Виды и способы сушки пищевых продуктов
Виды и принципы работы сушилок
Сушилка - это приспособление или оборудование, предназначенное для обезвоживания различных материалов в домохозяйствах и многих отраслях промышленности. Какие же бывают сушилки?
Существует несколько основных разновидностей (типов) сушилок, отличающихся друг от друга по принципу подвода тепла: конвективная, кондуктивная, инфракрасная, микроволновая, сублимационная.
Отдельной строкой можно выделить сушилки с комбинированным подводом тепла - это трендовые конвективные холодные атмосферные и вакуумные импульсные сушилки.
Конвективная сушилка
Тепло передается влажному материалу конвекционным образом, обычно с помощью воздуха. Под действием нагрева влага в пищевом сырье испаряется, и он постепенно обезвоживается и становится сухим. Конвективная сушка имеет низкую стоимость и является наиболее часто используемой технологией сушки в пищевой промышленности. Примеры конвективной сушки: сушка в неподвижном слое, сушка в псевдоожиженном слое, распылительная сушка и так далее.
Кондуктивная сушилка (теплопроводная сушка)
Тепло передается непосредственно через поверхность нагрева, контактирующую с пищевым сырьем. Под действием нагрева влага в материалах испаряется и удаляется из сушилки.
Этот метод сушки требует наличия хорошей контактной поверхности между пищевым материалом и поверхностью нагрева. При этом теплопроводность пищевого сырья также должна быть хорошей, иначе это приведет к перегреву и закоксовыванию контактной поверхности. В некоторых конструкциях кондуктивных сушилок встречается функция самоочищения контактной поверхности, что обычно благоприятно сказывается на процессе сушки и качестве готовых продуктов.
Кондуктивная сушка обычно используется для жидких (густых) пищевых материалов. Иногда для того, чтобы ускорить процесс сушки и уменьшить температура испарения влаги, процесс сушки проводится под вакуумом.
Радиационная (инфракрасная) сушилка
Тепло передается на поверхность пищевого материала лучистым нагревателем в виде электромагнитных волн, а затем через сам материал для испарения внутренней влаги и достижения цели сушки.
Этот метод сушки часто используется для сушильных столов.
Иногда для ускорения процесса сушки и снижения температуры испарения влаги ее часто совмещают с вакуумной технологией.
Радиационная сушка широко используется в пищевой промышленности, помимо обезвоживающего эффекта, она также обладает эффектом стерилизации.
Если сушилка оснащена вакуумной средой, это также снизит скорость окисления во время процесса сушки, который чувствителен к теплу.
Микроволновая сушилка. Диэлектрический нагрев
В высокочастотном электрическом поле молекулы воды в пищевом сырье вращаются и вибрируют с высокой скоростью, а образующееся тепло используется для испарения влаги и достижения цели сушки.
При сушке на микроволновой или радиочастоте влажный материал быстро и равномерно нагревается в высокочастотном электрическом поле.
Диэлектрическая проницаемость материала выше, чем у твердого материала, и когда он высохнет до определенной степени, влажность внутри материала будет больше, чем на поверхности, и энергии, поглощаемой внутри материала, больше, чем на поверхности, что приводит к более высокой температуре внутри материала, чем на поверхности.
Таким образом, градиент температуры согласуется с направлением градиента концентрации диффузии влаги, то есть направления теплопередачи и массообмена согласуются, поэтому время сушки значительно сокращается. Это самый главный плюс микроволновой сушки. Самый главный минус микроволновой сушки – это неравномерное распределение микроволнового облучения по продукту и связанное с этим нестабильное качество готовой продукции.
Сублимационная сушилка
Процесс сублимационной сушки делится на два этапа: замораживание высушиваемого сырья и сублимационная сушка. Это очень энергозатратный дорогой процесс, и сами сублимационные сушилки очень дорогие в приобретении. Все это не лучшим образом сказывается на популярности сублимационной сушки, даже несмотря на высокое качество получаемых сушеных продуктов.
Комбинированная сушилка
Для усовершенствования и оптимизации процессов с целью сокращения времени и температуры сушки разработаны инновационные холодные атмосферные и вакуумно-импульсные сушилки.
Технологии холодной атмосферной и вакуумной импульсной сушки – это конкуренты технологии сублимационной сушки. В настоящее время эти технологии являются единственными предпочтительными технологиями для производства сушеных продуктов премиального качества. В отличие от сублимационных сушилок холодные атмосферные и вакуумно-импульсные сушилки известны низким потреблением энергии, быстротой и низкой температурой сушки, меньшей стоимостью, которая в три – пять раз меньше стоимости сублимационных сушилок в пересчете на 1 тонну перерабатываемого сырья.