Масообмін у системах тверде тіло-газ (пара) та тверде тіло-рідина

Тема:Масообмін у системах тверде тіло-газ (пара) та тверде тіло-рідина

Сушіння

Питання:

1. Фізичні основи сушіння. Властивості волого повітря.

2. І-х діаграма Рамзіна волого повітря.

3. Рівновага при сушінні. Визначення параметрів волого повітря за

    допомогою діаграми Рамзіна.

4. Матеріальний баланс конвекційної сушарки.

Сушіння – процес видалення вологи з матеріалу шляхом її випаровування і відведення пари, що утворилася.

Сушка застосовується в усіх галузях харчової промисловості (в цукробуряковому, спиртовому, пивоварному і інших виробництвах). Сушінні піддаються зерно, хліб, макаронні вироби, мармелад, пастила, молоко, яйця, фрукти, овочі і ін. Це теплової та дифузний процес, при якому волога видаляється з продукту за рахунок теплової енергії, що підводиться до нього. Швидкість в основному визначається швидкістю дифузії вологи в матеріалі. Волога переміщається з глибини матеріалу до поверхні; тепло, необхідне для випаровування, підводиться до поверхні та розподіляється вглиб матеріалу.

Рушійною силою процесу сушіння є різниця парціальних тисків вологи над поверхнею матеріалу і в оточуючому середовищі.

Також рушійною силою процесу сушіння є величина різниці кількості вологи й її рівноважної кількості в фазах, що містять вологу. Такими фазами є вологе тіло і середовище, що поглинає вологу. Якщо в якості останнього виступає повітря, то різницею величин вологості і (чи) вологовмісту. Кількість вологи у вологому тілі також характеризується його вологістю і (чи) вологовмістом. Величина вологості не може бути більше одиниці (100 %). Величина вологовмісту може бути будь-якою (більше 100 %).

За способом підведення тепла до висушуваного матеріалу розрізняють такі види сушіння: конвективне, контактне, радіаційне, діелектричне, сублімаційне, акустичне.

При конвективному сушінні тепло передається безпосереднім контактом висушуваного матеріалу з агентом (нагрітим повітрям або парогазової сумішшю).

При контактному сушінні тепло передається від теплоносія до висушуваного матеріалу через теплопередавальну поверхню, що їх розділяє.

Під час радіаційного сушіння тепло до висушуваного матеріалу передається інфрачервоними променями. 

Инфракрасное излучение определенной длины волны (8–10 мк) поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта. В связи с этим удаление влаги возможно при невысокой температуре (+40…60 °С), что позволяет практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов. Применяется для сушки овощей и фруктов, мясного и рыбного сырья, пищевых полуфабрикатов, закусок и готовых блюд, а также продуктов быстрого приготовления. Овощи и фрукты, обработанные инфракрасной сушкой, после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежим продуктам; увеличивается срок хранения продуктов.

При діелектричному сушінні нагрівання висушуваного матеріалу відбувається в полі струмів високої частоти.

Под действием СВЧ поля молекулы воды (диполи) начинают совершать колебательные и вращательные движения, ориентируясь с частотой поля по его электрическим линиям. Разогрев происходит во всем объеме продукта, причем более влажные участки получают больше энергии. За счет этого происходит удаление влаги, сушка продукта и выравнивание влажности в объеме продукта. При снижении влажности сырья процесс сушки продукта не замедляется, поскольку механизм теплопроводности не играет ключевой роли. Микроволновая сушка рыбы, мяса, грибов, круп, овощей и фруктов характеризуется малым временем и относительно низкой температурой процесса, что применительно к пищевым продуктам обусловливает очень высокую сохраняемость полезных веществ и витаминов.