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

где Рвх—P(z) — мощность, поглощаемая в линии на длине первых z метров.

Исходя из теории передающих линий

Для.сушилок, работающих в режиме противотока, исходное уравне­ ние имеет вид:

dP da

413

с учетом затухания в линии и высушенном материале

На входе линии поглощенная мощность равна нулю, так как

Р(z) — Рвх И “о = “мин 4” “/•

Втом случае, когда

Сушка в СВЧ-поле протекает значительно интенсивнее, чем при любом другом методе (рис. 181). Возможно различное соче-

414

тание этих методов, что определяется как соображениями эко­ номики, так и технологическими факторами.

Одним из примеров использования СВЧ-энергии является сушка хрустящего картофеля на конечном этапе технологичес­ кого процесса [162]. По традиционной технологии получить не­ обходимый цвет продукта довольно трудно, иногда невозможно.

"§ Sq \ Обычный процесс

Обычнаяпродолжительность' обработка

б

Рис. 181. Зависимость продолжительности сушки при конвективном теплоподводе и СВЧ-нагреве:

а — СВЧ-сушка и сушка воздухом; б — конвективный метод.

Очень часто продукт получается темноокрашенный. Для предо­ твращения развития темного цвета температуру масла поддержи­ вают на более низком уровне, скорость сушки замедляют. Исполь­

мощностью 50 кВт состоит из двух параллельных туннелей, из­ готовленных из нержавеющей стали (на рисунке показан один туннель), с общей системой горячего воздухоонабжения. Каждый

415

туннель питается от магнетрона мощностью 25 кВт на частоте 915 МГц. На конце туннеля устанавливается ловушка, в кото­ рой затухает энергия, не поглотившаяся продуктом.

Выбор частоты 915 МГц объясняется следующим. Диэлектрические свойства картофеля и растительных масел, применяемых при производ­ стве хрустящего картофеля, мало отличаются на частотах 915 и 2450 МГц. На частоте 2450 МГц можно получить более высокую скорость нагрева. На практике целесообразнее выбрать частоту 915 МГц, при которой обес­ печиваетсябольшая глубина проникновения электромагнитной энергии в продукт и получается рабочая камера большего размера.

Плотность потока энергии, попадающей в открытое простран­ ство, благодаря затуханию в ловушке оказывается ниже допус­ тимой. Мощность и скорость конвейера регулируются независимо в каждом туннеле. Производительность установки колеблется в

Рис. 183. Вертикальная СВЧ-сушилка:

/ — штуцер выхода паровоздушной смеси; 2 — штуцер входа продукта; 3 — генератор

•СВЧ-энергии; 4 — щелевые волноводы круглого сечения; 5 — щели; б — штуцер вы­ хода продукта; 7 — линия подачи горячего сухого воздуха; 8 — калорифер.

416

зависимости от влажности картофеля, поступающего на суш­ ку, от 636 до 980 кг/ч. Благодаря тому что при сушке в поле СВЧ хрустящий картофель извлекается из масла с более высокой влажностью, производительность всей линии возрастает на 5— 10%. Толщина слоя картофеля на конвейерной ленте составляет

[143] представляет собой агрегат, в котором используется как СВЧ-энергия, так и энергия теплого воздуха. Теплый воздух в данной установке выполняет две функции: сушильного агента и среды, в которой материал поддерживается во взвешенном сос­ тоянии.

Устройство для вакуумной сушки в поле СВЧ пищевых про­ дуктов представляет собой резонаторную камеру, в которую по­ мещается стеклянный контейнер, соединенный с вакуумной сис­

14-381 417

темой [92]. Продукт загружается в контейнер. Длина волны электромагнитных колебаний СВЧ 10—35 см. В сушилке су­ шат фрукты, овощи, мясо.

Куриное мясо, содержащее 70% воды к массе, нарезают ку­ биками с ребром 6,3—12,7 мм. Нагрев в поле СВЧ длится 4,5 мин. В начале нагрева удельное поглощение мощности сос­ тавляет 4 Вт на 1 г мяса. После нагрева энергию отключают и мясо вынимают из контейнера. Влажность образцов снижается до 40%. Затем кусочки мяса высушивают при воздушной сушке (температура 40° С) до содержания влаги 5%. Мясо получается хрустящим с открытой структурой. В течение 15 мин оно пол­ ностью обводняется при погружении в воду. По вкусу и аромату мясо превосходит контрольные образцы, полученные при варке мяса, высушенного только воздушной сушкой.

Общепризнано, что исходные свойства продуктов (внешний вид, размеры, цвет, запах, вкус, содержание витаминов, фермен­ тов, экстрактивных веществ и т. п.), высушенных сублимацией, сохраняются в максимальной мере и быстро (за 5—15 мин) вос­ станавливаются. Сублимационная сушка с СВЧ-энергоподводом аналогична другим процессам СВЧ-нагрева в том отношении, что тепло возбуждается в объеме материала благодаря диэлек­ трическим свойствам пищевых продуктов. При сублимационной сушке продукт остается в замороженном состоянии. Фактор по­ терь для замороженных пищевых продуктов по сравнению с влаж­ ными имеет меньшее значение, а для высушенных продуктов он еще ниже. Сублимационную сушку можно проводить в атмосфере, где парциальное давление водяных паров ниже давления на­ сыщенных паров замороженного продукта, в противном случае сублимация не будет иметь места и продукт не будет оставаться в замороженном состоянии.

Аналитическое описание процесса сублимационной сушки материа­ лов в период развития зоны сублимации в поле СВЧ связано с большими трудностями. Однако для частных случаев такие решения есть. Так, для образца в виде цилиндра, радиус которого много меньше, чем длина, при наличии внутренних источников тепла задача будет одномерной и

где tH— температура поверхности образца.

418