Конвективная сушка
Одним из самых распространенных способов сушки продуктов в настоящее время является конвективный способ сушки. Этот способ сушки продуктов основан на передаче тепла высушиваемому продукту за счет энергии нагретого сушильного агента – воздуха или парогазовой смеси.
Сушка продуктов при этом способе происходит при омывании продукта нагретым газом, воздухом, топочными газами, перегретым паром и другими теплоносителями, которые имеют температуру, отличную от температуры подвергающегося сушке материала. При этом способе сушки за счет сообщаемой продукту тепловой энергии идет испарение находящейся в продукте влаги, а унос паров влаги осуществляется сушильным агентом.
Различают конвективную сушку материалов в слое, при которой применяются сушилки с омыванием материала в слое или изделия агентом сушки (туннельные, камерные, петлевые, валковые, турбинные, ленточные, шахтные сушилки), а также конвективная сушка с сопловым обдувом плоских материалов. Кроме этого различают конвективную сушку материалов или изделий во взвешенном и полувзвешенном состоянии, которая может осуществляться в барабанных установках, в установках с кипящим слоем, в пневматических трубах-сушилках, в вихревом потоке, а также с помощью сушки распылением.
Оборудование для сушки овощей, оборудование для сушки фруктов и любое сушильное оборудование, основанное на этом способе, имеет простое устройство. Установки имеют высокие удельные энергозатраты, которые составляют от 1.6 до 2,5 кВт.ч/кг. Однако этому способу присущи некоторые недостатки, касающиеся нерационального использования энергии установками, поскольку сушка продукта таким способом неизбежно сопровождается потерями тепла на нагрев конструкций и окружающей среды.
При интенсификации процессов такой сушки продуктов необходимо повышать температуру теплоносителя, что влечет перегрев сухопродукта, особенно на стадии досушки. Кроме того этому способу сушки продуктов присущи недостатки, существенно снижающие качество конечного продукта. При этой сушке испарение влаги происходит только с поверхности, что приводит к появлению пленки, затрудняющей сушку и ухудшающей качество сухопродукта: изменяется цвет, вкус и естественный аромат продукта, снижается его восстанавливаемость при замачивании.
Высокая температура и высокая продолжительность сушки способствуют развитию окислительных процессов и приводят к потерям витаминов и биологически активных веществ в сухопродукте, и не способствует подавлению первичной микрофлоры.
Источник
Варианты конвективной сушки материалов
1. Сушильный аппарат с подогревом воздуха внутри сушильной камеры.
Рассмотрим основные преимущества процесса сушки с подогревом воздуха внутри сушильной камеры. Будем считать, что обычный теоретический процесс сушки АВС (рисунок 1) осуществляется с расходом тепла в подогревателе, который равен АВМ1 и 1 кг воздуха, поступающего в сушильный аппарат. Но данное тепло может подаваться не только в подогреватель, некоторая его часть может поступать в сушильную камеру. Предельный случай — если всё тепло подаётся в сушильную камеру. Данный процесс будет протекать по линии АС. Между этими двумя предельными положениями линий сушки (ВС и АС) могут располагаться линии процессов с последовательно возрастающим количеством тепла, подаваемого в подогреватель. Процесс сушки, соответствующий линии АВС показывает случай, при котором в сушильный аппарат подаётся количество тепла, необходимое для возмещения потерь в окружающий воздух. Среди промежуточных положений высушивания можно выделить линию В1С, совпадающую с изотермой, которая проходит через точку С. Таким образом, в данном случае процесс сушки будет осуществляться при неизменной температуре. Некоторая доля тепла при этом поступает в калорифер, а оставшаяся – в сушильную камеру.
 |
Поскольку во всех процессах сушки и первоначальное, и конечное состояние воздуха не изменяется, удельный расход этого воздуха также остаётся постоянным: l = I/(x2 — x0).
Удельный расход тепла в калорифере (в кДж на 1 кг воды) абсолютно во всех процессах также не изменяется:
| (i1-i0)∙l=(i1∙i0)/(x2-x0) | (1) |
 |
| Рисунок 2 — Принципиальная схема сушильного аппарата с промежуточным подогревом воздуха. |
Именно поэтому все процессы сушки являются одинаково экономичными. Тем не менее, процесс сушки с подогревом воздуха внутри сушильной камеры имеет значительное преимущество, поскольку он может происходить при более низкой температуре. Это особенно важно при высушивании продуктов, не выдерживающих очень высокой температуры.
2. Сушильный аппарат с промежуточным подогревом воздуха.
Снизить температуру воздуха при сушке можно путём осуществления высушивания другим способом, то есть с промежуточным подогревом воздуха. Схема устройства сушильного аппарата подобного типа представлена на рисунке 2, а непосредственно сам процесс сушки при данном способе — на рисунке 3.
 |
| Рисунок 3 — Процесс сушки с промежуточным подогревом на I-x диаграмме. |
Сушильный агент, отработанный в первой камере, следует в первый промежуточный подогреватель, а затем, уже нагретый, — подаётся в сушильную камеру. Отработанный сушильный агент из второй камеры подогревается во втором промежуточном подогревателе и следует в третью сушильную камеру и так далее.
На рисунке 3 представлена схема, когда вертикальные отрезки AB1, С1В2, С2В3 и С3В4 представляют подогрев в главном и в трёх промежуточных подогревателях, когда сушильный агент при выходе из сушильных камер имеет температуру t и ∆=0. Удельный расход воздуха в таком сушильном аппарате составляет l/(х1-х0), а удельный расход тепла q=(i1-i0)/(x2-х1). Расход тепла и воздуха может быть таким же и в обычном процессе АВС, однако, при температуре, намного выше данной.
3. Сушильный аппарат с возвратом отработанного воздуха.
На рисунке 4 изображена схема сушилки с возвратом отработанного воздуха. Доля отработанного сушильного агента с параметрами (φ2, t2, х2, i2) соединяется с чистым воздухом с параметрами (φ0, t0, х0, i0). Данная смесь подаётся в сушильный аппарат. На I-х диаграмме такой вариант представляется следующим образом (при А=0), что видно на рисунке 5. Точка М, соответствующая данной смеси, расположена на прямой, которая соединяет точки А и С. Она разделяет отрезок АС на части, обратно пропорциональные перемешиваемым массам количества воздуха в состоянии А и С. Далее смесь направляется в подогреватель, где нагревается до состояния, изображаемого точкой В. Процесс, происходящий в сушильной камере, изображается линией ВС. Равный ему по производительности, нормальный процесс сушки изображается линиями АВ1С. Сравнивая его с рассматриваемым нами процессом , можно сделать вывод, что в процессе сушки с возвратом отработанного воздуха расход воздуха будет значительно больше, поскольку (х2-хс) Рисунок 4 — Принципиальная схема сушилки с возвратом отработавшего воздуха. Процесс сушки с возвратом отработанного воздуха широко используется при высушивании продуктов, требующих использования бережного режима сушки, таких, как мармелад, пастила, макароны и им подобные. При этом повышенное частичное давление водяных паров в циркулирующем воздухе снижает главную движущую силу всего процесса, в результате чего он замедляется. Такой вариант сушки даёт возможность достаточно точно и гибко регулировать температуру воздуха и его влажность в сушильном аппарате. Материал подготовлен по книге «ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ», О.В. Чагин, Н.Р. Кокина, В.В. Пастин : Иван. хим. — технол. ун-т.:Иваново. 2007. 138 с. Источник Электросушилка кухонная – прибор бытового назначения, предназначенный для удаления влаги из плодовоовощной продукции, с целью дальнейшего хранения. На рынке бытовой техники представлено два типа агрегатов для сушки продуктов растительного происхождения: Конвективные электрические сушилки пользуются повышенным спросом ввиду привлекательной цены. Конвективные сушильные машины используются не только для заготовки продуктов растительного происхождения, при помощи агрегата засушивают мясо и рыбу. Конструктивно электросушилка представляет собой платформу, оснащенную нагревательным элементом и съемными решетчатыми поддонами для размещения нарезанных продуктов. Подготовленные и нарезанные ломтиками ингредиенты укладываются на лотки, крышка закрывается, внутри корпуса создаются необходимые условия для сушки. Испарение влаги из продукта происходит под действием циркулирующего потока горячего воздуха или перегретого пара. Температура воздуха при конвективной сушке достигает 80 С . В качестве нагревательного элемента выступает ТЭН, естественная циркуляция потока создается посредством вентилятора. Конструктивные особенности элементов аппарата – решающий фактор при выборе модели. В первую очередь при выборе обращают внимание на: Материал корпуса и съемных лотков Корпус электросушилки и поддоны выполняют из нержавеющей стали или пищевого пластика. Пластиковый корпус и лотки проще в уходе, легко вымываются, такой агрегат весит меньше стального. В то же время пластик подвержен механическим повреждениям, пластиковый корпус или поддон может треснуть или разбиться. Для изготовления конструктивных элементов конвективных электрических сушилок используют светопрозрачный или непрозрачный пластик. Преимущества металлического корпуса – прочность, долговечность, но стоимость электросушилки из стали выше. Вместительность Вместительность электросушилки напрямую зависит от функционального предназначения аппарата. Если планируется заготовка продуктов для малочисленной семьи, рационально приобрести агрегат среднего размера, способный за один раз обработать до 3 кг продукции. Габаритные модели могут единовременно высушить до 9 кг свежих припасов. Мощность Мощность влияет на время сушки продуктов. На рынке современной бытовой техники представлены модели конвективных электросушилок мощностью от 165 до 1000 Вт. Рациональным показателем считают мощность сушильного агрегата 400-600 Вт. Устройства мощностью 600 Вт и более сокращают время высушивания. Минус мощных электросушилок – излишний шум во время работы. Способ управления Управление электрической сушильной машиной для плодоовощной продукции происходит механическим либо электронным способом. Преимущества электронного управления: Однако, электронное управление в отличие от ручного чаще выходит из строя. Расположение нагревательного элемента Весомый критерий выбора. В большинстве моделей расположен в верхней либо нижней части. При вертикальной подаче горячего воздуха, независимо от места расположения нагревательного элемента, в процессе сушки требуется переставлять загрузочные лотки местами для равномерной обработки продукта. На рынке представлены модели с боковым (горизонтальным) расположением нагревательного элемента, однако, они не слишком распространены из-за увеличенных габаритов сушильного агрегата. Загрузочные лотки Количество загрузочных лотков в зависимости от модели колеблется от 2 до 8. Выбирайте модель, в комплект которой дополнительно входят поддоны для приготовления мармелада и пастилы. Это расширит функциональные возможности. На рынке бытовой техники представлены модели электрических кухонных сушилок с функцией приготовления йогурта и расстойки теста. Имеет значение высота поддонов. Высота лотка в один сантиметр позволит высушивать ягодную продукцию, зелень либо лечебные травы. Высота бортика в 2 см наиболее практична и позволит высушивать цельные грибы, кусочки фруктов. Присутствие дополнительных функций позволяет упростить и обезопасить процесс работы сушильной машины. При выборе аппарата для высушивания пищевых продуктов желательно присутствие такого функционала: Функция «защита от перегрева» предназначена для отключения электросушилки в случае непредвиденного повышения температуры. Благоприятно сказывается на сроке службы агрегата. Терморегулятор задает необходимый температурный режим для сушки того или иного продукта, как следствие обеспечиваются оптимальные условия для обработки продукции. Терморегулятор предусматривает три варианта температурного режима: «низкий» – обработка продуктов происходит при температуре до 35-40 0 ; «средний» – максимальная температура воздушного потока 55 0 ; «высокий» – температура нагрева от 55 до 80 0 . Функция «таймер времени» позволяет запрограммировать время сушки. По истечении заданного времени сушильная машина отключается автоматически. Функция «подсветка» позволяет следить за процессом сушки без необходимости каждый раз открывать крышку устройства. Функция «охлаждение» предусматривает отключение нагревательного элемента и автоматическое включение обдува для приведения продукции в завершающую кондицию, предотвращает пересушивание продуктов. Главное преимущество конвекционной сушилки для овощей и фруктов – цена. К плюсам данного типа можно и отнести разнообразие моделей, которые представлены на рынке бытовой техники. Однако список недостатков конвективных электросушилок в сравнении с приборами, принцип действия которых основан на инфракрасном излучении, достаточно широк: Недостатки конвективной электрической сушилки напрямую связаны с принципом работы устройства. В процессе конвекции испарение влаги происходит с поверхности обрабатываемой продукции, в результате чего создается пленка, которая препятствует потокам горячего воздуха в проникновении вглубь продукта. Перед эксплуатацией следует ознакомиться с инструкцией производителя. Порядок работы При эксплуатации следует соблюдать элементарные меры предосторожности: В процессе работы электрического кухонного аппарата пользователь может столкнуться с такими поломками: Возможные причины возникшей ситуации: Для устранения неисправности стоит определить причину выхода из строя сушильного агрегата, первым делом прибор осматривают на предмет механического повреждения корпуса и питающего шнура. Проверка механической кнопки включения/выключения бытового прибора проводится путем измерения сопротивления во включенном и выключенном положении посредством мультиметра, при этом агрегат отключают от электропитания. При включенном положении кнопки показатель сопротивления должен быть приближен к нулевому значению. Поломка электросушилки может быть вызвана срабатыванием термопредохранителя вследствие перегрева нагревательного элемента. Для диагностики проверяют способность биметаллического термопредохранителя проводить электрический ток при разных пространственных положениях корпуса. Проверка данного элемента проводится при комнатной температуре. При осмотре двигателя привода исполнительных узлов электросушки проверяют состояние контактных площадок якоря, соприкасающихся с щетками. Контактные площадки должны обладать визуальным металлическим блеском, допускается незначительный износ. Контакты должны быть сухими, попадание жидкости недопустимо. При исправной работе мотора щетки плавно скользят по поверхности контактных площадок, без рывков и задержек на отдельных участках площадок. О неисправности двигателя свидетельствует ощутимое биение вала в подшипниках либо во втулках при движении якоря. Диагностику дефектов регулятора температуры начинают с визуального осмотра термостата на отсутствие загрязнений контактов, прерывающих цепь питания. Работу термостата проверяют путем внешнего нагрева с контролем температурного режима. Площадь соприкосновения контактов при замкнутой цепи должна быть максимальной, показатели сопротивления в месте контакта менее 0,01 Ом. При достижении заданной температуры происходит размыкание контактов. Если навыки и опыт ремонта бытовых приборов отсутствует в случае возникновения неполадок лучше обратиться в специализированный сервисный центр. Источник
Рисунок 5 — Процесс сушки с возвратом отработанного воздуха на диаграмме. Конвективная электросушилка
Как работает конвекционная сушилка
Устройство и характеристики
Функции
Плюсы и минусы конвекционной сушилки
Эксплуатация конвекционной сушилки
Меры предосторожности
Неисправности
