Способ сушки высоковлажных материалов

 

Использование: для сушки высоковлажных материалов, в том числе материалов растительного и животного происхождения (овощи, грибы, фрукты, рыба, мясо и т. п. ). Сущность изобретения: сушку ведут в импульсном режиме нагрев-охлаждение, при этом облучение ИК-лучами осуществляют в диапазоне 2 10 мкм с плотностью потока 4,5-8,5 кВт/м² до достижения предельной температуры материала, равной 0,8 0,9 его предельной температуры сушки, а охлаждение ведут до достижения температуры материала, равной 0,4 0,6 его предельной температуры сушки. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к способам сушки с помощью инфракрасного излучения, и может быть использовано для сушки высоковлажных материалов, в том числе, материалов растительного и животного происхождения (овощи, грибы, фрукты, рыба, мясо и т.п.).

Известен способ сушки фруктов и овощей, заключающийся в том, что сушку проводят потоком инфракрасного (ИК) излучения плотностью до 3,6 кВт/м в дальней области спектра. К недостаткам способа можно отнести использование среднетемпературных ИК-излучателей. имеющих невысокий коэффициент преобразования электрической энергии в ИК-излучение. Выбор указанного выше значения плотности потока приводит к повышению расхода электроэнергии и бесконтрольному росту температур в процессе сушки.

Наиболее близким к изобретению является способ сушки высоковлажных материалов в потоке сушильного агента при одновременном воздействии ИК-излучения, которое проводится в два этапа, причем на первом этапе сушки максимум интенсивности излучения обеспечивается на одной из сторон материала, а минимум на другой, а на второй стадии, наоборот, при этом изменение интенсивности облучения сторон осуществляют при образовании на стороне материала, подвергаемого облучению, термоизолирующей корки [2] Однако наличие этой корки свидетельствует о поверхностной деструкции материала и не позволяет воспроизвести исходные свойства материала при его последующем восстановлении, что является недостатком способа. Другим его недостатком является значительный расход энергии из-за применения сушильного агента.

Задачей изобретения является повышение качества конечного продукта, сокращение энергозатрат и ускорение процесса сушки.

Для решения этой задачи предложен способ сушки высоковлажных материалов путем формирования его слоя и последующего облучения ИК-лучами до заданной влажности, в котором сушку ведут в импульсном режиме нагрев-охлаждение, при этом облучение ИК-лучами осуществляют в диапазоне 2-10 мкм с плотностью потока 4,5-8,5 кВт/м² до достижения температуры материала, равной 0,8-0,9 его предельной температуры сушки, а охлаждение ведут до достижения температуры материала, равной 0,4-0,6 его предельной температуры сушки.

Выбор значительной плотности потока ИК-излучения позволяет интенсифицировать процесс сушки, а чередование периодов облучения с охлаждающими паузами дает возможность сократить время сушки при существенном снижении энергозатрат. Сохранение в конечном продукте полезных потребительских свойств достигается за счет учета предельной температуры сушки, т.е. именно предельная температура сушки определяет те значения температуры, при которых следует прерывать и возобновлять облучение.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно определяется предельная температура сушки материала. Она может быть определена статистически в результате обработки накопленных экспериментальных данных, опытным путем непосредственно перед началом сушки или из известных источников (справочников, словарей и т.п.).

Способ может быть осуществлен с помощью сушильного шкафа, представленного на чертеже.

Материал, подвергаемый сушке, раскладывают на поддоны 1, которые устанавливают в сушильный шкаф на направляющие 2, укрепленные в корпусе 3, снабженном откидными дверцами 4. Включают ИК-излучатели 5. ИК-излучатели 5 помещены в кассеты 6. Сушку ведут в импульсном режиме в диапазоне 2-10 мкм с плотностью потока 4,5-8,5 кВт/м². при этом длительность облучающего импульса равна времени нагрева материала до значения температуры равной 0,8-0,9 предельной температуры сушки этого материала. Температура может быть определена с помощью датчиков 8 температуры. Как только температура сушки достигнет указанного значения, отключают излучатели 5 и материал начинает остывать. При охлаждении материала до значения 0,4-0,6 предельной температуры сушки этого материала включают излучатели 5, и процесс сушки продолжается аналогично описанному выше до достижения материалом заданной влажности. Для сокращения времени охлаждения высушиваемого материала могут быть применены вентиляторы 7.

П р и м е р ы осуществления способа.

В качестве исходного материала взята морковь столовая спорт "Московская зимняя" с начальным массовым содержанием влаги 82% Предварительно вымытая, очищенная и нарезанная соломкой 3х3 мм и длиной более 5 мм морковь раскладывается на сетчатые поддоны слоем до 10 мм. Предварительно была определена предельная температура сушки (76^оС), при которой сохраняются свойства, регламентируемые ГОСТом 7588-71 "Морковь столовая сушеная". Рассчитанное значение температуры сушки находится в диапазоне от 61-68^оС. Температура отключения ИК-излучателей 68^оС, включения ИК-излучателей 35^оС. Плотность потока излучения 4,5-8,5 кВт/м², диапазон длин волн 2-10 мкм. Процесс сушки заканчивался при достижении материалом остаточной влажности ≈ 8% По органолептическим показателям морковь после сушки соответствовала ГОСТу 7588-71. Другие примеры осуществления способа приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, высокое качество конечного продукта достигается в примерах 1, 2, 4, 5, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, где режимы сушки соответствуют заявляемым параметрам. В примерах 3, 6, 7, 8, 10, где режимы сушки выходят за заявляемые пределы, качество получаемого продукта снижается или не соответствует предъявляемым требованиям.

Предлагаемый способ сушки высоковлажных материалов позволяет повысить качество конечного продукта, получать продукт с заданными свойствами, сократить энергозатраты и время сушки.

Формула изобретения

СПОСОБ СУШКИ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ путем формирования его слоя и последующего облучения ИК-лучами до заданной влажности, отличающийся тем, что сушку ведут в импульсном режиме нагрев охлаждение, при этом облучение ИК-лучами осуществяют в диапазоне 2 10 мкм с плотностью потока 4,5 8,5 кВт/м² до достижения температуры материала, равной 0,8 0,9 его предельной температуры сушки, а охлаждение ведут до достижения температуры материала, равной 0,4 0,6 его предельной температуры сушки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3