Анализ оборудования

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Сушка – это процесс удаления влаги из влажных материалов путем их испарения за счет подвода к материалу теплоты. Сушка является неотъемлемым процессом в производстве пищевых продуктов, так как процесс сушки обеспечивает длительное хранение и консервирование продуктов.

Сушка осуществляется различными методами, выбор которых определяется в основном свойствами высушиваемого материала.

Рассмотрим 3 метода сушки: конвективный, сублимационный и инфракрасный методы.

1)Конвективный метод один из самых распространенный в настоящее время. Он основан на передаче тепла высушиваемому продукту за счет энергии нагретого сушильного агента - воздуха или парогазовой смеси. Сушка продуктов при этом способе происходит при омывании продукта нагретым газом, воздухом, топочными газами, перегретым паром и другими теплоносителями, которые имеют температуру, отличную от температуры подвергающегося сушке материала. При этом способе сушки за счет сообщаемой продукту тепловой энергии идет испарение находящейся в продукте влаги, а унос паров влаги осуществляется сушильным агентом. Однако этому способу присущи некоторые недостатки: 1)нерациональное использование энергии установки, поскольку сушка продукта таким способом неизбежно сопровождается потерями тепла на нагрев конструкций и окружающей среды; 2)перегрев сухопродукта, особенно на стадии досушки; 3)существенное снижение качества конечного продукта; 4)появление пленки(так как испарение влаги происходит только с поверхности), затрудняющей сушку и ухудшающей качество сухопродукта; развитие окислительных процессов( за счет высокой температуры и высокой продолжительности сушки), приводящие к потерям витаминов и биологически активных веществ в сухопродукте. Преимущества: невысокая цена оборудования.

Оборудование для конвективной сушки.

Рис. 1 Одноярусная ленточная сушилка

Ленточные сушилки предназначены для сушки штучных изделий полуфабрикатов и сыпучих материалов. В качестве сушильного агента обычно используют нагретый воздух или топочные газы. Ленточные сушилки (аппараты непрерывного действия) изготовляют в виде одного или нескольких расположенных один над другим ленточных конвейеров, размещенных внутри прямоугольной сушильной камеры. В качестве несущего полотна конвейера обычно используют металлическую плетеную сетку или перфорированные пластины; лента может быть и сплошной (холст, бельтинг).Высушиваемый материал, насыпанный на полотно конвейера, продувается сушильным агентом. В сушилках со сплошной лентой теплоноситель движется над слоем высушиваемого материала в направлении, противоположном движению ленты. В пятисекционной одноярусной сушилке (рис.1) материал транспортируется ленточным конвейером 1. Воздух, нагреваемый в паровом калорифере 4, центробежным вентилятором 5 подается в распределительный канал в, проходит через слой материала 3 сверху вниз и через окна а возвращается на рециркуляцию. Для выравнивания влажности материала по высоте слоя установлены ворошители 2 (валки с пальцами). Свежий воздух в необходимом количестве подсасывается через окна б.

2)Сублимационный метод- это удаление влаги непосредственно из твердой фазы свежезамороженных продуктов в паровую фазу, минуя жидкое состояние, в условиях вакуума. Принцип сублимационной сушки основан на том физическом факте, что при значениях атмосферного давления ниже определенного порога - т.н. "тройной точки" (для чистой воды: 6,1 мбар при 0 градусов Цельсия) вода может находиться только в двух агрегатных состояниях - твердом и газообразном, переход воды в жидкое состояние в таких условиях невозможен. И если парциальное давление водного пара в окружающей среде ниже чем парциальное давление льда, то лед продукции прямо переводится в газообразное состояние минуя жидкую фазу. Преимущества: 1)длительное хранение в условиях нерегулируемых температур; 2)малая усадка исходных продуктов; Недостатки: 1)дорогостоящий метод

Оборудование для сублимационого метода.

Рис.2

Сублимационные сушилки применяют для сушки ценных пищевых продуктов, например: мясо в замороженном состоянии, овощей, фруктов и других продуктов.  Принцип действия: влагу удаляют в три стадии: на первой стадии при снижении давления в сушильной камере происходят саморазмораживание влаги и сублимация льда за счёт теплоты, отдаваемой материалом. При этом удаляется до 15 % всей влаги. Вторая стадия – сублимация, при которой удаляется основная часть влаги. На третей стадии тепловой сушки удаляется оставшаяся влага. Сублимационная сушка (рис. 2) состоит из  сушильной камеры (сублиматора), в которой расположены пустотелые плиты, и конденсатора – вымораживателя. В плитах циркулирует горячая вода. Высушиваемый материал в противнях размещается на плитах. Противни имеют специальные бортики, которые обеспечивают воздушную прослойку между плитами и противнями. Теплота плит к противням передается за счет радиации. Образовавшаяся при сушки паровоздушная смесь из сублиматора поступает в конденсатор – вымораживатель – кожухотрубный теплообменник, в межтрубном пространстве которого циркулирует хладогент – аммиак. В трубах конденсатора происходят конденсация и вымораживание водяных паров.

3)Инфракрасный метод сушки-, основан на том, что инфракрасное излучение определенной длинны волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40-60 градусов Цельсия). Инфракрасное излучение твердых тел обусловлено возбуждением молекул и атомов тела вследствие их теплового движения. При поглощении инфракрасного излучения облучаемым телом в нем увеличивается тепловое движение атомов и молекул, что вызывает его нагревание. Перенос энергии происходит от тела с большим потенциалом переноса тепла к телу с меньшим потенциалом. Преимущества: 1)позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% исходного сырья; 2) прошедший сушку продукт не критичен к условиям хранения и стоек к развитию микрофлоры; 3)сухпродукт практически стерильный; 4) практически полностью сохранены естественный цвет, вкус и аромат.

Оборудование для инфракрасного метода сушка.

Рис 3. Радиационная сушилка

Радиационная сушилка применяется для термообработки зерновых материалов. При сушке инфракрасными лучами теплота для испарения влаги подводится термоизлучением. Генераторами, излучающими теплоту, являются специальные лампы, либо нагретые керамические и металлические поверхности. При сушки термоизлучением на единицу поверхности материала в единицу времени приходится значительно больше теплоты, чем при сушке нагретыми газами.  Процесс сушки значительно ускоряется.

По нашему мнению наиболее перспективной в данный момент является сушка продуктов питания с применение инфракрасного излучения. Так как этот вид сушки сберегает около 90% витаминов и других полезных веществ в мясе. После использования инфракрасной сушилки продукт стерилен, после 20 минут замачивания полностью восстанавливается первоначальный свежий вид продукта и его вкусовые качества. Инфракрасный метод сушки экологически чист и безвреден, как для окружающей среды, так и для человека. Инфракрасные сушки не занимают большого пространства и не требуют различного вспомогательного оборудования.