ИК-сушка
ИК — излучение — один из основных способов отверждения лакокрасочного покрытия в промышленных условиях. Особенности ИК — сушки, от которых зависит скорость сушки и качество покрытия.
Спектр солнечного излучения, в зависимости от длинны волны, делится на 7 диапазонов или видов волн. Это гамма излучение, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, микроволны, радиоволны. Человеческий глаз может воспринимать из них только один вид излучения — он так и называется «видимое излучение». Видимое излучение мы называем светом, его ярким примером может служить радуга, где белый свет разложен на цвета от фиолетового до красного
Инфракрасное излучение было открыто в начале 19 века английским физиком У.Гершелем. С помощью чувствительного термометра он доказал, что за границей видимого спектра существует излучение. Продолжив эксперименты он обнаружил, что за пределами красного спектра наблюдается повышение температуры. Впоследствии было выяснено, что такое излучение происходит от любых нагретых тел и предметов, а при поглощении веществом этого излучения оно нагревается.
ИК — излучение
Инфракрасное излучение это электромагнитное излучение, которое занимает спектральный диапазон между границей красного цвета видимого излучения и коротковолновым радиоизлучением.
Вся область инфракрасного излучения делится на 3 диапазона:
коротковолновое ( длина луча 0,74 — 2,5 мкм )
средневолновое ( длина луча 2,5 — 50 мкм )
длинноволновое ( длина луча 50 — 2000 мкм )
Искусственными источниками инфракрасных волн являются лампы накаливания, металлические и керамические плиты,спирали, газовые горелки и др. На сегодняшний день ИК — излучение широко применяется в различных областях нашей жизни: в медицине и в косметологии, в электронной и пищевой промышленности. Изготавливают множество приборов основанных на ИК — излучении: приборы ночного видения, пульты дистанционного управления, детекторы валют, инфракрасные прожекторы, обогреватели и т.д. Актуальным и перспективным направлением является использование тепловой энергии ИК — волн для стерилизации и сушки различных материалов и продуктов. Таким образом дезинфицируют и подсушивают пищевые продукты, атак же лакокрасочные материалы в различных областях промышленности.
ИК — отверждение(сушка)
В промышленном производстве в основном используются три основных способа сушки лакокрасочных материалов: терморадиационный (с помощью ИК — излучения), конвективный (с помощью горячего воздуха) и комбинированный.
Инфракрасное излучение позволяет работать практически со всеми типами красок и эмалей, включая акриловые и водорастворимые. Позволяет производить сушку грунтов и шпаклевок. Во время сушки лакокрасочные материалы переходят из жидкого состояния в твердое, что химики и называют — отверждением.
При конвективной сушке в камере первым нагревается и подсыхает верхний слой покрытия, который в последствии препятствует выходу растворителя. При использовании длинноволнового ИК — излучения в основном тепло тоже передается с помощью конвекционного нагревания. Источник излучения нагревается до максимальной температуры +750 С, тогда как объект сушки нагревается до +40 С. Поэтому период нагрева и остывания составляет 15 — 20 минут.
При сушке средневолновым устройством — источник энергии достигает температуры +750 — +1450 С, а сам объект сушки нагревается до +80 С. 75% излучения поглощается нижним слоем краски, который в свою очередь нагревает всю пленку. Современные средневолновые ИК — сушильные камеры и лампы подходят для сушки различных поверхностей: МДФ — панелей, декоративных изделий из стекла, флаконов. Правильный подбор устройства ИК- сушки и дистанции до поверхности позволяет после проведения покраски пластика качественно его высушить. Таким образом сушат различные изделия: корпуса телевизоров,детали экстерьера(бамперы, боковые зеркала) и интерьера(ручки, элементы приборной доски) автомобилей.
При коротковолновой ИК — сушке нагрев изделия происходит излучением, которое проникает сквозь слой лакокрасочного материала и поглощается поверхностью подложки на 90%. Источник излучения может достигать максимальной температуры 3000 С. Краска нагревается от подложки и способствует беспрепятственному выходу летучих продуктов из пленки. Благодаря этому процесс формирования лакокрасочного покрытия существенно ускоряется. Это является одним из главных преимуществ коротковолновой ИК — сушки. А второе преимущество — значительное ускорение подъема температуры окрашенного изделия. ИК — нагрев изделия в зоне ИК — лучей происходит сразу, практически мгновенно, тогда как при конвективной сушке для нагрева камеры и самого изделия требуется время.
Чтобы правильно подобрать устройство инфракрасной сушки нужно обращать внимание на большое количество факторов влияющих на процесс: это и максимально возможная температура нагрева материала подложки, мощность источника энергии и дистанция до поверхности покрытия, масса и размер изделия. Так же нужно учитывать что время сушки зависит от цвета краски и ее состава, поскольку разные материалы имеют разную отражающую способность. Светлая краска отражает часть лучей, не поглощая их, поэтому сохнет дольше. Краски металлик усиливают этот эффект. Частички алюминия, присутствующие в них, отражают лучи как зеркало. Темные краски сохнут значительно быстрее светлых.
В последнее время технология ИК — сушки приобретает все большую популярность. В основном на предприятиях используют коротко- и средне- волновые ИК — излучатели. Так же активно используются и комбинированные сушильные камеры в которых совмещают ИК — лампы с электрическими или газовыми нагревателями. Причиной этого является значительная экономия электроэнергии, сокращение длительности процесса сушки, оптимальная возможность приспособиться к размерам и геометрии объекта сушки, а так же невысокая стоимость нагревательных приборов.
Источник
Инфракрасная сушка продуктов питания
Инфракрасная сушка продуктов — это процесс ускоренного испарения влаги за счет воздействия инфракрасного излучения. Именно инфракрасные лучи так влияют на молекулярную структуру продукта, что при этом сохраняются витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов.
Инфракрасная сушка продуктов основывается на том, что влага в продукте активно поглощается инфракрасным излучением, проникающим на глубину до 12 мм. Но при этом излучение не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому инфракрасная сушка возможна при температуре 40-60 °C.
Инфракрасную сушку можно использовать для следующих продуктов:
Преимущества использования инфракрасной сушки для продуктов:
- Использование инфракрасного излучения при сушке продуктов позволяет сохранить 80-90% биологически активных веществ и витаминов.
- Низкое удельное потребление энергии на 1 кг испаренной влаги.
- Высокая скорость сушки.
- Невысокая температура сушки (40-60 °C).
- После замачивания продукта в течение 10-20 мин, продукт восстанавливает практически все свои физические и химические свойства.
- С помощью инфракрасной сушки овощей, фруктов, грибов, мяса, рыбы, зерна и так далее. возможно производство пищевых концентратов быстрого приготовления.
- Инфракрасная сушка и продукты, подвергнутые обработке, безвредны для человека (инфракрасное излучение – аналог солнечного тепла).
- Вкусовые качества продуктов, подвергнутых инфракрасной сушке, наиболее приближены к их свежим аналогам в сравнении с другими видами сушки.
Инфракрасные обогреватели для сушки
Инфракрасный обогреватель для сушки представляет собой керамический инфракрасный излучатель, помещенный в специальную оправу. Такие обогреватели экономичны и удобны в эксплуатации. В зависимости от конструкции и размеров инфракрасной сушки используются обогреватели, оснащенные 1 или 2 керамическими излучателями мощностью 500 или 650 Вт. Но при необходимости могут применяться и менее мощные излучатели при необходимости.
Инфракрасные излучатели для сушки
Инфракрасные излучатели для сушки – это непосредственно нагревательные элементы, которые могут применяться для сушки различных продуктов. При использовании таких излучателей зачастую необходимо укомплектовать сушку отражателями для более эффективного использования излучателя. Лучше всего подходят при использовании в длительных режимах сушки.
Кварцевые инфракрасные излучатели для сушки
Кварцевые инфракрасные излучатели для сушки – это излучатели, которые работают в коротковолновом диапазоне инфракрасного излучения. Они быстро выходят на температурный режим и быстро остывают, поэтому их рекомендуется использовать при часто прерываемых режимах сушки. В зависимости от размеров и конструкции сушки могут применяться различные виды данных излучателей.
Источник
Инфракрасная сушка
Наиболее актуальной и перспективной в данный момент является сушка продуктов питания с применением инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение твердых тел обусловлено возбуждением молекул и атомов тела вследствие их теплового движения. При поглощении инфракрасного излучения облучаемым телом в нем увеличивается тепловое движение атомов и молекул, что вызывает его нагревание.
Перенос энергии происходит от тела с большим потенциалом переноса тепла к телу с меньшим потенциалом. Для пищевых продуктов глубина проникновения инфракрасных лучей достигает 6–12 мм. На эту глубину проникает небольшая часть энергии излучения, но температура слоя, лежащего на расстоянии 6-7 мм от поверхности материала, растет значительно интенсивнее, чем при нагреве конвективным способом. Коротковолновые инфракрасные лучи оказывают более сильное воздействие на пищевые продукты как за счет большой глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на молекулярную структуру продуктов.
Инфракрасная сушка продуктов питания, как технологический процесс, основана на том, что инфракрасное излучение определенной длинны волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40-60 градусов Цельсия), что дает практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов. Оборудование для сушки овощей и фруктов, мяса и рыбы, зерна, круп и других пищевых и непищевых материалов основанное на использовании инфракрасного излучения является наиболее перспективным в настоящее время.
Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья. При непродолжительном замачивании (10-20 мин.) прошедший сушку продукт восстанавливает все свои натуральные органолептические, физические и химические свойства и может употребляться в свежем виде или подвергаться любым видам кулинарной обработки. Сушка продуктов (сушка овощей и фруктов, сушка рыбы, мяса, круп и т.д.) таким способом дает возможность производства разнообразных пищевых концентратов быстрого приготовления: первые, вторые, третьи блюда, закуски, каши, крупы, овощные и фруктовые порошки, которые используются в хлебопекарной, кондитерской промышленности, как компонент сухих смесей детского питания. По сравнению с традиционной сушкой, овощи, обработанные инфракрасной сушкой после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежим. Кроме того, порошки, прошедшие инфракрасную сушку, обладают противовоспалительными, детоксирующими и антиоксидантными свойствами. Применение продуктов, прошедших инфракрасную сушку, в молочной, кондитерской, хлебопекарной промышленности дает возможность расширить ассортимент пищевой продукции со специфическими вкусовыми свойствами. Инфракрасная сушка дает продукты не содержащие консервантов и других посторонних веществ, эти продукты не подвергается воздействию вредных электромагнитных полей и излучений. Само инфракрасное излучение безвредно для окружающей среды и человека, как и использующее его оборудование для сушки фруктов, оборудование для сушки овощей, мяса, рыбы, зерна, круп и т.д.
Прошедший сушку продукт не критичен к условиям хранения и стоек к развитию микрофлоры. До года сухопродукты могут храниться без специальной тары (при низкой влажности окружающей среды), при этом потери витаминов составляют 5-15%. В герметичной таре сухопродукт может храниться до двух лет. Сушка продуктов дает их уменьшение в объеме в 3-4 раза, а в массе в 4-8 раз по сравнению с исходным сырьем (в зависимости от его вида). Восстановленный путем замачивания в воде сухопродукт может подвергаться любой традиционной кулинарной обработке: варке, жарке, тушению и т.п., а также может употребляться в пищу в сыром или сухом виде.
Однако внимания заслуживают не только свойства получаемых сухопродуктов, но особенности оборудования для сушки продуктов с помощью инфракрасного излучения и технологических процессов, основанных на этом принципе. Технология инфракрасной сушки влажных продуктов позволяет практически на 100% использовать подведенную к сухопродукту энергию.
Поскольку молекулы воды, находящиеся в продукте, поглощают инфракрасные лучи и, возбуждаясь, нагреваются, то есть, в отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокое КПД, то при таком подводе тепла нет необходимости значительно повышать температуру подвергающегося сушке продукта, и можно вести процесс сушки при температуре 40-60 градусов. Такая сушка продукта дает два преимущества: во-первых, при таких температурах максимально сохраняется продукт: не рвутся клетки, не убиваются витамины, не карамелизируется сахар; во-вторых низкие температуры не греют сушильное оборудование, то есть нет потерь тепла через стенки, вентиляцию. В то же время инфракрасное излучение при температуре 40-60 градусов позволяет уничтожить всю микрофлору на поверхности продукта, делая сухопродукт практически стерильным.
Кроме всего перечисленного сушильное оборудование универсально и позволяет перерабатывать любые растительные и животные продукты с получением быстро восстанавливаемых сухих продуктов. Оборудование для сушки овощей, оборудование для сушки фруктов как и все сушильное оборудование, применяемое при этом виде сушки овощей и фруктов и других продуктов, обладает следующими достоинствами:
- самое низкое удельное энергопотребление на 1 кг испаренной влаги;
- менее 1 кВт.ч/кг (в два раза меньше любых сушильных установок);
- сушка продуктов производится при низкой температуре — 50-60 градусов Цельсия;
- сушка продуктов производится с высокой скоростью — 30-200 мин;
- простота и надежность, низкая цена и высокая окупаемость.
Источник
