Основы процесса сушки.

2) Конвективная сушильная установка.

1) Сушка – тепломассообменный процесс удаления влаги из материала путём её испарения и отвода образующихся паров. Основу сушки составляет массообмен. Технологическое назначение сушки: обезвоживание продуктов с целью увеличения их сроков хранения, придания товарного вида и улучшения транспортабельности. При этом все первоначальные пищевые свойства продуктов должны быть сохранены, а в некоторых случаях улучшены.

Различают конвективную и контактную сушку.

Конвективная сушка - сушка влажного материала в потоке газообразной среды (сушильного агента). Контактная сушка – сушка влажного материала находящегося непосредственно на нагретой металлической поверхности.

Способ сушки и интенсивность теплового воздействия сушильного агента зависят от вида связи влаги с материалом и соответственно – от природы материала. Существуют три вида связи влаги с материалом: химическая, физико-химическая, механическая. Первая является наиболее прочным видом связи и удаляется только контактной (кондуктивной) сушкой.

Сушка характеризуется двумя движущим силами: средней разностью концентраций (Δ С) вещества между фазами(С₁ и С₂) и средней разностью температур Δ t температур между сушильным агентом t₂ и материалом t₁.

Δ С = С₁ - С₂; (1)

Δ t = t₂ - t₁. (2)

Наиболее распространённым видом сушки является конвективная сушка. Данная сушка проходит в три стадии:

1. Перемещение влаги от центральных слоёв к поверхностным внутри материала.

2. Парообразование влаги.

3. Перемещение пара от поверхности в окружающий воздух.

2) Конвективная сушильная установка включает в себя: вентилятор, калорифер, сушильную камеру, транспортирующие механизмы и другое вспомогательное оборудование. Уравнение материального баланса имеет вид:

L + L· x₀ + m₁ = L + L· x₂ + m₂ ; (3)

L - массовый расход подаваемого вентилятором воздуха в сушильной установке, кг/с;

m₁; m₂ – массовые расходы влажного и сухого материала, кг/с;

x₀ ; x₂ - начальное и конечное влагосодержания в воздухе, кг/кг.

Из уравнения () находят расход воздуха L, необходимый для подбора вентилятора и теплового расчёта сушилки.

L = (m₁ - m₂ ) / (x₂ - x₀ ); (4)

Откуда удельный расход воздуха, характеризующий технико-экономическую эффективность работы сушильной установки, определится:

l = 1 / (x₂ - x₀); (5)

Общий вид уравнения теплового баланса сушилки следующий:

Q₁ + Q₂ + Q₃ = Q₄ + Q₅ + Q₆ + Q₇ +; (6)

где Q₁, Q₂, …, Q₇ - тепловые потоки в Вт, входящие и выходящие из сушильной камеры:

Q₁ – с нагретым после калорифера воздухом;

Q₂ - с влажным материалом;

Q₃ - с транспортными механизмами;

Q₄ - с отработанным воздухом на выходе из сушилки;

Q₅ - с высушенным материалом;

Q₆ - с транспортными механизмами;

Q₇ - с тепловыми потерями.

Из уравнения теплового баланса определяют затраты тепла на сушку, тепловую поправку на действительный сушильный процесс Δ в

кДж/ кг и далее – реальный расход воздуха L, а также тепловую нагрузку калорифера Q_к в кВт.

Q_к = L · (I₁ – I₀); (7)

I₁, I₀ - энтальпии воздуха соответственно после и до калорифера,

кДж / кг.

Для сушки пищевых и других продуктов применяют сушилки различных конструкций. На распылительных сушилках высушивают жидкие продукты: молоко, сливки, соки и многие другие. Овощи, фрукты, мясо и другие продукты высушиваются в сублимационных сушилках. На ленточных сушилках высушиваются сыпучие и мелкоштучные продукты.