§15 Классификация сушилок:

Все сушильные аппараты классифицируют по определенным признакам. Основные из них:

1. по конструктивным признакам:

- барабанные

- коридорные (туннельные)

- ленточные

- шахтные

- камерные

- распылительные

2. по организации сушильного процесса:

- нормальные

- с подогревом внутри камер

- с промежуточным подогревом

- с циркуляцией обработанного агента

3) по давлению сушильной камеры:

- атмосферные

- вакуумные

- глубоковакуумные

4) по роду сушильного агента:

- воздух

- перегретый пар

- газы

5) по агрегатному состоянию высушиваемого продукта:

- жидкое

- твердое

- пастообразное

- пенообразное

6) по способу подвода тепла:

- конвективные

- радиационные

- высокочастотные

- кондуктивные

7) по режиму работы:

- периодического действия

- непрерывного действия

§16 Процессы экстрагирования и экстракции.

В пищевом производстве во многих технологических процессах присутствует экстрагирование и экстракция веществ.

Экстрагирование- процесс разделения неоднородной системы посредством извлечения определенного компонента из этой системы растворителем (экстрагент).

Экстракция- извлечение компонентов из жидкой среды (однородная система).

Вобщем процесс экстрагирования (экстракции) условно можно разделить на следующие простые процессы (этапы):

1. проникновение растворителя в капилляры тела, откуда извлекается данный компонент;

2. растворение извлекаемого компонента растворителем;

3. перенос растворенного компонента из глубины на поверхность вещества (частиц);

4. перенос компонента с поверхности в объем экстрагента (растворителя).

Отметим, что все эти простые процессы во всех случаях экстрагирования присутствуют, либо не всегда играют существенную роль.

Примеры процессов экстрагирования: извлечение сахара из сахарной свеклы, соли из солевого раствора.

Обратная экстракция- обратный процесс экстракции.

Экстрагирование и обратная экстракция идентичные процессы и описываются математически одинаково (т.к. их физические сущности одинаковы). Однако практические реализации этих процессов могут отличаться. По технологическим признакам различают: инжетирование и массирование.

В случае инжетирования компонент из растворителя вводят вглубь твердого вещества (тела) с последующей диффузией из глубины на поверхность (это обеспечивает более высокую скорость обратной экстракции).

В процессе массирования в специальную емкость помещают дисперсный компонент (экстрагент) и экстрагируемое вещество заданных размеров. В последующем емкость встряхивают (массируют, втирают экстрагент в поверхность вещества), в результате частицы экстрагента диффундируют вглубь экстрагируемого вещества и обогащается им.

В процессе экстрагирования важную роль играет выбор растворителя (экстрагента), поэтому к растворителям предъявляют специальные требования:

1) способность избирательной растворимости;

2) высокая скорость растворения (экстрагирования);

3) достаточно низкая температура кипения (способность легко отделяться от извлекаемого компонента);

4) однородность и чистота состава растворителя;

5) отсутствие запаха, способного отрицательно повлиять на извлекаемый продукт;

6) должен быть химически инертным по отношению к экстрагируемому веществу (не должен образовывать вредных соединений);

7) не должен взаимодействовать материалом оборудования.

Наиболее распространенными растворителями в пищевом производстве являются: вода, спирт, водно-спиртовой раствор, бензол и сжиженные газы.

Отметим особое место сжиженных газов среди растворителей. Они обладают высокой растворимостью, жидкотекучестью, селективностью (способность отделять компоненты), высокой эффективностью при относительно низких рабочих температурах. Среди этих газов наиболее распространенное применение получил углекислый газ из-за высоких технологических возможностей.

Основной движущей силой экстрагирования является разность концентраций экстрагируемого вещества в растворителе и в твердом теле (откуда извлекается данный компонент).

m=k(c1-c2)

где с1, с2- компоненты экстагируемого вещества в растворителе и в твердом теле;

k- коэффициент диффузии, характеризующий интенсивность извлечения компонента.

Отметим, что движущая сила (с1-с2) в процессе экстрагирования изменяется (уменьшается). Процесс диффузионного переноса массы при экстрагировании ( на примере извлеченного сахара из глубины на поверхность) можно описать с помощью диффузионного уравнения:

δс/δτ=D(δ²с/δx² +δ²c/δy² +δ²c/δz²)

Решение данного уравнения для конкретных условий экстрагирования зависит от факторов, определяющих данный процесс (граничные условия):

1. характеристики, определяющие форму и размеры экстрагируемых частиц сырья;

2. характеристики, определяющие физические свойства сред, которые участвуют в процессе экстрагирования (коэффициент массоотдачи, плотность, динамический коэффициент вязкости и др.);

3. начальное распределение концентрации компонента;

4. заданное условие на пограничном слое экстрагирования

Для повышения эффективности процесса экстакции требуется подбор оптимальных параметров процесса:

- температура- с повышением температуры диффузия в твердых частицах увеличивается, но превышение температуры может привести к изменению физических свойств частиц и отрицательно сказаться на процессе экстрагирования;

- размеры частиц- существенно влияют на процесс экстрагирования. С уменьшением размеров частиц процесс экстрагирования становится интенсивнее. Однако при очень маленьких размерах может произойти их “слипание” между собой, следовательно, общий объем поверхности взаимодействия резко уменьшается, что снизит эффективность диффузии. Для предотвращения процесса “слипания” используют метод перемешивания частиц и растворителя.