Лекция 14. Оборудование для производства сухих молочных консервов

Сушка различных материалов – это термический процесс удаления поглощенного вещества (влаги), сопровождающейся изменением технологических свойств материала.

Во время сушки воздух насыщается парами высушиваемого материала. При этом чем быстрее влажный воздух заменяется сухим, тем интенсивнее сушка. С повышением температуры сушки усиливается испарение влаги и требуется большая скорость подвода сухого воздуха. Чем выше температура воздуха, тем меньше его относительная влажность.

В процессе сушки с поверхности материала испаряется влага, и на ее место вследствие диффузии поступает влага из внутренних слоев, которая, в свою очередь, также испаряется. Чем мельче высушиваемые частицы, тем интенсивнее поступление влаги из более глубоких слоев, больше поверхность испарения и, следовательно, скорость сушки.

В настоящее время сушка молока (как цельного, так и обезжиренного) методом распыления начинает приобретать все большее значение. Это объясняется тем, что сухое молоко, полученное в распылительных сушилках, по сравнению с выработанными на вальцовых более высокого качества, лучше растворяется и сохраняется.

В зависимости от движения воздуха и частиц молока распылительные сушилки можно подразделить на три основных типа:

прямоточные (воздух и частицы движутся параллельно);

противоточные (воздух и частицы движутся навстречу друг другу);

со смешанным потоком (прямоток и противоток).

Независимо от типа сушилок в них может быть как прямолинейный поток воздуха, так и спиральный.

При сушке молока распылением широко используют прямоток, поскольку при нем исключается перегрев продукта.

Существуют горизонтальные и вертикальные прямоточные сушилки, причем в последних поток воздуха и частиц может быть направлен сверху вниз и снизу вверх (рис. 10).

В горизонтальных прямоточных сушилках (рис. 1, а) сухое молоко сепарируется под действием силы тяжести. Продукт оседает на дно камеры и удаляется шнековым транспортером. Мелкие частицы, не успевшие осесть, уносятся воздухом и отделяются от него в циклонах.

В сушилках, работающих по принципу прямотока сверху вниз (рис. 1, 6) оседание влажных частиц молока на стенках маловероятно. При таком способе сушки получают продукт высокого качества, представляющий собой однородный порошок из шарообразных частиц.

При прямотоке снизу вверх (рис. 1, а) скорость движения воздуха должна быть больше скорости движения самых крупных частиц, чтобы все они поднимались вверх и уносились выходящим потоком. При прямотоке снизу вверх сушка молока происходит равномернее, чем при прямотоке сверху вниз, так как крупные частицы находятся в зоне сушки дольше, чем мелкие, которые быст­ро выносятся и не успевают перегреться.

Рис. 1. Схемы конструкций сушилок для молока: а – горизонтальные прямоточные; б – работающие по принципу прямотока сверху вниз; в –работающие по принципу прямотока снизу вверх; г – со спиральным потоком воздуха; д – со смешанным потоком воздуха; е – с вращательным движением потока; 1 – форсунка; 2 – шнек.

Применение принципа противотока для сушки молока менее це­лесообразно, поскольку сухие частицы на выходе из сушилки встре­чаются с входящим горячим воздухом. Это вызывает перегрев и порчу продукта; снижение же температуры входящего воздуха при­водит к уменьшению эффективности процесса.

При смешанном потоке в сушилках достигается хорошая турбулизация, способствующая лучшему смешиванию воздуха и частиц молока. Входящий воздух при этом сильно насыщен влагой.

В сушилке со спиральным потоком воздуха мо­локо распыляется в потоке выходящего воздуха, что способствует более полному насыщению его влагой. Затем частицы молока по­падают в поток входящего горячего воздуха, движущегосяспирально, и полностью высыхают.

Большое распространение в молочной промышленности получила сушилка, схема которой показана на рис. 2. Молоко рас­пыляется центробежным диском, расположенным в центре камеры. Горячий воздух поступает тангенциально через два отверстия в нижней части сушилки, благодаря чему создается вращательное движение потока. Кроме того, для лучшей сушки в начальный пе­риод часть горячего воздуха подается непосредственно в зону рас­пыления. Такой воздушный поток способствует разрыхлению фа­кела распыления и придает ему параболическую форму, что иск­лючает прилипание крупных частиц к стенкам камеры. Сушилка полностью заполняется по поперечному сечению распыленным мо­локом, и основное количество воздуха проходит через него. Воз­дух, насыщенный влагой, выходит из верхней части сушилки, а су­хой продукт собирается на дне и удаляется скребками.

Рис. 12. Распылительная сушилка производства сухих молочных продуктов: 1 –калорифер; 2 – сушильная камера; 3 – циклон; 4 – главный вентилятор; 5 – убо­рочный механизм; 6 – пневматическое устройство для расфасовки готового про­дукта в тару; 7 – распылитель с вариатором скоростей; 8 – вентилятор для ох­лаждения распылителя; 9 – преобразователь частоты; 10 – масляный насос; 12 – насос для подачи сгущенного молока на распыление; 12 – электрический шкаф;

13 – мостик для очистки установки

Однако эти сушилки обладают недостатками. Сухие частицы, оседая на дно, слипаются с еще не высохшими, что ухудшает каче­ство продукта. Кроме того, поскольку сухой порошок встречается с входящим в сушилку горячим воздухом, это требует снижения температуры последнего и ведет к уменьшению эффективности сушки по сравнению с прямотоком.

При сушке распылением большое значение имеет равномерное распределение горячего воздуха в сушилке (по ее сечению) и бы­строе смешение его с распыленными частицами молока, так как длительность процесса мала—несколько секунд. Неравномерное распределение воздуха ухудшает эффективность и равномерность сушки, в результате чего перегреваются наиболее быстро высохшие частицы, а те, которые не успели высохнуть, налипают на стенки. Это ведет к частичному слипанию продукта в комочки и к частым остановкам сушилки для чистки.

Равномерность распределения воздуха в сушильной камере и скорость смешения его с частицами молока зависят от способа по­дачи воздуха.

Горячий воздух в сушилку можно вводить в осевом направлении через центральную трубу (рис. 3, а). В этом случае поток его име­ет форму конуса, расширяющегося книзу. В верхней части камеры у стенок получаются застойные зоны с завихрениями.

Другой способ подачи воздуха – через центральную трубу с прорезями, расположенную в центре камеры (рис. 3, 6). В этом случае при правильном выборе скорости движения воздуха в про­резях трубы достигается удовлетворительное распределение его в сушилке по сечению.

При тангенциальном вводе воздух имеет вращательное спи­ральное движение в сушилке (рис. 3, е). Если молоко распыля­ется центробежными дисками, факел распыления которых распо­ложен в горизонтальной плоскости, спиральной подачи воздуха недостаточно, так как при этом в центре камеры создается мень­ший поток, чем у периферии.

Рис. 3. Схемы способов подачи воздуха в сушилки: а – в осевом направлении через центральную трубу; б – через центральную трубу с прорезями, расположенную в центре камеры; в – тангенциально; г – радиально; д – через успокоительное пространство и распределительную решетку; 1 – форсунка; 2 –распылительный диск.

Дата добавления: 2014-12-24