Сушка жидких материалов в распыленном состоянии

Распылительные сушильные установки широко применяются в молочной промышленности для сушки молока, молочных продуктов детского питания, а также для сушки яичной массы и других продуктов. В этих установках создается большая площадь поверхности испарения мелкодисперсных частиц раствора, которые обезвоживаются в потоке горячего воздуха (площадь поверхности 1 кг раствора в результате распыления увеличивается в несколько тысяч раз, достигая 600 м2).

При такой огромной удельной площади поверхности материала, контактирующей с нагретым воздухом, продолжительность сушки измеряется секундами, однако частицы материала находятся в сушильной камере несколько минут.

При этом скорость внутренней диффузии почти не влияет на скорость сушки, в результате чего с огромной поверхности диспергированных частиц в основном удаляется поверхностная влага. Это позволяет применять при сушке термолабильного молока и молочных продуктов повышенные температуры сушильного агента (в случае прямоточного движения — до 180°С и даже 200°С).

Температура частиц в зоне сушки близка к температуре мокрого термометра. За температуру материала принимают температуру воздуха на выходе из сушильной камеры, которая должна составлять 70—80°С. Это позволяет получить сухой продукт высокого качества и хорошей растворимости.

К недостаткам распылительной сушки можно отнести большие габариты и сложность конструкции сушильных установок, недостаточное использование объема сушильной камеры, повышенные расходы теплоты (на 1 кг испаренной влаги затрачивается 2,5—4 кг пара).

В сушильной камере расположены распылительные устройства трех видов: механические и пневматические форсунки и центробежные диски.

Механические форсунки состоят из головки, корпуса и насадки; диаметр выходного отверстия сопла равен 0,5; 0,8; 1,0; 1,2 мм. Насадки изготавливают из антикоррозийного материала. Чтобы улучшить качество распыления, необходимо повысить турбулентность струи молока.

Преимуществами форсуночного распыления являются: небольшой расход электроэнергии (на 1 ф раствора 2— 4 кВт • ч); бесшумность работы, простота и компактность конструкции; возможность регулирования конфигурации факела изменением внутреннего устройства приспособления.

К недостаткам механических форсунок относятся частое засорение и забивание выходных отверстий из-за малого сечения.

Пневматические форсунки бывают внутреннего смешения (они ненадежны и редко применяются при сушке) и внешнего смешения, в которых сжатый воздух и раствор сгущенного- молока соединяются вне корпуса форсунки.

К достоинствам пневматических форсунок относятся возможность распыления растворов любой вязкости, надежность в эксплуатации, простота устройства, легкая регулировка размера и формы факела. Основной их недостаток — повышенный расход электроэнергии, составляющий 50—60 кВт на 1 ф раствора (из-за энергоемкой компрессорной установки).

Центробежное распыление получило наибольшее распространение, так как с помощью быстровращающихся дисков можно устойчиво распылять молоко с высоким (до 50% и выше) содержанием сухих веществ. Один центробежный диск обеспечивает работу распылительной сушильной установки любой производительности.