Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

hи t«— начальная и конечная температуры, ° С; GBJ1 — количество удаленной влаги за время т;

Для сушки в поле токов высокой частоты характерна высо­ кая скорость подвода тепла, а следовательно, и интенсивность парообразования в продукте.

tПри этом скорость парообра­ зования превышает скорость его переноса, что приводит к возникновению градиента да­ вления. На рис. 163 показан график изменения влажности температуры и давления при высокочастотной сушке, по­

лученный на модельном ма­

общего давления, kp(yp).

При нагреве гомогенного продукта в поле токов высокой час­ тоты при равномерном прогреве вещества по всему объему мож­ но считать, что градиенты температуры и влажности стремятся к нулю. Тогда общее уравнение применительно к данному слу­ чаю значительно упростится.

Высокочастотная сушка продуктов целесообразна под ваку­ умом, так как в этом случае процесс протекает при невысоких

386

температурах (12—20° С), что позволяет получать продукт вы­ сокого качества [52, 53].

Схема установки для сушки мясопродуктов токами высокой частоты в вакууме проста. Мясо помещают между электродами, находящимися в вакуумной камере. При подаче на электроды тока высокой частоты (порядка 35—40 МГц) в материале гене­ рируется тепло. Образующиеся пары влаги проходят конденса-

Рис. 164. Кинетика сушки мяса в высокочастотном поле:

тор, несконденсированная часть отсасывается вакуумом-насосом через ловушку. Продолжительность сушки 1,5—2 ч при усушке образца 72—74%.

Процесс высокочастотной сушки мяса протекает в два перио­ да. Как видно из графиков рис. 164, а, в первом случае скорость предварительно замороженного мяса вначале значительно выше. Падающий период сушки для обоих случаев практически одина­ ков. Кривые скорости сушки (рис. 164, б) также имеют резко выраженный двухстадийный характер: участок постоянной ско­ рости сушки и падающей скорости. (Для сравнения показан процесс высокочастотной сушки мяса при атмосферном давле­ нии — кривая 1). Как следует из графика, скорость сушки весьма незначительна: максимального значения достигает всего 0.,3% в минуту. Скорость сушки замороженного мяса (кривая 3) больше, чем охлажденного (кривая 2), при этом максимального значения скорость сушки замороженного мяса достигает 7,8% в минуту.

Строение сухого мяса, полученного с помощью высокочастот. ной сушки,— пористое (объемная масса 0,4—0,5 г/см3). При

оводнении такое мясо восстанавливает до 70% первоначального объема.

Перспективным является комбинированное использование ра­ диационного и высокочастотного нагревов для сушки. Принци­ пиальная схема комбинированной сушилки для гранулирован­ ных продуктов приведена на рис. 165. Установка работает сле­ дующим образом. 'Материал из загрузочного бункера дозатором подается на конвейер предварительного подогрева, над которым

Рис. 165. Комбинированная сушилка для гранулированных продуктов:

расположены генераторы инфракрасного излучения. Обработан­ ный инфракрасными лучами продукт через промежуточный бун­ кер попадает на транспортер, который вместе с пластиной обра­ зует высокочастотный конденсатор. Последовательность обра­ ботки можно принять любую в зависимости от направленности технологического процесса.

При работе высокочастотного генератора для охлаждения анода лампы применяют воздух или воду. Существуют конструк­ ции аппаратов, в которых теплый воздух от генераторных ламп используется как дополнительный теплоноситель при сушке. Такая утилизация позволяет значительно улучшить технико­ экономические показатели высокочастотных сушилок. Данный метод использован для комбинированной (ТВЧ и горячий воз­ дух) сушки хурмы [135]. Горячий воздух можно утилизировать при воздушном охлаждении генераторных ламп. Сушка прово­

388

дится в конденсаторе с воздушным зазором (5—7 см). Сравни­ тельные данные по сушке хурмы высокочастотным и комбиниро­ ванным способами приведены в табл. 104.

Т а б л и ц а 104

Сушка

Данные табл. 104 указывают на преимущества комбинирован­ ного способа.

Использование высокочастотного нагрева для сушки солода [117] дало положительные результаты. В данном случае, исходя из допустимой температуры сушки, предложен импульсный ре­ жим обработки солода. Оптимальные соотношения между перио­ дом высокочастотной обработки и продувкой воздухом 30 :90. Продолжительность сушки сокращается с 10,5 до 6 ч при хоро­ ших качественных показателях (табл. 105).

Т а б л и ц а 105

Солод, высушенный

П р и м е ч а н и е . Использован солод Воронежского пивоваренного завода. Обычный ме­ тод сушки проведен на заводе, конвективно-высокочастотный — в лаборатории ВТИ.

Характеристика сушки солода с применением высокочастот­ ного нагрева приведена на рис. 166. Высокочастотную сушку

389

проводят в аппарате, представляющем собой три линейных кон­ вейера с индивидуальным приводом. Собственно высокочастот­ ная обработка проходит на втором конвейере, причем сама лента из металлической сетки является заземленным электродом, вто­ рой электрод выполнен в виде перфорированной латунной плас­ тины с ячейками 10 X 10 мм.

w,%

Рис. 166. Сравнительный график сушки солода:

1 — конвективно-высокочастотным методом; 2 — обычным ме­ тодом.

Экономические расчеты показывают, что при производитель­ ности сушилки 10 т в час экономия составит более 54 тыс. руб. в год.

Термическая обработка

Высокочастотный метод нагрева можно исполь­ зовать для обжарки какао бобов и кофейных зерен. Такие рабо­ ты проводились во МТИППе, МЭИ и других организациях.

В Венгрии изготовлена производственная высокочастотная установка для обжарки какао бобоз и кофе (рис. 167). Особен­ ность диэлектрической обжарки какао бобов и кофейных зерен состоит в том, что благодаря различию в электрофизических свойствах ядра и оболочки последняя при высокочастотном на­ греве имеет более низкую температуру, чем ядро. Поэтому не происходит интенсивного плавления какао масла, находящегося в слоях, примыкающих к оболочке, что сокращает потери масла при обжарке.

Вследствие резкого повышения давления внутри бобов при высокочастотном нагреве изменяется структура, что обеспечи­ вает легкое измельчение какао бобов в крупку, при этом работа, необходимая для измельчения бобов, уменьшается на

25—50%.

390

В пищевой промышленности важным и трудоемким процес­ сом является размораживание продуктов. В настоящее время этот процесс, осуществляемый различными тепловыми метода­ ми, требует больших производственных площадей, он чрезвы­ чайно длителен. Использование диэлектрического нагрева для

Рис. 167. Схема установки для диэлектрической обжарки какао бобов и ко­ фейных зерен:

1 — генератор; 2 — приемная воронка для обжаривания зерен; 3 — барабан, служа­ щий вращающимся низкопотенцнальным электродом; i — труба; 5 — высокопотенцнальный электрод.

размораживания позволяет резко сократить продолжительность процесса, а также улучшить качественные показатели продук­ ции.

Теоретически необходимая для размораживания энергия

и tK— начальная и конечная температура материала;

ci и с»— удельная теплоемкость материала соответственно до и после плавления льда.

Особенность высокочастотного размораживания — резкое из­ менение электрофизических свойств продуктов при переходе от

391