Сушка

редактировать
Удаление воды или другого растворителя путем испарения из твердого, полутвердого или жидкого

Сушка массоперенос процесс, состоящий из остатков овал воды или другого растворителя путем испарения из твердого, полутвердого или жидкости. Этот процесс часто используется как заключительный этап производства перед продажей или упаковкой продукции. Чтобы считаться «сушеным», конечный продукт должен быть твердым, в форме непрерывного листа (например, бумаги), длинных кусков (например, дерева), частиц (например, зерна злаков или кукурузных хлопьев) или порошка (например, песок, соль, стиральный порошок, сухое молоко). Часто используются источник тепла и агент для удаления пара, образующегося в процессе. В биопродуктах, таких как продукты питания, зерно и фармацевтические препараты, такие как вакцины, удаляемый растворитель почти всегда представляет собой воду. Сушка может быть синонимом сушки или считаться крайней формой сушки.

В наиболее распространенном случае поток газа, например воздуха, передает тепло путем конвекции и уносит пар как влажность. Другими возможностями являются вакуумная сушка, где тепло передается за счет теплопроводности или излучения (или микроволн ), при этом образующийся пар удаляется с помощью системы вакуум. Другой косвенный метод - это сушка в барабане (используется, например, для производства картофельных хлопьев), при которой нагретая поверхность используется для выработки энергии, а аспираторы вытягивают пар из помещения. Напротив, механическая экстракция растворителя, например воды, посредством фильтрации или центрифугирования, считается не «сушкой», а скорее «сливом».

Содержание

  • 1 Сушильный механизм
  • 2 Способы сушки
  • 3 Применения сушки
    • 3.1 Пищевые продукты
    • 3.2 Непищевые продукты
    • 3.3 Шлам и фекалии от санитарных процессов
  • 4 См. Также
  • 5 Библиография
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Механизм сушки

В некоторых продуктах с относительно высоким начальным содержанием влаги начальное линейное уменьшение среднего продукта Содержание влаги как функция времени можно наблюдать в течение ограниченного времени, часто известного как «период постоянной скорости сушки». Обычно в этот период удаляется поверхностная влага за пределами отдельных частиц. Скорость сушки в этот период в основном зависит от скорости передачи тепла высушиваемому материалу. Таким образом, максимально достижимая скорость сушки считается ограниченной теплопередачей. Если сушка продолжается, наклон кривой скорости сушки становится менее крутым (период спада скорости) и в конечном итоге имеет тенденцию становиться почти горизонтальным в течение очень долгого времени. Влагосодержание продукта остается постоянным на уровне «равновесное содержание влаги », где на практике оно находится в равновесии с дегидратирующей средой. В период снижения скорости миграция воды из внутренней части продукта на поверхность в основном происходит за счет молекулярной диффузии, т.е. водный поток пропорционален градиенту влажности. Это означает, что вода перемещается из зон с более высоким содержанием влаги в зоны с более низкими значениями, что объясняется вторым законом термодинамики. Если удаление воды является значительным, продукты обычно подвергаются усадке и деформации, за исключением хорошо продуманного процесса сублимационной сушки. Скорость сушки в период снижения скорости регулируется скоростью удаления влаги или растворителя из внутренней части сушимого твердого вещества и называется «ограничением массопереноса». Это широко наблюдается в гигроскопичных продуктах, таких как фрукты и овощи, где сушка происходит в период падения скорости сушки, при этом период постоянной скорости сушки считается незначительным.

Способы сушки

В типичном На фазовой диаграмме граница между газом и жидкостью проходит от тройной точки до критической точки. Зеленая стрелка - регулярная сушка, сверхкритическая сушка - красная стрелка, а сублимационная сушка - синяя.

Ниже приведены некоторые общие методы сушки:

  • Применение горячий воздух (конвективный или прямая сушка). Нагрев воздуха увеличивает силу сушки для передачи тепла и ускоряет сушку. Он также снижает относительную влажность воздуха , дополнительно увеличивая движущую силу для сушки. В период падения скорости, когда содержание влаги падает, твердые вещества нагреваются, а более высокие температуры ускоряют диффузию воды из внутренней части твердого тела к поверхности. Однако соображения качества продукта ограничивают допустимое повышение температуры воздуха. Чрезмерно горячий воздух может почти полностью обезвожить твердую поверхность, так что ее поры сжимаются и почти закрываются, что приводит к образованию корки или «твердению», что обычно нежелательно. Например, при сушке древесины (древесины) воздух нагревается (что ускоряет сушку), хотя к нему также добавляется немного пара (что в определенной степени снижает скорость сушки), чтобы избежать чрезмерного обезвоживания поверхности и деформации продукта из-за высокой влажности. градиенты по толщине древесины. Распылительная сушка относится к этой категории.
  • Непрямая или контактная сушка (нагревание через горячую стену), как барабанная сушка, вакуумная сушка. Опять же, более высокие температуры стенок ускоряют сушку, но это ограничивается ухудшением качества продукта или цементированием. Барабанная сушка относится к этой категории.
  • Диэлектрическая сушка (радиочастота или микроволны поглощаются материалом) в настоящее время является предметом интенсивных исследований. Его можно использовать для воздушной или вакуумной сушки. Исследователи обнаружили, что финишная сушка с помощью микроволн ускоряет очень низкую скорость сушки в конце классических методов сушки.
  • Сублимационная сушка или лиофилизация - это метод сушки, при котором растворитель замораживается перед сушкой, а затем сублимированный, т. Е. Перешел в газовую фазу непосредственно из твердой фазы при температуре ниже точки плавления растворителя. Он все чаще применяется для сухих пищевых продуктов, помимо уже классических фармацевтических или медицинских применений. Он сохраняет биологические свойства белков, а также витамины и биологически активные соединения. Давление можно снизить с помощью высоковакуумного насоса (хотя возможна сублимационная сушка при атмосферном давлении в сухом воздухе). При использовании вакуумного насоса пар, образующийся при сублимации, удаляется из системы, превращая его в лед в конденсаторе, работающем при очень низких температурах, вне камеры сублимационной сушки.
  • Сверхкритическая сушка (сушка перегретым паром) включает паровую сушку продуктов, содержащих воду. Этот процесс осуществим, потому что вода в продукте испаряется и соединяется с сушильной средой, увеличивая ее поток. Он обычно используется в замкнутом контуре и позволяет рекуперировать часть скрытого тепла путем повторного сжатия, что невозможно, например, при традиционной сушке воздухом. Этот процесс потенциально может быть использован в пищевых продуктах, если он проводится при пониженном давлении, для снижения температуры кипения.
  • происходит, когда материалы сушат ненагретым нагнетаемым воздухом, используя его естественный потенциал сушки. Этот процесс медленный и зависит от погодных условий, поэтому необходимо разработать разумную стратегию «вентилятор выключен, вентилятор включен» с учетом следующих условий: температуры воздуха, относительной влажности и содержания влаги, а также температуры сушимого материала. С помощью этой техники зерно все чаще сушится, и общее время (включая периоды выключения и включения вентилятора) может длиться от одной недели до нескольких месяцев, если зимний отдых можно переносить в холодных регионах.

Применения сушки

Сушка рыбы на Лофотенских островах при производстве вяленой рыбы

Корм ​​

Корм ​​сушат для подавления развития микробов и ухудшения качества. Однако степень сушки зависит от конечного использования продукта. Зерновые и масличные культуры после сбора урожая сушат до содержания влаги, которое обеспечивает микробную стабильность во время хранения. Перед сушкой овощи бланшируют, чтобы избежать быстрого потемнения, а сушка проводится не только для подавления роста микробов, но и для предотвращения потемнения при хранении. Что касается сухофруктов, уменьшение влажности действует в сочетании с содержанием в них кислоты и сахара, чтобы обеспечить защиту от роста микробов. Такие продукты, как сухое молоко, необходимо сушить до очень низкого содержания влаги, чтобы обеспечить сыпучесть и избежать слеживания. Эта влажность ниже, чем требуется для подавления развития микробов. Другие продукты, такие как крекеры, сушат выше порога роста микробов, чтобы придать им хрустящую текстуру, которая нравится потребителям.

Непродовольственные товары

Среди непродовольственных товаров некоторые из тех, которые требуют значительной сушки, - это древесина (как часть обработки древесины), бумага, лен и стиральный порошок. Первые два из-за своего органического происхождения могут образовывать плесень при недостаточной сушке. Еще одно преимущество сушки - уменьшение объема и веса.

Шлам и фекалии от процессов очистки

В зоне санитарии, сушка осадка сточных вод с очистных сооружений, фекальный осадок или фекалии, собранные в сухих туалетах с отводом мочи (UDDT), являются распространенным методом уничтожения патогенов, поскольку патогены могут переносить только определенную степень сухости. Кроме того, сушка требуется в качестве технологической стадии, если материалы на основе экскрементов предназначены для сжигания.

См. Также

Библиография

  1. Greensmith, M. (1998). Практическое обезвоживание. Вудхед Паблишинг, Лтд.
  2. Генскоу, Л.Р.; Beimesch, W.E.; Hecht, J.P.; Kemp, I.C.; Langrish, T.; Schwartzbach, C.; Смит, (F).L. (2007). Справочник инженеров-химиков. Mc Graw Hill Professional. С. Глава 12 (Испарительное охлаждение и сушка твердых частиц).
  3. A.S., Mujumdar (1998). Справочник по промышленной сушке. Бока Ратон: CRC Press.

Ссылки

Внешние ссылки

.

Последняя правка сделана 2021-05-18 04:57:43
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте