влаги, а пары влаги уносятся сушильным агентом.
Конвективная сушка
Различают конвективную сушку материалов в слое, при которой применяются сушилки с омыванием материала в слое или изделия агентом сушки (туннельные, камерные, петлевые, валковые, турбинные, ленточные, шахтные сушилки), а также конвективную сушку с сопловым обдувом плоских материалов.
Кроме этого, различают конвективную сушку материалов или изделий во взвешенном и полувзвешенном состоянии в барабанных установках, в установках с кипящим слоем, в пневматических трубах-сушилках, в вихревом потоке, а также с помощью сушки распылением.
Установки имеют высокие удельные энергозатраты (от 1,6 до 2,5 кВт-ч/кг). Эта сушка сопровождается потерями тепла на нагрев конструкций и окружающей среды; существенно снижается качество конечного продукта: изменяется цвет, вкус и естественный аромат продукта, снижается его восстанавливаемость при замачивании. Высокая температура и высокая продолжительность сушки способствуют развитию окислительных процессов и приводят к потерям в продукте витаминов и биологически активных веществ.
Кондуктивный способ сушки пищевых продуктов основан на передаче тепла высушиваемому продукту путем непосредственного контакта с нагреваемой поверхностью сушильного оборудования.
Для сушки продуктов питания этот способ используется нечасто. Высокого качества конечного продукта достичь не удается вследствие неравномерности его влажности и потери питательных веществ из-за перегрева.
Большее применение этот способ находит при сушке пиломатериалов, а также сырья и продукции в текстильной промышленности.
Инфракрасная сушка
Терморадиальный способ сушки продуктов питания основана на том, что инфракрасное излучение определенной длины волны (8–10 мк) поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта.
В связи с этим удаление влаги возможно при невысокой температуре (+40…60 °С), что позволяет практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов.
Инфракрасное оборудование применяется для сушки овощей и фруктов, мясного и рыбного сырья, пищевых полуфабрикатов, закусок и готовых блюд, а также продуктов быстрого приготовления, лекарственного сырья и растений; широко используется для сушки непищевых продуктов, в основном листовых тонкослойных материалов и лакокрасочных покрытий.
инфракрасная сушкаПо сравнению с традиционными способами сушки (конвективным, кондуктивным) овощи и фрукты, обработанные инфракрасной сушкой, после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежим продуктам; увеличивается срок хранения продуктов.
В качестве источников инфракрасного излучения применяют электрические лампы (ламповые сушилки) либо экраны или панели, обогреваемые газом (радиационные газовые сушилки).
Основные достоинства радиационных сушилок следующие: быстрое удаление влаги из тонкослойных материалов, компактность, легкость регулирования, незначительность потерь тепла в окружающую среду.
Недостатками сушки инфракрасным излучением являются непригодность сушки толстых слоев материала; неравномерность нагрева высушиваемого материала, связанная с быстрым нагреванием поверхностного слоя и медленной передачей тепла во внутренние слои; высокий расход энергии (1,5–2,5 кВт-ч на 1 кг влаги).
Для высушивания толстых слоев материала, в частности пастообразных материалов, перспективно применение комбинированных способов сушки: терморадиационной и конвективной сушки или терморадиационной сушки и сушки токами высокой частоты.