4 Сушка термоизлучением

Сушка термоизлучением – использование инфракрасных лучей (ИКЛ).

ИКЛ – невидимые тепловые лучи с длиной волны от 0,77 до 340 мкм.

Для сушки пищевых растительных материалов практическое применение нашли коротковолновые инфракрасные лучи с длиной волны около 1,6-2,2 мкм. При этом способе сушки к материалу подводится тепловой поток в 30-70 раз мощнее, чем при конвективной сушке. Скорость сушки увеличивается по сравнению с конвективной, но не пропорционально увеличению теплового потока. Это объясняется тем, что скорость сушки зависит не столько от скорости передачи тепла, сколько от скорости перемещения влаги внутри материала. Для сохранения высоких показателей качества высушенного продукта применение мощных потоков ИКЛ не рекомендуется.

Количество теплоты, переданной инфракрасными лучами (Q), зависит от приведенной степени черноты тела (ε), взаимного расположения поверхности излучения и поглощения (ψ) и от разности абсолютных температур источника излучателя (Т₁) и поглощающего материала (Т₂) и определяется по уравнению 1.28.

Q = ε_1-2*ψ*[(T₁/100)⁴ – (T₂/100)⁴] (1.28)

ε_1-2 = С₁*С₂/С²₀ (1.29)

где: С – коэффициент излучения серого тела, Вт/(м²*К);

С₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вт/(м²*К);

С₁ и С₂ - коэффициенты излучения, соответственно источника ИКЛ и высушиваемого материала, Вт/(м²*К).

Для ускорения процесса сушки необходимо, чтобы инфракрасные лучи проникали в материал на достаточную глубину. Это зависит от пропускной способности материала и от длины волны ИКЛ: чем меньше длина волны, тем выше проникающая способность инфракрасных лучей. Проницаемость пищевых растительных материалов увеличивается с уменьшением толщины слоя и с понижением влажности материала. Например, проницаемость ИКЛ в сырой картофель составляет 6 мм, в сухой – 15-18 мм.

При сушке материалов с малой проницаемостью может произойти быстрое высушивание поверхностного слоя и высокие градиенты температуры и влажности внутри материала приведут к растрескиванию. При сушке ИКЛ в материале возникают перепады температур, под действием которых влага перемещается по направлению теплового потока внутрь материала.

Для растительных материалов рекомендуется прерывистое облучение. В период прекращения подачи ИКЛ из-за интенсивного испарения температура поверхности резко снижается, температурный градиент меняет свое направление (т.к. температура внутри выше, чем на поверхности) и влага перемещается из центральных слоев к поверхностным, где и испаряется. Параметры сушки ИКЛ приведены в таблице 1.8.

Таблица 1.8 – Параметры сушки ИКЛ

Вид овощей	Удельная нагрузка, кг/м2	Продолжи-тельность сушки, ч	Расход энергии
			кВт*ч/м2	кВт*ч кг сырья
Зеленый горошек	8	2,16	7,8	0,97
Морковь	10	3	10,8	1,08
Капуста	7	1,5	5,4	0,77
Картофель толщиной: 5 мм 10 мм 20 мм	10 20 40	2 3 6	10 15 30	1,0 0,75 0,75

По характеру ИКЛ различают терморадиационные сушилки с электрическим и газовым обогревом. Сушилки с электрическим обогревом компактны, но высокий расход электроэнергии и неравномерность сушки ограничивает их применение. Сушилки с газовым обогревом более экономичны и обеспечивают более равномерную сушку.