Сушка инфракрасными лучами

Для сушки растительных пищевых материалов практическое применение получили коротковолновые инфракрасные лучи (ИКЛ) с длиной волны около 1,6—2,2 мкм. При сушке ИКЛ к материалу подводится тепловой поток в несколько десятков (от 30 до 70) раз мощнее, чем при конвективной сушке.

Скорость сушки инфракрасными лучами увеличивается по сравнению с конвективной, но не пропорционально увеличению теплового потока. Так, например, для плодов и овощей сушка ИКЛ ускоряется по сравнению с интенсифицированными способами конвективной сушки на 25—95%. Это можно объяснить тем, что скорость сушки зависит не столько от скорости передачи теплоты, сколько от скорости перемещения влаги внутри материала.

Проницаемость ИКЛ в пищевые растительные материалы увеличивается с уменьшением толщины слоя и с понижением влажности материала. Так, например, проницаемость ИКЛ в сырой картофель достигает 6 мм, а в сухой — 15—18 мм.

При сушке частиц пищевых материалов, характеризующихся малой проницаемостью, может произойти быстрое высушивание поверхностного слоя, и значительные градиенты температуры и влажности внутри частиц материала приведут к короблению и растрескиванию материала.

Перспективным является теплоподвод с помощью поля электрического тока высокой ТВЧ (10—25 мГц) и сверхвысокой СВЧ (2450 ± 50 или 915 мГц) частоты. Пищевые продукты являются диэлектриками, обладают свойствами полупроводников (подробнее см. часть 2, гл. 2).

Под действием переменного поля высокой частоты происходит регулируемый нагрев материала. Вследствие испарения влаги, тепломассообмена с окружающей средой поверхностные слои материала обезвоживаются и теряют теплоту. Поэтому температура и влажность материала внутри выше, чем снаружи. Возникают градиенты влагосодержания и температуры, под действием которых влага изнутри перемещается к поверхности. При этом, в отличие от конвективной сушки, направление обоих градиентов совпадает, что интенсифицирует процесс сушки.

При сушке ТВЧ и энергией СВЧ испарение происходит во всем объеме тела, и внутри частицы возникает градиент давления, ускоряющий перенос влаги.

Чем меньше значение диэлектрической проницаемости, тем на большую глубину материала проникают электромагнитные колебания СВЧ-энергии.

Преимущества сушки ТВЧ и энергии СВЧ по сравнению с конвективной и контактной состоят в возможности регулирования и поддержания определенной температуры материала, значительной интенсификации процесса обезвоживания, улучшении качества сушеных продуктов.

Применение СВЧ-энергии получает все большее распространение и в сушильной технике. Современные генераторы СВЧ — магнетроны и клистроны — имеют КПД от 55 до 70%, а затраты электроэнергии составляют 1,2 кВт на 1 кг испаренной влаги.

Распылительные диски вращаются с высокой частотой — 7500—12 000 мин"1. С увеличением частоты вращения уменьшается размер диспергированных частиц. Высокое диспергирование увеличивает поверхность испарения и скорость сушки, однако существуют оптимальные пределы минимального размера частиц, так как гранулометрический состав влияет на скорость их растворения.

Слишком мелкие частицы плохо смачиваются в процессе восстановления молока. Кроме того, при их сушке возможен перегрев.

Достоинствами центробежных дисков являются: возможность распыления сгущенного молока с большим содержанием сухих веществ (так как в дисках нет отверстий для прохода раствора, они не забиваются, работают надежно, обеспечивают однородный распыл); высокая производительность (до 15 000 кг/ч).

Недостатками дискового распыления являются сложность привода и высокая стоимость устройства.