2.4 Сушка во вспененном состоянии

Этот способ используется для сушки пюре, паст, пульпы концентрированных соков. Сущность способа состоит в том, что пюреобразный или концентрированный жидкий продукт взбивается в стойкую пену в присутствии пеностабилизирующих веществ и высушивается до низкой остаточной влажности (2-4 %).

Вспенивание придает продукту более жесткую структуру и увеличивается поверхность для диффузии влаги. С точки зрения теплопередачи способ недостаточно эффективен, так как пена имеет низкую теплопроводность. Тем не менее способ не требует высокой температуры и продолжительность его составляет от 3 до 20 мин.

Стойкую пену получают при взбивании с эмульгатором, который добавляют в количестве 1-2 % к массе продукта. В качестве эмульгаторов используют: моностеарат глицерина, метилцеллюлозу, яичный альбумин, желатин, сухое молоко, растворимый крахмал, альгинаты и др.

Сушат пену разными способами: равномерно распределяют тонким слоем на транспортной ленте из нержавеющей стали и сушат встречным потоком воздуха; выдавливают из специальных устройств – экструдеров на ленту в условиях вакуума. При прохождении сушильного агента через пену в ней образуются кратеры, и пена быстро высыхает. Высушенный продукт измельчают и просеивают.

Преимущества способа: обеспечивает быстрое получение полностью восстанавливаемого продукта с максимальным сохранением вкусовых и пищевых достоинств сырья. По качеству способ может конкурировать с сублимационной сушкой, но он значительно дешевле.

3 Кондуктивный способ сушки

Этот способ сушки широко применяется для обезвоживания фруктовых и овощных пюреобразных продуктов, в том числе и картофельного пюре.

Кондуктивный (контактный) способ основан на передаче теплоты материалу при соприкосновении с горячей поверхностью. Воздух при этом способе служит только для удаления водяного пара из сушилки и является влагопоглотителем. Коэффициент теплоотдачи при этом способе в десятки раз выше, чем при конвективной сушке.

Температура в разных слоях материала различна: наибольшая – у слоя, который контактирует с греющей поверхностью, наименьшая – у наружного слоя. Влагосодержание в процессе сушки данным способом постепенно увеличивается от слоев, соприкасающихся с нагретой поверхностью, к наружным слоям. Горячая поверхность чаще всего обогревается водяным паром, температура которого выше 100 ⁰С, поэтому слои материала, контактирующие с горячей поверхностью, могут достичь этой температуры и происходят местные перегревы. Из-за этого степень растворимости сухих продуктов, полученных по данному способу, составляет 80-85 %. Обязательное условие при данном способе сушки – хороший контакт материала с греющей поверхностью.

Сушка происходит в вальцовых сушильных установках. Продолжительность сушки определяется одним поворотом вальцов.

Продолжительность сушки определяется по формуле 1.26:

τ = (1.26)

где: l – длина пути, пройденного высушиваемой частицей вдоль вальца, м;

n – частота вращения вальца (1 об/мин = 1 мин^-1 = 0,10472 рад/с);

R – радиус вальца, м.

Продукт высушивается в виде тонкого слоя. Толщина пленки высушиваемого материала при условии, что ширина пленки равна длине вальца, определяется по формуле 1.27:

δ = (1.27)

где: М₁ – количество материала, поступающего на сушку, кг/ч;

ρ_м – плотность высушиваемого материала, кг/м³;

L – длина вальца, м.

Схема двухвальцовой сушильной установки приведена на рисунке 1.4.

Э ти сушилки непрерывнодействующие. Производительность их составляет 250-500 кг испаренной влаги в час. Имеют два полых цилиндрических вальца (5). Наружная поверхность вальцов шлифуется и полируется. С торца вальцы закрыты съемными крышками и цапфами. Одни цапфы (6) сплошные для привода, другие (8) полые, через них вводится пар и отводится конденсат (по сифонной трубке 9, которая соединяется с конденсатоотводчиком). Давление пара в вальцах 0,3-0,5 МПа. Зазор между вальцами регулируется от 0 до 6 мм ( в рабочем положении зазор равен 1-2 мм). Над вальцами расположен вытяжной зонт (4) для удаления испаренной влаги. Вальцы вращаются с одинаковой частотой (4-24 мин^-1) навстречу друг другу. Продукт для сушки поступает либо в специальные желоба (2), которые расположены снаружи посередине обоих вальцов, это позволяет увеличить полезную площадь их поверхности до 85-87 %. В желобах на горизонтальных валах закреплены диски (1). При вращении валов они погружаются в продукт и покрываются его слоем. Для снятия сухого продукта устанавливаются ножи (3). Продукт высушивается в виде тонкой пленки за один оборот вальцов. Продолжительность сушки (одного оборота) составляет от 2,5 до 15 с.

Преимущества способа: интенсивность сушки (из-за высокого коэффициента теплопередачи между греющей поверхностью и материалом), благодаря этому продукт быстро обезвоживается; невысокие затраты энергии; простота; невысокая стоимость оборудования.

Недостатки способа: продукт подвергается механическому воздействию – его срезают ножами, затем размалывают в порошок, поэтому качество ниже, чем при распылительной сушке. При соприкосновении продукта с нагретыми вальцами происходит необратимая тепловая коагуляция белков; термическое разложение сахаров и изменение цвета.