Теория сушки

Теория сушильного процесса включает в себя несколько разделов: статический, динамический и кинетический.

Статический процесс сушки

Статический процесс сушки связан с формами взаимодействия влаги и сухого вещества продукта, который подвергается сушке. Статика сушильного процесса включает и учет влияния воздуха на материал. Ведь от действия воздушной сферы зависит скорость сушки продукта. Изучение данного вопроса является важным для выявления наиболее оптимальных температур сушки для каждого продукта в отдельности.

Динамический и кинетический процессы

Кинетика и динамика сушильного процесса связаны с теплопроводностью и весом вещества, который переносит тепло внутренне и внешне. При этом показатели тепла и массы не изменяются, являются постоянными характеристиками. Видоизменению подвергается сам продукт и сушильное вещество, т.е. воздух. От настройки показателей подачи воздуха в сушильную камеру зависят параметры сушки. А также скорость конечного результата.

Особенности сушки

В качестве предмета сушки используется продукт, который может пребывать в жидком и твердом состоянии. Например, абрикосы до высушивания обладают влагой, после – влага испаряется и продукт становится сухофруктом. Показатели влажности можно изменять. Если вы хотите получить влагостойкий продукт, то коэффициент влажности в нем должен составить нулевую отметку. При этом коэффициент влаги можно варьировать от нуля до стопроцентной величины. Однако подбор оптимальной величины влагосодержания – трудоемкий процесс. Это связано с тем, что показатели содержания влаги постоянно меняются в соотношении с показателями самого продукта. Здесь важно учитывать массу конечного высушенного продукта.

Взаимодействие влаги и вещества

Влага и сухое вещество взаимодействуют посредством химической, адсорбционной, осмотической и капиллярной связей.

Химическая связь означает пребывание воды на молекулярном уровне вещества. Разорвать эту связь без потери полезных питательных веществ не возможно, поэтому данная связь при составлении формулы сушки не берется в расчет.

Адсорбционная связь предполагает удерживание влаги в виде кристалликов воды на внешней стороне вещества. Влага полностью исчезает в результате увеличения времени сушки.

Осмотическая связь – это вид связи, который предполагает удаление воды из твердого вещества. Продукт в результате влагоотделения набухает и имеет физико-химическую связь с высушиваемым веществом.

Капиллярная связь существует в капиллярах продукта и связывается с сухим продуктом посредством механической связи. Радиус капилляра влияет на содержание влаги. Если капилляр имеет большой диаметр, то влага удаляется быстрее, а вот из капилляра меньшего диаметра и связанного осмотически удалить влагу очень трудно. Процесс сушки такого продукта занимает длительный период времени.

Виды влаги

Влага также бывает свободной, гигроскопической и равновесной.

Свободная влага имеет высокую скорость испарения, однако подпадает под прямую зависимость от скоростных показателей циркуляции воздуха. При этом если воздух циркулирует на предельной скорости, на процесс испарения этот показатель не влияет, потому что большой процент влаги испаряется с помощью конвективных токов, которые образуются на свободной поверхности. Свободную влагу рассчитывают и представляют в виде разности первоначальных показателей влажности и ее гигроскопической величины.

Гигроскопическая влага включает показатели упругости водяных паров на внешней стороне материала и над поверхностью испаряющейся воды. При этом показатель упругости воды на поверхности вещества не должен превышать показатель водяных паров над поверхностью испарений. Поэтому гигроскопическая влага испаряется медленнее.

Скоростные показатели сушки включают свободную влагу материала. Если она превышает все остальные виды, то сушка ускоряется.

Равновесная влага – показатель достижения гармоничного состояния сушильного агента и материала. Если подобное состояние достигнуто, то влага из материала в сушильный агент не перемещается. Равновесная влажность учитывает показатели температуры и влажности воздуха, а также изменяется в зависимости от изменения их величины.

Равновесная влажность рассчитывается по формулам, предложенным многими учеными, например, Филоненко, Коссеком, Гришиным и другими.

Производители сухофруктов и других продуктов, которые требуют сушки заинтересованы в достижении подобной равновесной величины, так как с ее помощью можно добиться расчета величины подачи воздуха, взаимосвязи материала и влаги, определить условия хранения продукта и выбрать тару для упаковывания.

Показатели сушки

В процессе сушки необходимо учесть показатели влагопроводности и влагоотдачи.

Влагопроводность состоит в перемещении из центра вещества к его периферии. Перемещение происходит в жидком или парообразном состоянии. На интенсивность перемещения влияет влажность, температура, химический состав вещества.

Влагоотдача учитывает показатели внешнего переноса влаги и также подвержена изменениям.

В качестве поглотителя влаги используют воздух, который кроме того что сушит, содержит влагу. На качество сушильного процесса влияет качество самой воздушной среды.

Сущность сушки

Сушка состоит в поглощении воздухом тепла и влаги, а также в удалении ее из продукта. Удаление влажной среды осуществляется в процессе движения воздуха. Без циркуляции воздуха немыслим сам сушильный процесс. Воздух движется с такой скоростью, которая должна учитывать его количество, сечение сушильной камеры, силу сопротивления, которое она создает и создает продукт.

Определив величину начального, конечного и равновесного влагосодержания, можно рассчитать и скорость сушки.

Например, скорость сушки вареных круп будет выглядеть следующим образом:

крупа	А	Р	N, %/мин
Гречневая	450 V+100	0,55 + 0, 15jV	1,25/5
Перловая	1200iV + 50	0,7—l,25iV	1,2 В
Пшеничная	270 V +100	1,85—0,09iV	1,1 В + 0,2
Пшено	230(V+ 120	1,37—0,Ш	1,31 В
Горох лущеный	1 35jV + 50	1,25—0.25.V	0,95 + 0,3

 

Оборудование для сушки продукции вы можете приобрести у нас. Доставка по России и Беларуси. Весь каталог сушильного оборудования.